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KR101811810B1 - 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법 및 시스템 - Google Patents

폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법 및 시스템 Download PDF

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KR101811810B1
KR101811810B1 KR1020160029349A KR20160029349A KR101811810B1 KR 101811810 B1 KR101811810 B1 KR 101811810B1 KR 1020160029349 A KR1020160029349 A KR 1020160029349A KR 20160029349 A KR20160029349 A KR 20160029349A KR 101811810 B1 KR101811810 B1 KR 101811810B1
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South Korea
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injection
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crude oil
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reservoir
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이정환
김영민
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전남대학교 산학협력단
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Abstract

폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법 및 시스템이 재공된다. 본 발명의 실시예에 따른 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법은, 취득된 저류층 정보, 주입정 정보 및 생산정 정보를 이용하여 주입효율과 회수효율을 계산, 해석할 수 있으며, 이를 통해 원유회수증진공법의 운영 상태를 파악하고 저류층 내 유동문제 발생 유무를 판단할 수 있다. 이에 의해, 폴리머를 이용한 원유회수증진공법이 적용된 석유개발 현장의 운영효율을 증대시키고, 기존의 해석 방식에 비하여 비용과 시간을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 누구나 쉽게 활용할 수 있으므로, 시장성 및 활용성이 매우 높다.

Description

폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법 및 시스템{Method and system for monitoring of polymer enhanced oil recovery}
본 발명은 원유회수증진공법 모니터링 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저류층에 주입된 물 또는 폴리머 용액과 같은 화학물질의 주입효율을 분석하고, 유체 주입에 따른 생산 자료를 활용하여 원유 회수효율을 분석하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
1차 석유생산 이후에도 저류층 내에는 60~70%의 석유자원이 잔존하고 있으며, 이는 전 세계 확인매장량 기준으로 2,417억 배럴을 추가할 수 있는 것으로 평가된다.
원유회수증진 기술은 이러한 저류층 내에 유체를 주입하여 생산성을 증진하는 방법으로써, 급증하는 석유수요를 해결할 수 있는 대안으로 각광받고 있다. 또한 석유자원의 안정적 수급대책 가운데 가장 중요도가 큰 기술이며, 원유생산증진 기술 중 저류층 내 물을 주입하는 수공법과 폴리머, 계면활성제, 알칼리성 용액과 같은 화학물질을 주입하는 화학공법은 기술적 안정성이 확보된 기술로 평가받고 있으며, 다국적 석유회사를 중심으로 대규모 투자가 진행되고 있다.
2013년 원유회수증진공법을 통해 26억 8100만 배럴(2,681million)규모의 원유가 생산되었으며, 아시아 태평양지역에서의 원유 고갈(Depleting oil reserves)과 원유 수입의 높은 의존성으로 인해 원유회수증진공법 시장은 더욱 커질 것으로 예측된다. 원유회수증진공법의 시장가치는 2012년 381억(38.1billion)달러에서 매년 26% 정도의 성장률을 기록하며 2023년에는 5,167억(516.7 billion) 달러 규모로 성장할 것으로 전망되며, 원유회수증진공법에서 화학공법이 차지하는 비율은 2012년 10.03% 에서 2023년에는 29.71%까지 도달할 것으로 추정된다.
이에, 비용과 시간을 획기적으로 절감하면서도 누구나 손쉽게 원유회수증진공법을 모니터링할 수 있도록 하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 비용과 시간을 획기적으로 절감하면서도 누구나 손쉽게 원유회수증진공법을 모니터링할 수 있도록 하기 위한 방안으로, 저류층과 유체의 특성에 따른 원유회수증진공법의 주입효율과 유동전단면 변화를 분석함과 동시에 생산자료를 기반으로 회수효율을 평가할 수 있는 방법과 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법은, a) 저류층 정보, 유체 물성 정보, 포화도 구간을 이용하여, 유동 특성을 분석하는 단계; b) 주입유체를 공급하는 주입정 정보를 이용하여, 상기 원유회수증진공법의 주입효율을 분석하는 단계; 및 c) 생산정 정보를 이용하여, 상기 원유회수증진공법의 회수효율을 평가하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 a) 단계는, 상기 저류층 정보와 상기 유체 물성 정보를 입력받는 단계; 상기 저류층 정보와 상기 유체 물성 정보를 이용하여, 저류층의 총 두께, 잔존 오일량, 평균 공극률, 평균 투과도 및 평균 유체 포화도를 계산하는 단계; 및 상기 저류층 정보와 상기 유체 물성 정보를 이용하여, 유체 간 분별유동 특성을 분석하고 상대투과도 곡선을 산출하여, 상기 유동 특성을 분석하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 저류층 정보는, 저류층 종류, 면적, 지표손상인자, 층별 두께, 층별 공극률, 층별 투과도 변화 및 층별 유체 포화도를 포함하고, 상기 유체 물성 정보는, 물, 오일, 폴리머용액의 점성도 및 지층용적계수를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 저류층 정보 및 상기 유체 물성 정보는, 현장운영자료, 실험자료 및 저류전산해석 자료 중 적어도 하나의 분석을 통해 취득될 수 있다.
또한, 상기 상대투과도 곡선은, 끝점 상대투과도 분석법을 이용하여 상기 포화도 구간을 특정 범위로 세분화시킨 각 구간에서의 값을 산출하며, 보간법을 사용하여 상기 산출된 값을 연결하는 곡선일 수 있다.
그리고, 상기 b) 단계는, 상기 주입량에 따른 상기 주입유체의 유동전단면을 계산하여, 선형 또는 거품 형태의 그래프를 생성하는 단계; 및 상기 계산된 유동전단면과 상기 주입정 정보를 이용하여 기준곡선과 상기 저류층의 주입곡선을 계산하고, 계산된 곡선을 상호 비교하여 유동문제를 판별하고 상기 주입효율을 평가하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주입정 정보는, 주입시간, 일일 주입량, 주입압력 및 평균 저류층 압력을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 주입정 정보는, 현장운영자료, 실험자료 및 저류전산해석 자료 중 적어도 하나의 분석을 통해 취득될 수 있다.
또한, 상기 기준곡선은, 상기 주입압력과 상기 평균 저류층 압력의 차를 누적한 값을 누적주입량에 따라 도시되며, 상기 주입곡선은, 상기 저류층 정보, 상기 유체 정보, 상기 유동전단면 및 유동 구간별 포화도 값을 하기 수학식에 적용하여 산출되며,
Figure 112016023567970-pat00001
상기 수학식에서 mH는 저류층 주입곡선 기울기,
Figure 112016023567970-pat00002
는 환산 투과도, ht는 저류층 총 두께, Rrf는 잔류 투과도 저항인자, Rf는 투과도 저항인자, B는 지층용적계수, μ는 점성도, s는 지층손상인자, rb2는 추진수 유동전단면, rb1는 폴리머 유동전단면, re는 저류층 영향반경, krw는 물 상대투과도, kro는 오일 상대투과도, Sor은 잔류 오일포화도, Swp는 폴리머 포화도,
Figure 112016023567970-pat00003
는 평균 물 포화도, 첨자 o는 오일, 첨자 w는 물이고, 상기 유동문제는, 상기 주입효율 저하의 원인이 되는 지층막힘, 고투과도층, 지표손상인자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 c) 단계는, 상기 주입유체가 상기 저류층 내부를 유동하여 발생하는 대체효율, 체적접촉효율을 계산하여 도시하는 단계; 상기 생산정 정보를 이용하여, 시간 변화에 따른 유체별 생산량, 누적 생산량, 유체 생산비율을 계산하여 도시하는 단계; 및 계산된 대체효율, 체적접촉효율 및 상기 생산정 정보를 이용하여, 상기 회수효율을 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 생산정 정보는, 생산시간, 일일 오일 생산량 및 일일 물 생산량을 포함할 수 있다.
또한, 상기 생산정 정보는, 현장운영자료, 실험자료 및 저류전산해석 자료 중 적어도 하나의 분석을 통해 취득될 수 있다.
그리고, 상기 대체효율은, 상기 포화도 변화값을 이용하여 계산되고, 상기 체적접촉효율은, 상기 잔존오일량 대비 상기 누적생산량을 하기 수학식에 적용하여 계산하며,
Figure 112016023567970-pat00004
상기 수학식에서 EV는 체적접촉효율, Np는 누적 생산량, Vp는 저류층 공극부피, Swmax는 최대 물 포화도, So는 오일 포화도, Swp는 폴리머 포화도이고, 상기 회수효율은, 상기 계산된 대체효율과 체적접촉효율의 곱으로 산출될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 원유회수증진공법 모니터링 장치는, 저류층 정보, 유체 물성 정보, 주입유체를 공급하는 주입정 정보, 생산정 정보를 입력받는 입력부; 저류층 정보, 유체 물성 정보, 포화도 구간을 이용하여 유동 특성을 분석하고, 주입정 정보를 이용하여 폴리머를 이용한 원유회수증진공법의 주입효율을 분석하며, 생산정 정보를 이용하여 상기 원유회수증진공법의 회수효율을 평가하는 프로세서; 및 분석 결과와 평가 결과가 표시되는 모니터;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 취득된 저류층 정보, 주입정 정보 및 생산정 정보를 이용하여 주입효율과 회수효율을 계산, 해석할 수 있으며, 이를 통해 원유회수증진공법의 운영 상태를 파악하고 저류층 내 유동문제 발생 유무를 판단할 수 있게 되어, 폴리머를 이용한 원유회수증진공법이 적용된 석유개발 현장의 운영효율을 획기적으로 증대시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 비용과 시간을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 누구나 쉽게 활용할 수 있으므로, 시장성 및 활용성이 매우 높다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석시스템의 구동화면을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석시스템의 저류층 정보 입력 과정을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석시스템의 유체 물성 정보 입력 과정을 나타낸 도면.
도 5는 유동 특성 분석 결과를 예시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석시스템의 주입정과 생산정의 물성 정보 입력 과정을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유정의 유체 주입정보 입력 결과를 예시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주입유체의 유동전단면 계산 결과를 선형형태로 예시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주입유체의 유동전단면 계산 결과를 거품형태로 예시한 도면.
도 10은 주입효율 분석 결과를 예시한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석시스템의 회수효율 결과 도출 과정을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분석시스템을 구동하는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법의 순서도이다. 도 1에서는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법의 주입효율과 회수효율을 평가하기 위한 과정이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 원유회수증진공법 모니터링 방법은, 저류층 정보 및 유체 물성 정보 입력 단계(100), 상대투과도 곡선 산출 단계(110), 분별유동 특성 분석 단계(120), 주입정 정보 입력 단계(200), 유동전단면 분석 단계(210), 생산정 정보 입력 단계(300), 생산특성 분석 단계(310), 접촉효율 분석 단계(320), 주입효율 평가 단계(400) 및 회수효율 평가 단계(500)를 포함한다.
도 1에 도시된 원유회수증진공법 모니터링 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 형태의 분석시스템으로 구성될 수 있다. 상기 분석시스템은 입력자료를 프로그램 전용 확장자명으로 구성된 파일로 저장할 수 있으며, 기존에 저장된 파일을 로딩(loading)하여 나타낼 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분석시스템의 구동화면을 도시한 도면이다.
정보 입력 단계(100)에서 입력되는 저류층 정보에는, 저류층 종류, 면적, 지표손상인자, 층별 두께, 층별 공극률, 층별 투과도 변화, 층별 유체 포화도를 포함한다.
또한, 정보 입력 단계(100)에서 입력되는 유체 물성 정보에는, 물, 오일, 폴리머용액의 점성도 및 지층용적계수를 포함한다.
저류층 정보 및 유체 물성 정보는, 도 3과 도 4와 같이 사용자가 분석시스템에 입력할 수 있다. 입력된 정보를 이용하여, 저류층의 총 두께, 잔존 오일량, 평균 공극률, 평균 투과도, 평균 유체 포화도를 계산할 수 있다.
상대투과도 곡선 산출 단계(110)에서는, 끝점 상대투과도(end-point relative permeability) 분석법을 활용하여 상대투과도 값을 산출할 수 있으며, 이를 위해 물과 오일 유동에서의 잔류 오일 포화도, 잔류 물 포화도, 각 포화도에서의 상대투과도 값 및 Honarpour 지수를 입력한다.
입력 정보를 기반으로 포화도 구간을 적절한 수로 구분(이를 테면, 20으로 구분)하며, 각 구간에서의 상대투과도 값을 계산할 수 있다. 그리고 스플라인 보간법(spline interpolation)을 수행하여 상대투과도 곡선을 산출할 수 있다.
또한 폴리머와 오일간 상대투과도는 물과 오일간의 상대투과도 산출방법과 순서는 동일하나 물을 대신하여 폴리머를 고려하여 해당 값을 입력하여 상대투과도 곡선 산출에 활용한다. 도 5는 유동 특성 분석 결과를 예시한 도면이다.
분별유동 특성 분석 단계(120)는 폴리머의 흡착특성으로 인해 기존의 물과 오일간 분별유동 곡선과는 다른 곡선이 나타나기 때문에 폴리머용액 주입 유무에 따라 분석기법을 구분하였다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석시스템의 주입정과 생산정의 좌표 및 물성 정보 입력 과정을 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 유정의 평면상 좌표를 고려하기 위해 X축과 Y축 좌표를 입력하며, 기준 유정으로부터 각 유정의 거리를 계산한다. 그리고 유정 물성 정보는 유정 반경과 유정을 포함하는 저류층의 영향반경을 포함한다.
주입정 정보 입력 단계(200)에서 입력되는 주입유체를 공급하는 주입정 정보에는, 주입정으로부터 취득된 주입시간, 일일 주입량, 주입압력, 평균 저류층 압력을 포함한다. 그리고 생산정 정보 입력 단계(300)에서 입력되는 생산정 정보에는, 생산시간, 일일 오일 생산량, 일일 물 생산량을 포함한다.
주입정 정보와 생산정 정보는, 시간순서에 따라 배열하여 스프레드시트 등과 같은 형태로 분석시스템에 로딩할 수 있다. 도 7은 유정의 유체 주입정보 입력 결과를 예시한 도면이다.
저류층 정보, 유체 물성 정보, 주입정 정보 및 생산정 정보는 현장운영자료, 실험자료 및 저류전산해석 자료 등을 통해 취득할 수 있다.
유동전단면 분석 단계(210)는 주입정 정보로부터 취득된 주입량에 따른 주입유체의 유동전단면을 계산한다. 주입유체의 유동전단면 계산은 하기의 수학식 1과 같은 비혼합성 유동 방정식의 해를 구하는 과정이다.
[수학식 1]
Figure 112016023567970-pat00005
여기서 rb는 주입유체의 유동전단면, Wi는 주입시간에 따른 누적주입량,
Figure 112016023567970-pat00006
는 저류층 공극률, h는 저류층 두께, rw는 유정반경,
Figure 112016023567970-pat00007
는 유동전단면에서의 분별유동 미분값이다.
상기에서 계산된 유동전단면은 그래프로 나타낼 수 있으며, 사용자의 분석 편의를 위해 선형뿐만 아니라 거품형태의 그래프를 도시할 수 있다. 도 8은 주입유체의 유동전단면 계산 결과를 선형형태로 예시한 도면이고, 도 9는 주입유체의 유동전단면 계산 결과를 선형 또는 거품형태로 예시한 도면이다.
대부분의 저류층은 다층(multi-layer) 구조를 이루고 있어 수직적으로 불균질성(heterogeneity)을 가지게 된다. 폴리머의 주입거동(injection performance)은 상기 다층구조 저류층 내에서의 층간유동(cross-flow)에 따라 영향을 받게 된다. 다층구조로 이루어져 있으나 상기 층간유동으로 인해 저류층을 구성하는 모든 층이 연결되어 있으므로 하나의 단층구조로 나타낼 수 있다. 그러나 각 층의 투과도가 상이하기 때문에 이를 대표하는 값을 산출하고자 환산 투과도(reduced permeability)를 계산한다. 환산 투과도 계산은 하기의 수학식 2와 같은 방정식의 해를 구하는 과정이다.
[수학식 2]
Figure 112016023567970-pat00008
여기서
Figure 112016023567970-pat00009
는 환산 투과도,
Figure 112016023567970-pat00010
는 저류층의 겉보기 투과도,
Figure 112016023567970-pat00011
는 저류층의 겉보기 공극률,
Figure 112016023567970-pat00012
는 저류층의 겉보기 포화도,
Figure 112016023567970-pat00013
는 저류층의 평균 공극률,
Figure 112016023567970-pat00014
는 저류층의 평균 포화도이다.
주입효율 평가 단계(400)는 유동전단면과 주입정 정보를 이용하여 기준곡선과 저류층 주입곡선을 계산하고, 계산된 곡선을 상호 비교하여 유동문제를 판별하고, 주입효율을 평가한다.
기준곡선은 하기의 수학식 3을 이용하여 계산할 수 있으며, 주입정 정보 입력 단계(200)에서 입력된 정보를 활용하여 누적 주입량에 따른 누적 압력차를 도시하여 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112016023567970-pat00015
여기서 pwf는 주입압력, pe는 평균 저류층 압력, t는 시간, mH는 저류층 주입곡선 기울기이다.
또한, 하기 수학식 4를 통해, 폴리머용액 유동을 고려한 저류층 주입곡선 기울기를 계산할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112016023567970-pat00016
여기서 ht는 저류층 총 두께, Rrf는 잔류 투과도 저항인자(residual permeability reduction factor), Rf는 투과도 저항인자(permeability reduction factor), B는 지층용적계수, μ는 점성도, s는 지층손상인자, rb2는 추진수 유동전단면, rb1는 폴리머 유동전단면, re는 저류층 영향반경, krw는 물 상대투과도, kro는 오일 상대투과도, Sor은 잔류 오일포화도, Swp는 폴리머 포화도,
Figure 112016023567970-pat00017
는 평균 물 포화도, 첨자 o는 오일, 첨자 w는 물이다.
수학식 4에 제시된 방정식을 이용하여 층간유동과 포화도 변화를 고려하여 기울기를 계산하면, 다층구조 내 폴리머용액의 주입효율을 분석할 수 있다.
또한, 수학식 3의 관계와 같이, 저류층 주입곡선 기울기와 누적 주입량의 곱을 이용하여 누적 압력차를 예측할 수 있다. 누적 주입량은 동일한 조건에서 수학식 3의 실제 측정된 누적 압력차와 수학식 4로부터 예측된 누적 압력차를 상호 비교하여 유동문제를 판별하고 주입효율을 평가할 수 있다.
도 10은 주입효율 분석 결과를 예시한 도면이다. 저류층 주입곡선이 기준곡선과 유사하게 도시되면 폴리머용액의 주입은 안정적으로 운영되고 있다고 판단할 수 있다. 그러나 저류층 주입곡선이 기준곡선을 벗어나 위로 상승하는 구간이 발생하면 주입유체가 저류층 내 지층막힘 구조에 도달했다고 판단할 수 있다. 또한 기준곡선과 달리 저류층 주입곡선이 아래로 꺽여 기울기가 감소하는 구간이 발생하면 저류층 내에 고투과도 구간이 존재한다고 판단할 수 있다. 그리고 유동문제가 발생하는 시점에서의 누적 주입량을 유동전단면 분석 단계(210)에 적용하면 유동문제가 발생한 지점을 파악할 수 있다.
생산특성 분석 단계(310)는 생산정 정보 입력 단계(300)에서 획득한 자료를 활용하여 시간 변화에 따른 오일 생산량, 물 생산량, 누적 오일 생산량, 누적 생산량, 유체 생산비율을 계산한다.
또한 접촉효율 분석 단계(320)는 대체효율과 체적접촉효율을 계산한다. 대체효율은 폴리머주입 개시 시점의 오일 포화도와 종료 시점의 오일 포화도를 이용하여 계산할 수 있다. 그러나 체적접촉효율은 저류층 불균질성, 방향성 투과도, 지층 불연속/단층, 수평 및 수직 균열, 저류층 경사, 유체 유동도 비 등에 영향을 받기 때문에 수식을 이용하여 계산하기 어렵다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법에 의한 누적 생산량을 이용하여 체적접촉효율을 계산하기 위해 하기의 수학식 5를 제시한다.
[수학식 5]
Figure 112016023567970-pat00018
여기서 EV는 체적접촉효율, Np는 누적 생산량, Vp는 저류층 공극부피, Swmax는 최대 물 포화도, So는 오일 포화도, Swp는 폴리머 포화도이다.
회수효율 평가 단계(500)는 대체효율과 체적접촉효율의 곱을 이용하여 폴리머를 이용한 원유회수증진공법의 회수효율을 계산하며, 도출된 회수효율은 선형 그래프로 도시할 수 있다. 도 11은 생산특성, 접촉효율 및 회수효율 결과를 예사한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분석시스템을 구동하는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다. 도시된 컴퓨팅 시스템은 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 장치에 해당한다.
본 발명의 실시예에 따른 원유회수증진공법 모니터링 장치는, 도 12에 도시된 바와 같이, 통신부(10), 모니터(20), 프로세서(30), 입력부(40) 및 저장부(50)를 포함한다.
통신부(10)는 외부 디바이스 또는 외부 네트워크와 통신 연결하여, 정보를 전달받거나 전달한다. 입력부(40)는 원유회수증진공법의 분석/해석에 필요한 정보인, 저류층 정보, 유체 물성 정보, 주입정 정보, 생산정 정보 등을 입력받기 위한 수단이다.
프로세서(30)는 도 1에 도시된 알고리즘을 수행하여, 원유회수증진공법에 대한 유동 특성 분석, 주입효율 분석 및 회수효율 평가 등을 수행한다.
모니터(20)는 프로세서(30)에 의한 분석, 평가 결과가 표시된다. 저장부(50)는 프로세서(30)가 알고리즘을 수행함에 있어 필요한 저장공간을 제공한다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 저류층 정보 및 유체 물성 정보 입력
110 : 상대투과도 곡선 산출 120 : 분별유동 특성 분석
200 : 주입정 정보 입력 210 : 유동전단면 분석
300 : 생산정 정보 입력 310 : 생산특성 분석
320 : 접촉효율 분석 400 : 주입효율 평가
500 : 회수효율 평가
10 : 통신부 20 : 모니터
30 : 프로세서 40 : 입력부
50 : 저장부

Claims (14)

  1. 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법에 있어서,
    a) 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 저류층 정보, 유체 물성 정보, 포화도 구간을 이용하여, 유동 특성을 분석하는 단계;
    b) 상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 주입유체를 공급하는 주입정 정보를 이용하여, 상기 원유회수증진공법의 주입효율을 분석하는 단계; 및
    c) 상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 생산정 정보를 이용하여, 상기 원유회수증진공법의 회수효율을 평가하는 단계;를 포함하고,
    상기 a) 단계는,
    상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 상기 저류층 정보와 상기 유체 물성 정보를 입력받는 단계;
    상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 상기 저류층 정보와 상기 유체 물성 정보를 이용하여, 저류층의 총 두께, 잔존 오일량, 평균 공극률, 평균 투과도 및 평균 유체 포화도를 계산하는 단계; 및
    상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 상기 저류층 정보와 상기 유체 물성 정보를 이용하여, 유체 간 분별유동 특성을 분석하고 상대투과도 곡선을 산출하여, 상기 유동 특성을 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 저류층 정보는,
    저류층 종류, 면적, 지표손상인자, 층별 두께, 층별 공극률, 층별 투과도 변화 및 층별 유체 포화도를 포함하고,
    상기 유체 물성 정보는,
    물, 오일, 폴리머용액의 점성도 및 지층용적계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 저류층 정보 및 상기 유체 물성 정보는,
    현장운영자료, 실험자료 및 저류전산해석 자료 중 적어도 하나의 분석을 통해 취득되는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 상대투과도 곡선은,
    끝점 상대투과도 분석법을 이용하여 상기 포화도 구간을 특정 범위로 세분화시킨 각 구간에서의 값을 산출하며, 보간법을 사용하여 상기 산출된 값을 연결하는 곡선인 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  6. 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법에 있어서,
    a) 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 저류층 정보, 유체 물성 정보, 포화도 구간을 이용하여, 유동 특성을 분석하는 단계;
    b) 상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 주입유체를 공급하는 주입정 정보를 이용하여, 상기 원유회수증진공법의 주입효율을 분석하는 단계; 및
    c) 상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 생산정 정보를 이용하여, 상기 원유회수증진공법의 회수효율을 평가하는 단계;를 포함하고,
    상기 b) 단계는,
    상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 주입정 정보로부터 취득된 주입량에 따른 상기 주입유체의 유동전단면을 계산하여, 선형 또는 거품 형태의 그래프를 생성하는 단계; 및
    상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 상기 계산된 유동전단면과 상기 주입정 정보를 이용하여 기준곡선과 상기 저류층의 주입곡선을 계산하고, 계산된 곡선을 상호 비교하여 유동문제를 판별하고 상기 주입효율을 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 주입정 정보는,
    주입시간, 일일 주입량, 주입압력 및 평균 저류층 압력을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 주입정 정보는,
    현장운영자료, 실험자료 및 저류전산해석 자료 중 적어도 하나의 분석을 통해 취득되는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 기준곡선은,
    상기 주입압력과 상기 평균 저류층 압력의 차를 누적한 값을 누적주입량에 따라 도시되며,
    상기 주입곡선은,
    상기 저류층 정보, 상기 유체 물성 정보, 상기 유동전단면 및 유동 구간별 포화도 값을 하기 수학식에 적용하여 산출되며,
    Figure 112017113014787-pat00019

    상기 수학식에서 mH는 저류층 주입곡선 기울기,
    Figure 112017113014787-pat00020
    는 환산 투과도, ht는 저류층 총 두께, Rrf는 잔류 투과도 저항인자, Rf는 투과도 저항인자, B는 지층용적계수, μ는 점성도, s는 지층손상인자, rb2는 추진수 유동전단면, rb1는 폴리머 유동전단면, re는 저류층 영향반경, krw는 물 상대투과도, kro는 오일 상대투과도, Sor은 잔류 오일포화도, Swp는 폴리머 포화도,
    Figure 112017113014787-pat00021
    는 평균 물 포화도, 첨자 o는 오일, 첨자 w는 물이고,
    상기 유동문제는,
    상기 주입효율 저하의 원인이 되는 지층막힘, 고투과도층, 지표손상인자를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  10. 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법에 있어서,
    a) 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 저류층 정보, 유체 물성 정보, 포화도 구간을 이용하여, 유동 특성을 분석하는 단계;
    b) 상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 주입유체를 공급하는 주입정 정보를 이용하여, 상기 원유회수증진공법의 주입효율을 분석하는 단계; 및
    c) 상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 생산정 정보를 이용하여, 상기 원유회수증진공법의 회수효율을 평가하는 단계;를 포함하고,
    상기 c) 단계는,
    상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 상기 주입유체가 상기 저류층 내부를 유동하여 발생하는 대체효율, 체적접촉효율을 계산하여 도시하는 단계;
    상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 상기 생산정 정보를 이용하여, 시간 변화에 따른 유체별 생산량, 누적 생산량, 유체 생산비율을 계산하여 도시하는 단계; 및
    상기 원유회수증진공법 모니터링 장치가, 계산된 대체효율, 체적접촉효율 및 상기 생산정 정보를 이용하여, 상기 회수효율을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 생산정 정보는,
    생산시간, 일일 오일 생산량 및 일일 물 생산량을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 생산정 정보는,
    현장운영자료, 실험자료 및 저류전산해석 자료 중 적어도 하나의 분석을 통해 취득되는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 대체효율은,
    상기 포화도 변화값을 이용하여 계산되고,
    상기 체적접촉효율은,
    잔존오일량 대비 상기 누적생산량을 하기 수학식에 적용하여 계산하며,
    Figure 112017113014787-pat00022

    상기 수학식에서 EV는 체적접촉효율, Np는 누적 생산량, Vp는 저류층 공극부피, Swmax는 최대 물 포화도, So는 오일 포화도, Swp는 폴리머 포화도이고,
    상기 회수효율은,
    상기 계산된 대체효율과 체적접촉효율의 곱으로 산출되는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 방법.
  14. 저류층 정보, 유체 물성 정보, 주입유체를 공급하는 주입정 정보, 생산정 정보를 입력받는 입력부;
    저류층 정보, 유체 물성 정보, 포화도 구간을 이용하여 유동 특성을 분석하고, 주입정 정보를 이용하여 폴리머를 이용한 원유회수증진공법의 주입효율을 분석하며, 생산정 정보를 이용하여 상기 원유회수증진공법의 회수효율을 평가하는 프로세서; 및
    분석 결과와 평가 결과가 표시되는 모니터;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 저류층 정보와 상기 유체 물성 정보를 이용하여, 저류층의 총 두께, 잔존 오일량, 평균 공극률, 평균 투과도 및 평균 유체 포화도를 계산하고,
    상기 저류층 정보와 상기 유체 물성 정보를 이용하여, 유체 간 분별유동 특성을 분석하고 상대투과도 곡선을 산출하여, 상기 유동 특성을 분석하는 것을 특징으로 하는 폴리머를 이용한 원유회수증진공법 모니터링 장치.
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