ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10. Τριτογενής παραγωγή Μέθοδοι επαύξησης της απόληψης πετρελαίου

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 Τριτογενής παραγωγή Μέθοδοι επαύξησης της απόληψης πετρελαίου Η τριτογενής παραγωγή είναι σχετικά νέος κλάδος, ο οποίος τεχνολογικά εξελίσσεται γρήγορα καθώς οι ενεργειακές ανάγκες γίνονται ολοένα µεγαλύτερες. Πολλές πετρελαϊκές εταιρείες εξειδικευµένες στην εκµετάλλευση υδρογονανθράκων παρουσιάζουν συνεχώς νέα υλικά και πρωτότυπους συνδυασµούς µεθόδων. Η εφαρµογή τους στηρίζεται περισσότερο στο εργαστηριακό πείραµα παρά την πλήρη θεωρητική διερεύνηση. Για να είµαστε σε θέση, όµως, να προβλέψουµε εκ των προτέρων τα αποτελέσµατα µιας µεθόδου τριτογενούς παραγωγής, χωρίς να καταφεύγουµε κάθε φορά σε υψηλού κόστους πειράµατα, θα πρέπει να έχουµε τη δυνατότητα εξοµοίωσης πολύπλοκων φυσικοχηµικών φαινοµένων συνδυάζοντας πλήθος αλληλοεξαρτώµενων παραµέτρων. Εκτός του ότι ο καθορισµός της συνεισφοράς κάθε φαινοµένου στο τελικό αποτέλεσµα είναι δύσκολος, πολλές φορές δεν υπάρχουν µοντέλα που να ποσοτικοποιούν τη συνεισφορά αυτή. Αλλά και όταν υπάρχουν, για λόγους απλότητας λαµβάνουν υπόψη µέρος των παραµέτρων και συνεπώς, οι προβλέψεις τους απέχουν από τα αποτελέσµατα που έχουµε σε πραγµατικές συνθήκες. Αναπόφευκτα, η επιλογή εξαρτάται και από το κατά πόσο είναι οικονοµικά συµφέρουσα η κάθε µέθοδος στην υπό εξέταση περίπτωση. Εποµένως, στην αβεβαιότητα του σχεδιασµού και την συνακόλουθη αδυναµία πρόβλεψης της τελικής απόληψης, έρχεται να προστεθεί η µεγάλη αβεβαιότητα στη τιµή του πετρελαίου και οι κατά τόπους διακυµάνσεις του κόστους των εισπιεζόµενων ρευστών. Το γεγονός αυτό κάνει εξαιρετικά ριψοκίνδυνη τη µεγάλη επένδυση χρηµάτων που απαιτεί κάθε τέτοιο εγχείρηµα. Πριν προχωρήσουµε στα σχετικά µε τις µεθόδους επαύξησης της απόληψης υδρογονανθράκων (Enhanced Oil Recovery), θα ήταν χρήσιµο να γίνει µια σύντοµη επαναφορά των όρων που υιοθετούνται ευρέως για την ονοµασία των διαφόρων σταδίων στην εκµετάλλευση ενός πετρελαϊκού κοιτάσµατος. Η οριοθέτηση του περιεχοµένου του όρου τριτογενής παραγωγή, είναι ένα από τα πρώτα προβλήµατα που εµφανίζονται µέσα από τη βιβλιογραφία. Όπως έχει ήδη αναφερθεί ο όρος πρωτογενής παραγωγής πετρελαίου χρησιµοποιείται για την παραγωγή πετρελαίου, η οποία στηρίζεται αποκλειστικά και µόνο στη φυσική ενέργεια που είναι αποθηκευµένη στο κοίτασµα. Η ενέργεια αυτή γίνεται αισθητή µε την ύπαρξη, µέσα στους πόρους του πετρώµατος, ρευστών σε υψηλή πίεση τα οποία εκτονώνονται ανερχόµενα στην επιφάνεια διαµέσου της γεώτρησης. Η ώθηση και η ροή των ρευστών είναι δυνατόν να οφείλεται σε: εκτόνωση καλύµµατος αερίου (gas cap) που τυχόν βρίσκεται πάνω από τους υγρούς υδρογονάνθρακες (gas- cap drive). εκτόνωση των ελαφρών υδρογονανθράκων οι οποίοι, λόγω υψηλής πίεσης, έχουν διαλυθεί στην υγρή φάση των βαρύτερων υδρογονανθράκων (solution gas drive) ύπαρξη ενεργού υδροφόρου ορίζοντα (aquifer) κάτω από τη ζώνη πετρελαίου, ο οποίος δηµιουργεί υδροστατική πίεση αρκετά υψηλή ώστε να ωθήσει τους υδρογονάνθρακες από την τον πυθµένα της γεώτρησης στην επιφάνεια (water drive) Στις περισσότερες περιπτώσεις έχουµε συνδυασµό των µηχανισµών που αναφέρθηκαν πιο πάνω. Η πρωτογενής παραγωγή είναι το πρώτο στάδιο στην εκµετάλλευση του κοιτάσµατος και συνεχίζεται όσο η πίεση των υδρογονανθράκων, η οποία µειώνεται 133

σταδιακά, είναι αρκετή ώστε να διατηρείται η ροή προς την επιφάνεια σε οικονοµικά αποδεκτούς ρυθµούς. (Σχήµα 10.1). Σύµφωνα µε τις σύγχρονες αντιλήψεις που συναντώνται στην βιβλιογραφία, οποιαδήποτε µέθοδος, η οποία δεν στηρίζεται αποκλειστικά στη φυσική ενέργεια του ταµιευτήρα, χαρακτηρίζεται ως µέθοδος επαύξησης της απόληψη πετρελαίου, το οποίο εισπιέζεται από την επιφάνεια προς το κοίτασµα. Το γεγονός ότι αυτές οι µέθοδοι προηγήθηκαν χρονικά από όλες τις υπόλοιπες, εξηγεί το ότι είναι οι µόνες οι οποίες παραδοσιακά αναφέρονται µε τον όρο δευτερογενής παραγωγή και έτσι έχουν συζητηθεί και στο σχετικό Κεφάλαιο. Θεωρητικά όµως δεν είναι δυνατόν να αποκλεισθεί η χρήση του όρου αυτού για οποιαδήποτε µέθοδο έπεται χρονικά της πρωτογενούς παραγωγής. Με το ίδιο σκεπτικό, ο όρος τριτογενής παραγωγής αναφέρεται γενικά σε οποιαδήποτε µέθοδο εκµετάλλευσης ενός πετρελαϊκού κοιτάσµατος που εφαρµόζεται µετά τη δευτερογενή παραγωγή. Στην πράξη, ο όρος χρησιµοποιείται ειδικά για τις µεθόδους που αναπτύχθηκαν, τα τελευταία κυρίως χρόνια, για την απόληψη όσο το δυνατόν µεγαλύτερου µέρους του υπολειµµατικού πετρελαίου το οποίο µένει µέσα στο πέτρωµα εξαιτίας τριχοειδών φαινοµένων µετά την εισπίεση νερού. Με τη χρήση των όρων δευτερογενής και τριτογενής παραγωγή δεν µπορούµε πλέον να αναφερόµαστε σε διαφορετικές µεθόδους, γιατί είναι φανερό ότι δεν είναι δυνατόν να προσδιορισθεί µε απόλυτο τρόπο η χρονική σειρά εφαρµογής τους. Τις περισσότερες, µάλιστα, φορές κρίνεται απαραίτητη η συνδυασµένη εφαρµογή τους. Εποµένως, ο όρος τριτογενής παραγωγή θα πρέπει να χρησιµοποιείται µόνο µε το περιεχόµενο που, όπως αναφέρθηκε πιο πάνω, έχει πρακτικά αποδοθεί : παραγωγή που στηρίζεται στην ελάττωση του υπολειµµατικού πετρελαίου το οποίο µένει στο κοίτασµα µετά την κατάκλυση του σχηµατισµού µε νερό. 10.1 Θερµικές Μέθοδοι Οι θερµικές µέθοδοι στηρίζονται στην ακόλουθη αρχή : αύξηση της θερµοκρασίας των πετρωµάτων του ταµιευτήρα και των υγρών που εµπεριέχονται στους πόρους του σχηµατισµού, έχει ως αποτέλεσµα τη µείωση του ιξώδους και την αύξηση της σχετικής κινητικότητας του πετρελαίου. Για την καλύτερη κατανόηση του φαινόµενου αυτού θεωρούµε ρευστό ιξώδους µ, το οποίο διατρέχει ένα στοιχειώδες τµήµα πορώδους µέσου, σχήµατος ορθογώνιου παραλληλεπιπέδου και διαστάσεων S, dx, µε διεύθυνση ροής κάθετη προς τη διατοµή S, υπό διαφορά πίεσης dp. Η παροχή Q του ρευστού, θεωρείται αµελητέα η επίδραση της βαρύτητας, δίδεται από τη γνωστή Q k dx εξίσωση του Darcy: = S µ dp όπου k είναι η απόλυτη διαπερατότητα του πορώδους µέσου. 134

Σχήµα 10.1 Στάδια Εκµετάλλευσης Κοιτάσµατος Πετρελαίου 135

Στην περίπτωση ταυτόχρονης ροής δύο ρευστών π.χ. νερού και πετρελαίου, για κάθε ένα από αυτά ισχύει η παραπάνω σχέση. Q S Q S kro = µ o o krw = µ w w dx dp dx dp όπου ο δείκτης ο αντιστοιχεί στο πετρέλαιο και ο δείκτης w στο νερό. ιαιρώντας κατά µέλη τις εξισώσεις 10.1 και 10.2 προκύπτει ότι : Q Q w k k rw µ µ o (10.1) (10.2) o ro w = (10.3) Q Ο λόγος o = M καλείται συντελεστής σχετικής κινητικότητας του πετρελαίου προς το Qw νερό. Αύξηση της απόδοσης ενός κοιτάσµατος πετρελαίου σηµαίνει αύξηση του λόγου Μ. Αυτό µπορεί να γίνει µόνο µε αύξηση του λόγου µ w /µ ο σύµφωνα µε την εξίσωση 10.3, αφού ο όρος k rο /k rw είναι περίπου σταθερός για το συγκεκριµένο µέσο και ρευστό. Οι θερµικές µέθοδοι συµβάλουν προς αυτήν την κατεύθυνση. Είναι γνωστό ότι το ιξώδες ενός ρευστού, εποµένως του πετρελαίου η του νερού, ελαττώνεται µε την αύξηση της θερµοκρασίας. Για να είναι δυνατή η αύξηση του όρου µ w /µ ο, θα πρέπει η µεταβολή του µ w να είναι απολύτως µικρότερη (η µεταβολή είναι αρνητική) από τη µεταβολή του µ ο για το ίδιο εύρος αύξησης της θερµοκρασίας. Το Σχήµα 10.2 επιβεβαιώνει το παραπάνω όπου φαίνεται ότι η απόλυτη τιµή της κλίσης της καµπύλης (µ w, T) είναι µικρότερη από την αντίστοιχη της καµπύλης (µ ο, Τ) για τις ίδιες µεταβολές του Τ. Οι χαρακτηριστικές καµπύλες του Σχήµατος 10.3 προέκυψαν από πειραµατικά δεδοµένα και επιβεβαιώνουν τη θεωρητική ισχύ όσων έχουν αναφερθεί και παρουσιάζουν τη µείωση του λόγου µ o/ µ w ( ή την αύξηση του λόγου µ w /µ ο ) µε την αύξηση της θερµοκρασίας. Το αντίστροφο είναι σπάνιο φαινόµενο και ισχύει µόνο για κάποια πτητικά πετρέλαια (διακεκοµµένη γραµµή). Σχήµα 10.2 Μεταβολή του ιξώδους του πετρελαίου και του νερού µε τη θερµοκρασία Στο Σχήµα 10.4 παρουσιάζεται η µεταβολή του κορεσµού σε πετρέλαιο, S o, µε την θερµοκρασία. Η µείωση του S o µε την αύξηση της θερµοκρασίας δείχνει τη µείωση της ποσότητας του πετρελαίου στους πόρους του σχηµατισµού και εποµένως την αύξηση της απόληψης. 136

Σχήµα.10.3 Μεταβολή του λόγου µ ο /µ w κορεσµού µε τη θερµοκρασία Σχήµα 10.4 Μεταβολή του συντελεστή µε τη θερµοκρασία Οι θερµικές µέθοδοι που εφαρµόζονται στην πράξη είναι: 10.1.1 ιέγερση µε ατµό (Steam Stimulation) Η µέθοδος της διέγερσης µε ατµό είναι επίσης γνωστή σαν κυκλική εισπίεση ατµού, (cyclic steam injection). Σύµφωνα µε τη µέθοδο αυτή, ατµός εισπιέζεται µέσω µιας παραγωγικής γεώτρησης (huff-φύσηµα ατµού) για ένα χρονικό διάστηµα δύο έως τριών εβδοµάδων. Στην συνέχεια, η γεώτρηση κλείνει, (steam soak διαπότιση του σχηµατισµού µε ατµό) έτσι ώστε να επιτευχθεί επαρκής διάχυση της θερµικής ενέργειας µέσα στον ταµιευτήρα. Μετά από µερικές ηµέρες αρχίζει ξανά η παραγωγή (puff ξεφύσηµα), επιτυγχάνοντας υψηλότερους ρυθµούς παραγωγής. H µέθοδος παρουσιάζεται στο Σχήµα 10.5. Η αποτελεσµατικότητα της µεθόδου οφείλεται στην αύξηση της θερµοκρασίας, η οποία προκαλεί: σηµαντική µείωση του ιξώδους του πετρελαίου, συµπίεση του διαλυµένου αερίου, ελάττωση της επίδρασης του επιδερµικού παράγοντα (skin effect) και θερµική διόγκωση των ρευστών του ταµιευτήρα. Ο συνδυασµός των παραπάνω συνεπάγεται τελικά σηµαντική αύξηση του ρυθµού παραγωγής και ελάττωση του υπολειµµατικού πετρελαίου. Σύµφωνα µε την βιβλιογραφία, η διέγερση µε ατµό είναι περισσότερο αποτελεσµατική σε σχηµατισµούς ψαµµίτη µεγάλου πάχους, µε υψηλή σχέση περιεκτικότητας άµµουαργίλου, και οι οποίοι περιέχουν πετρέλαιο υψηλού ιξώδους. 10.1.2 Εισπίεση θερµού ρευστού (ατµού ή νερού) (Steam or Hot Water Injection) Γενικά, θα λέγαµε, ότι είναι µια µέθοδος συγγενής της συνήθους εισπίεσης νερού. Σε ορισµένες από τις γεωτρήσεις εισπιέζεται θερµό ρευστό, ενώ από άλλες, γειτονικές τους, αντλείται το εκτοπιζόµενο πετρέλαιο. Η θεµελιώδης διαφορά σε σχέση µε την εισπίεση νερού είναι η διοχέτευση θερµικής ενέργειας στο κοίτασµα. Το καταλληλότερο µέσο για 137

τη µεταφορά θερµότητας είναι το νερό λόγω της µεγάλης θερµοχωρητικότητας που παρουσιάζει. Από τη σκοπιά της θερµικής επάρκειας, ο ατµός είναι ίσως το βέλτιστο µέσο αλλά δεν προτιµάται πάντοτε γιατί η παραγωγή του ανεβάζει σηµαντικά το κόστος εφαρµογής της µεθόδου. Αν το εισπιεζόµενο ρευστό είναι ατµός τότε διακρίνονται τρεις περιοχές ανάλογα µε την απόσταση από τη γεώτρηση εισπίεσης. Η πρώτη περιοχή περιέχει κορεσµένο ατµό, η δεύτερη θερµό νερό που προέρχεται από τη συµπύκνωση του εισπιεζόµενου ατµού και η τρίτη θερµό πετρέλαιο, το οποίο εκτοπίζεται προς τις γεωτρήσεις παραγωγής. Η µέθοδος παρουσιάζεται στο Σχήµα 10.6 ύο είναι οι µορφές δράσης του εισπιεζόµενου θερµού ρευστού που συµβάλλουν στην αυξηµένη απόληψη πετρελαίου. Με την αύξηση της θερµοκρασίας µειώνεται το ιξώδες και παράλληλα ο κορεσµός σε υπολειµµατικό πετρέλαιο. Η µείωση του ιξώδους δηµιουργεί ευνοϊκότερη σχέση κινητικότητας ανάµεσα στο εισπιεζόµενο και εκτοπιζόµενο υγρό και, εποµένως, βελτιώνει τη σάρωση του κοιτάσµατος (sweep efficiency) ενώ, η µείωση του υπολειµµατικού πετρελαίου, ελαχιστοποιεί την ποσότητα που µένει στις περιοχές που έχουν ήδη σαρωθεί. Η µείωση του υπολειµµατικού πετρελαίου οφείλεται στη θερµική διόγκωση του και στην εξάτµιση ενός µεγάλου µέρους του που αποτελείται από ελαφρότερα συστατικά. Παράγοντες που επηρεάζουν την εφαρµοσιµότητα της εισπίεσης ατµού είναι: Βάθος του ταµιευτήρα Το ανώτερο στο οποίο είναι δυνατόν να εφαρµοσθεί εισπίεση ατµού είναι τα 5000 ft. Ο περιορισµός αυτός υπαγορεύεται από την κρίσιµη πίεση του ατµού που είναι 3208 psi. Πάχος του ταµιευτήρα Το πάχος του ταµιευτήρα πρέπει να είναι µεγαλύτερο από 10 ft, έτσι ώστε οι θερµικές απώλειες προς τα στρώµατα που υπόκεινται αυτού να είναι όσο το δυνατόν µικρότερες. Πυκνότητα πετρελαίου Πρέπει να είναι µεγαλύτερη από 12 ο API. Ιξώδες πετρελαίου Πρέπει να είναι µεταξύ 100 και 1000 cp στη θερµοκρασία του ταµιευτήρα ιαπερατότητα Πρέπει να είναι µεγαλύτερη από 50 md. Η εισπίεση ατµού εφαρµόζεται σε κοιτάσµατα που βρίσκονται σε σχετικά µικρό βάθος και περιέχουν πετρέλαιο ιξώδους µεταξύ 100 και 1000 cp. 10.1.3 Επιτόπου καύση ( In Situ Combustion) Όπως δηλώνει και η ονοµασία της µεθόδου, η παραγωγή της θερµότητας γίνεται µέσα στο κοίτασµα µε την επιτόπου καύση ενός µέρους του πετρελαίου, γεγονός που αποτελεί και τη βασική διαφορά από τις άλλες θερµικές µεθόδους. Υπάρχουν δύο παραλλαγές της επιτόπου καύσης. Η πρώτη ονοµάζεται forward combustion (προωθητική καύση) ενώ η δεύτερη reverse combustion (αντίστροφη καύση) Παρακάτω θα γίνει αναφορά µόνο στην πρώτη παραλλαγή. Η δεύτερη έχει µικρότερη πρακτική σηµασία, γεγονός που οφείλεται σε διάφορα προβλήµατα κατά την εφαρµογή της που την κάνουν εξαιρετικά ασταθή. 138

Σχήµα 10.5 ιέγερση µε ατµό 139

Σύµφωνα µε την πρώτη παραλλαγή της µεθόδου, οξυγόνο η αέρας διοχετεύεται στο κοίτασµα. Αποτέλεσµα της επαφής του πετρελαίου µε το καθαρό οξυγόνο που περιέχεται στον αέρα, είναι η οξείδωση ορισµένων ενώσεων και εποµένως η αργή, στην αρχή, άνοδος της θερµοκρασίας. Η άνοδος της θερµοκρασίας προκαλεί αύξηση του ρυθµού οξείδωσης, γεγονός, το οποίο οδηγεί στην περαιτέρω αύξηση του ρυθµού ανόδου της θερµοκρασίας. Η διαδικασία αυτή συνεχίζεται µέχρι την αυθόρµητη ανάφλεξη του πετρελαίου. Το µέτωπο καύσης διαδίδεται από την περιοχή της ανάφλεξης προς τις γεωτρήσεις παραγωγής Σχηµατικά η µέθοδος παρουσιάζεται στο Σχήµα 10.7. Ανάλογα µε την απόσταση του µετώπου από τη γεώτρηση διακρίνονται οι εξής περιοχές: 1. H πρώτη περιοχή έχει ήδη σαρωθεί από το µέτωπο ανάφλεξης και στη ιδανική περίπτωση περιέχει µόνο τον αέρα που εισπιέζεται. 2. Στη δεύτερη περιοχή το εισπιεζόµενο νερό µετατρέπεται σε ατµό λόγω της υπολειµµατικής θερµότητας. Ο ατµός ρέει στην περιοχή του σχηµατισµού που δεν έχει υποστεί καύση, αυξάνοντας µε αυτόν τον τρόπο την θερµοκρασία του πετρελαίου. 3. Η τρίτη περιοχή παρουσιάζει το µέτωπο ανάφλεξης το οποίο προωθείται διαµέσου του σχηµατισµού. 4. Η τέταρτη περιοχή είναι αυτή που σχηµατίζεται το κωκ. Λόγω της θερµότητας που αναπτύσσεται στο µέτωπο καύσης ένα µεγάλο µέρος του πετρελαίου πυρολύεται και τα ελαφρότερα κλάσµατα που παράγονται, λόγω της µεγάλης θερµοκρασίας που επικρατεί, συµπαρασύρονται από τα προϊόντα της καύσης αφήνοντας πίσω τους ένα βαρύ υπόλοιπο που ονοµάζεται κωκ. 5. Η πέµπτη περιοχή περιέχει προϊόντα της καύσης, ελαφρούς υδρογονάνθρακες οι οποίοι βρίσκονται σε αέρια φάση και ατµό. 6. Στην έκτη περιοχή, λόγω της απόστασης από το µέτωπο ανάφλεξης, πραγµατοποιείται συµπύκνωση των υδρογονανθράκων καθώς επίσης και συµπύκνωση µεγάλων ποσοτήτων νερού. 7. Στην έβδοµη περιοχή, εντοπίζεται το πετρέλαιο, εµπλουτισµένο µε ελαφρότερους υδρογονάνθρακες, πετρέλαιο που µετατοπίζεται ωθούµενο από τα ρευστά των περιοχών που προαναφέρθηκαν 8. Στην όγδοη περιοχή, καθώς πλησιάζει τις γεωτρήσεις παραγωγής η θερµοκρασία του εµπλουτισµένου πετρελαίου µειώνεται και πλησιάζει την αρχική θερµοκρασία του ταµιευτήρα Οι παράγοντες που επηρεάζουν την εφαρµοσιµότητα της µεθόδου είναι: Πάχος του ταµιευτήρα Το πάχος του ταµιευτήρα δεν θα πρέπει να λαµβάνει ακραίες τιµές. Αν είναι πολύ µικρό έχουµε µεγάλες απώλειες θερµότητας ενώ, αν είναι πολύ µεγάλο υπάρχει κίνδυνος να µην σαρωθεί το κοίτασµα σε ολόκληρο το ύψος του, διότι το µέτωπο καύσης τείνει επιλεκτικά να διαδοθεί στα ανώτερα στρώµατα ( Σχήµα 10.8). Κατώτερο όριο πάχους είναι τα 6 ft. 140

Σχήµα 10.6 Εισπίεση ατµού 141

Βάθος του ταµιευτήρα Το κατώτερο όριο καθορίζεται από την ανάγκη να υπάρχει αρκετό βάρος των υπερκειµένων στρωµάτων έτσι ώστε να αντισταθµίζεται η πίεση εισπίεσης. Το ανώτερο όριο καθορίζεται από το κόστος των εγκαταστάσεων που απαιτούνται για την εισπίεση σε µεγάλα βάθη. Γενικά, το βάθος πρέπει να κυµαίνεται µεταξύ 150 και 4500 ft. ιαπερατότητα Κατά προτίµηση πρέπει να είναι µεγαλύτερη από 100 md, στο βαθµό που ένα µέρος της χάνεται από τη θερµική διαστολή του πετρώµατος και την εναπόθεση διαφόρων προϊόντων της πυρόλυσης. Πυκνότητα πετρελαίου Το πετρέλαιο πρέπει να είναι σχετικά βαρύ ( χαµηλή τιµή πυκνότητας API), έτσι ώστε να µένει, µετά την πυρόλυση και την αποµάκρυνση των πτητικών συστατικών, αρκετό κωκ για την καύση. Η πυκνότητα του πετρελαίου πρέπει να κυµαίνεται µεταξύ 10 ο και 45 ο API. Πορώδες Το πορώδες πρέπει κατά προτίµηση να έχει υψηλή τιµή. Όσο υψηλότερη είναι η τιµή του, τόσο µικρότερος είναι ο όγκος του πετρώµατος που θερµαίνεται και εποµένως, τόσο µικρότερη η θερµική απώλεια. Επίσης, όσο µεγαλύτερη η τιµή του πορώδους, τόσο µικρότερη είναι η πιθανότητα έµφραξης του σχηµατισµού από διάφορες εναποθέσεις Απόσταση µεταξύ των γεωτρήσεων εν πρέπει να είναι µεγαλύτερη από 300 ft, για να είναι ευκολότερος ο έλεγχος της διάδοσης του µετώπου καύσης. Λόγος άνθρακα / υδρογόνο ( C / H ) στο κωκ Ο λόγος αυτός καθορίζει την καταλληλότητα του κωκ σαν καύσιµη πρώτη ύλη Κατάσταση των γεωτρήσεων Επειδή αναπτύσσονται µεγάλες θερµοκρασίες και εποµένως, µεγάλες θερµικές τάσεις, οι γεωτρήσεις πρέπει να διατηρούνται σε πολύ καλή κατάσταση. 10.2.1 Εισπίεση καυστικών διαλυµάτων 10.2 Χηµικές Μέθοδοι Σύµφωνα µε την µέθοδο αυτή, το ph του εισπιεζόµενου νερού ρυθµίζεται σε µια τιµή µεταξύ 12 και 13, µε σκοπό να βελτιωθεί η απόληψη πέρα από τα πλαίσια µιας συνηθισµένης εισπίεσης νερού. Το ph ρυθµίζεται µε την πρόσθεση 1-5 % κατά βάρος NaOH. Η επαφή των καυστικών διαλυµάτων µε τα οξέα του πετρελαίου έχει ως αποτέλεσµα τη διαµόρφωση τασιενεργών ενώσεων οι οποίες συµβάλλουν στην αποδέσµευση του πετρελαίου από το αποθήκευτρο πέτρωµα µε ένα ή περισσότερους από τους ακόλουθους µηχανισµούς: µείωση των διεπιφανειακών τάσεων, αυτόµατη γαλακτωµατοποίηση και αλλαγή της προτίµησης διαβροχής. Η µεταβολή της διαβρεκτικότητας προκαλεί µια ευνοϊκότερη καµπύλη σχετικής διαπερατότητας και εποµένως ελάττωση του υπολειµµατικού πετρελαίου. Σχηµατικά η µέθοδος παρουσιάζεται στο Σχήµα 10.9. 142

Σχήµα 10.7 Επί Τόπου Καύση 143

Παράγοντες που επηρεάζουν την εφαρµοσιµότητα της µεθόδου είναι : ιαπερατότητα Η διαπερατότητα πρέπει να είναι αρκετά µεγάλη ώστε να αποφευχθεί η έµφραξη του σχηµατισµού από τα δηµιουργούµενα γαλακτώµατα. Θερµοκρασία κοιτάσµατος Η θερµοκρασία του κοιτάσµατος πρέπει να είναι χαµηλότερη απο 200 ο F. Σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση παρουσιάζονται προβλήµατα σταθερότητας των σχηµατιζόµενων γαλακτωµάτων και αυξηµένη κατανάλωση καυστικού διαλύµατος. Ιξώδες του πετρελαίου Το ιξώδες του πετρελαίου πρέπει να είναι χαµηλότερο των 200 cp. Για πετρέλαια µεγαλύτερού ιξώδους, οι θερµικές µέθοδοι, στις περισσότερες περιπτώσεις έχουν µεγαλύτερη πιθανότητα επιτυχίας. Επιφανειακή τάση Η επιφανειακή τάση πετρελαίου / καυστικού διαλύµατος πρέπει να είναι χαµηλότερη των 0.01 dyne/cm. 10.2.2 Εισπίεση πολυµερών Η µέθοδος αυτή συνίσταται στη χρησιµοποίηση πολυµερούς, µε σκοπό την αύξηση του ιξώδους του εισπιεζόµενου νερού. Χρησιµοποιείται όταν ο λόγος κινητικότητας νερού / πετρελαίου είναι µεγάλος ή όταν υπάρχει ανάγκη µείωσης της διαπερατότητας ορισµένων στρωµάτων, στα οποία προβλέπεται πρώιµη κατάκλυση των γεωτρήσεων παραγωγής από το εισπιεζόµενο νερό. Η συγκέντρωση του υπολειµµατικού πετρελαίου δεν επηρεάζεται. Η αυξηµένη απόληψη στηρίζεται στην καλύτερη ογκοµετρική σάρωση του κοιτάσµατος που είναι αποτέλεσµα του ευνοϊκότερου λόγου κινητικότητας. Η µέθοδος παρουσιάζεται στο Σχήµα 10.9. Παράγοντες που επηρεάζουν την εφαρµοσιµότητα της µεθόδου είναι οι εξής: Λόγος κινητικότητας Όπως είναι φανερό από αυτά που έχουν προαναφερθεί, η εισπίεση πολυµερών αποτελεί µία βελτιωµένη τεχνική κατάκλυσης µε νερό. Η αναγκαιότητα εφαρµογής της υπαγορεύεται από εξαιρετικά υψηλές τιµές του λόγου κινητικότητας νερού / πετρελαίου, τιµές µεγαλύτερες του 10. Θερµοκρασία κοιτάσµατος Η θερµοκρασία του κοιτάσµατος πρέπει να είναι µικρότερη από 250 ο F. Εργαστηριακές µελέτες έχουν δείξει ότι σε υψηλότερες θερµοκρασίες πολλά πολυµερή αποπολυµερίζονται χάνοντας έτσι την αποτελεσµατικότητά τους. 10.2.3 Εισπίεση τασιενεργών (surfactants) Η µέθοδος αυτή διεξάγεται σε δύο στάδια. Αρχικά έχουµε εισπίεση διαλύµατος τασιενεργού και στη συνέχεια ενός διαλύµατος πολυµερούς που ρυθµίζει το λόγο κινητικότητας. Ο πρωταρχικός στόχος της εισπίεσης τασιενεργών έγκειται στη µείωση της επιφανειακής τάσης και εποµένως, στη µείωση του κορεσµού σε υπολειµµατικό πετρέλαιο. Η µέθοδος παρουσιάζεται στο Σχήµα 10.11. Σύµφωνα µε την υπάρχουσα βιβλιογραφία, η µέθοδος συνιστά µια πολλά υποσχόµενη τεχνική, για την οποία έχουν γίνει πλήθος εργαστηριακών µελετών. υστυχώς η εφαρµογή της µεθόδου σε 144

πραγµατικές περιπτώσεις είναι δύσκολη, γιατί πρέπει να ληφθεί υπόψη µεγάλος αριθµός σχεδιαστικών παραµέτρων όπως : επιλογή του κατάλληλου τασιενεργού συγκέντρωση του τασιενεργού στο εισπιεζόµενο νερό διάρκεια εισπίεσης του τασιενεργού αλµυρότητα του νερού απορρόφηση του πολυµερούς από την επιφάνεια του πετρώµατος Η πολυπλοκότητα της αλληλεξάρτησης των παραµέτρων αυτών, αποκλείει την προκαταρκτική εκτίµηση των αποτελεσµάτων µε βάση θεωρητικά πρότυπα. Ασφαλείς προβλέψεις είναι δυνατό να γίνουν µόνο µε διεξαγωγή εργαστηριακών πειραµάτων 10.3 Εκτόπιση µε εισπίεση αερίου υπό συνθήκες ανάµειξης 10.3.1 Εισπίεση υδρογονανθράκων Η εισπίεση υδρογονανθράκων, όπως και οι άλλες µέθοδοι εκτόπισης υπό συνθήκες ανάµειξης, στοχεύουν στη αύξηση της απόδοσης της εκτόπισης (displacement efficiency), µέσω της πλήρους ανάµειξης του εκτοπίζοντος και του εκτοπιζόµενου ρευστού. Με τον τρόπο αυτό ελαχιστοποιούνται οι τριχοειδείς δυνάµεις οι οποίες συγκρατούν ένα µεγάλο µέρος του πετρελαίου µέσα στους πόρους του πετρώµατος. Ανάλογα µε την περιεκτικότητα του ρευστού σε ενδιάµεσους υδρογονάνθρακες (nc 2 nc 6 ) υπάρχουν και διαφορετικές παραλλαγές της µεθόδου. Μια ακραία περίπτωση αντιστοιχεί στην εισπίεση φυσικού αερίου (dry gas injection) στο οποίο η περιεκτικότητα σε ενδιάµεσους υδρογονάνθρακες είναι αµελητέα, ενώ άλλη στην εισπίεση υγροποιηµένο αερίου (liquefied petroleum gas LPG) το οποίο είναι ουσιαστικά καθαρό C 2, C 3, ή C 4. Γενικά, όσο µεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα του εισπιεζόµενου ρευστού σε ενδιάµεσους υδρογονάνθρακες, τόσο µεγαλύτερη είναι η δυνατότητα ανάµειξής του. Οι ενδιάµεσοι υδρογονάνθρακες όµως, αυξάνουν το κόστος της µεθόδου. Για τον λόγο αυτό, ποτέ δεν γίνεται συνεχής εισπίεση καθαρού υγροποιηµένου αερίου. Παράγοντες που επηρεάζουν την εφαρµοσιµότητα της µεθόδου είναι οι εξής: Θερµοκρασία Όπως είναι γνωστό, όσο µεγαλύτερη είναι η θερµοκρασία, τόσο µεγαλύτερη είναι η τάση µιας ένωσης να βρίσκεται στην αέρια φάση και εποµένως τόσο µικρότερη η δυνατότητα ανάµιξης της µε το πετρέλαιο που πρέπει να κινητοποιηθεί. Στην περίπτωση του LPG η θερµοκρασία πρέπει να είναι µικρότερη της κρίσιµης θερµοκρασίας του, γιατί τα ρευστά αυτά είναι αναµίξιµα µε το πετρέλαιο µόνο σε υγρή κατάσταση. Οι κρίσιµες θερµοκρασίες για το αιθάνιο, το προπάνιο και το βουτάνιο είναι αντίστοιχα 90, 206 και 305 ο F. Πυκνότητα πετρελαίου Όσο µεγαλύτερο είναι το ποσοστό ενδιάµεσων υδρογονανθράκων τόσο µεγαλύτερη αναµειξιµότητα επιτυγχάνεται. Η απαίτηση αυτή αυξάνεται όσο το εισπιεζόµενο αέριο είναι φτωχότερο σε ενδιάµεσους υδρογονάνθρακες. Στην περίπτωση του φυσικού αερίου, η πυκνότητα του πετρελαίου πρέπει να είναι τουλάχιστον 35 ο API. 145

Σχήµα 10.9 Εισπίεση Καυστικών ιαλυµάτων 146

Σχήµα 10.10 Εισπίεση Πολυµερών 147

Βάθος ταµιευτήρα Το απαιτούµενο βάθος είναι ευθέως ανάλογο µε την απαιτούµενη πίεση. Εάν υποτεθεί µια συνηθισµένη βαθµίδα πίεσης ίση µε 0.5 psi/ft, τότε το απαιτούµενο βάθος είναι 5000 ft για το φυσικό αέριο και 3000 ft για το LPG. Πίεση κοιτάσµατος Η πίεση δεν πρέπει να είναι πολύ µικρότερη από την ελάχιστη πίεση αναµειξιµότητας γιατί η µεγάλη επιπλέον πίεση η οποία θα απαιτηθεί είναι δυνατό να ρωγµατώσει το σχηµατισµό. Στην περίπτωση του LPG, η πίεση καθορίζεται από την αναµειξιµότητα του µε το οδηγούν ρευστό, που συνήθως είναι φυσικό αέριο. Η ελάχιστη πίεση αναµειξιµότητας LPG φυσικού αερίου είναι πολύ µεγαλύτερη από την ελάχιστη πίεση αναµειξιµότητας LPG πετρελαίου. Στην εισπίεση φυσικού αερίου η πίεση πρέπει να είναι τουλάχιστον 2500 psi ενώ στην εισπίεση LPG τουλάχιστον 1500 psi. Ιξώδες πετρελαίου Το ιξώδες του πετρελαίου πρέπει να είναι χαµηλό για να δηµιουργείται ευνοϊκός λόγος κινητικότητας. Στην περίπτωση του LPG να έχει τιµή χαµηλότερη από 5 cp. Οριζόντια διαπερατότητα Πρέπει να είναι χαµηλή ώστε να αποφεύγονται µη ευνοϊκοί λόγοι κινητικότητας και έτσι η µέθοδος γίνεται ανταγωνιστική σε σχέση µε άλλες που απαιτούν µεγαλύτερες τιµές οριζόντιας διαπερατότητας. 10.3.2 Εισπίεση διοξειδίου του άνθρακα Η εισπίεση CO 2 στηρίζεται κυρίως στη ικανότητά του να αναµειγνύεται µε το πετρέλαιο σχετικά εύκολα. Υπό συνθήκες πλήρους ανάµειξης δηµιουργείται µια ενιαία φάση CO 2 - πετρελαίου η οποία µετατοπίζεται µέσα στον ταµιευτήρα. Η σηµαντικότερη συνέπεια είναι ότι µετά την άµβλυνση της επιφανειακής τάσης ανάµεσα στο πετρέλαιο και στο εκτοπίζον υγρό, είναι αδύνατον να υπάρξει υπολειµµατικό πετρέλαιο. Έτσι η απόδοση της εκτόπισης στις περιοχές του κοιτάσµατος που έχουν σαρωθεί είναι δυνατό να φτάσει το 100 %. Ακόµη και στην περίπτωση κατά την οποία δεν έχουµε πλήρη ανάµειξη η απόληψη γίνεται µεγαλύτερη εξαιτίας της ταυτόχρονης επίδρασης της µερικής αναµειξιµότητας (αύξηση της απόδοσης εκτόπισης) και της δηµιουργίας ευνοϊκότερου λόγου κινητικότητας (αύξηση της απόδοσης σάρωσης του κοιτάσµατος). Από τεχνικής πλευράς η εισπίεση CO 2 δεν διαφέρει από την εισπίεση υδρογονανθράκων. Μια ενδιαφέρουσα παραλλαγή της µεθόδου αποτελεί η εναλλαγή εισπίεσης νερού-co2 (Water Alternated Gas-WAG), µε την οποία επιτυγχάνεται καλύτερη σταθεροποίηση και έλεγχος του µετώπου εισπίεσης (Σχήµα 10.12). Παράγοντες που επηρεάζουν την εφαρµοσιµότητα της µεθόδου είναι: Πυκνότητα πετρελαίου Όσο ελαφρύτερο είναι το πετρέλαιο τόσο µεγαλύτερη αναµειξιµότητα παρουσιάζει το CO 2. Μια τιµή γενικά υψηλότερη των 25 ο API θεωρείται ικανοποιητική. Πίεση ταµιευτήρα Η πίεση στον ταµιευτήρα πρέπει να προσεγγίζει την πίεση αναµειξιµότητας. Η τελευταία παρουσιάζει έντονη διαφοροποίηση σε συνάρτηση µε την πυκνότητα του πετρελαίου. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι, για τιµές µικρότερες των 27 o API είναι 4000 psi ενώ, για τιµές µεγαλύτερες των 30 o API είναι 1200 psi. Στην πράξη, για την τυπική περίπτωση στην οποία εφαρµόζεται εισπίεση CO 2, η τιµή των 1500 psi αποτελεί µια ικανοποιητική προσέγγιση. 148

Σχήµα 10.11 Εισπίεση Τασιενεργών 149

Βάθος ταµιευτήρα Το βάθος είναι ευθέως ανάλογο µε την πίεση του ταµιευτήρα. Αν η απαιτούµενη πίεση είναι 1500 psi, για µια τυπική βαθµίδα πίεσης των 0.5 psi/ft, το απαιτούµενο βάθος θα είναι 3000 ft. Ρωγµατώσεις Η ύπαρξη ρωγµατώσεων δεν είναι επιθυµητή γιατί µέσω αυτών το εισπιεζόµενο CO 2 παρακάµπτει µεγάλες περιοχές που περιέχουν πετρέλαιο και εποµένως, η σάρωση είναι ελλιπής. Κορεσµός σε αέριο Στην περίπτωση αυτή δεν αναφερόµαστε στο αέριο κάλυµµα αλλά στην αέρια φάση που είναι κατανεµηµένη στους πόρους ολοκλήρου του κοιτάσµατος όταν το πετρέλαιο βρίσκεται κάτω από την πίεση κορεσµού. Αν ο κορεσµός σε αέριο είναι υψηλός, τότε µε την πρόσθεση CO 2 είναι δυνατόν να δηµιουργηθεί µια γρήγορα κινούµενη αέρια φάση. Στην περίπτωση αυτή η κατάκλυση των γεωτρήσεων παραγωγής από αέριο θα είναι πρώιµη και η ανάµειξη του CO 2 µε την υγρή φάση των υδρογονανθράκων περιορισµένη. Πυκνότητα πετρελαίου Πρέπει να είναι µεγαλύτερη από 25 o API έτσι ώστε να υπάρχει ευνοϊκός λόγος κινητικότητας και να µεγιστοποιείται η απόδοση επιφανειακής σάρωσης. Ιξώδες του πετρελαίου Πρέπει να είναι µικρότερο από 12 cp ώστε ο λόγος κινητικότητας να είναι χαµηλός. Πάχος του ταµιευτήρα Σε µία οριζόντια εκτόπιση πρέπει να είναι χαµηλός γιατί σε αντίθετη περίπτωση ευνοείται η συσσώρευση του CO 2 στα υψηλότερα στρώµατα του σχηµατισµού. Γενικά δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 30 ft. Κλίση του ταµιευτήρα Γενικά επειδή το CO 2 είναι πιο ελαφρύ από το πετρέλαιο, είναι ευκολότερο να δηµιουργηθεί ένα ευσταθές µέτωπο µετατόπισης όταν ο ταµιευτήρας είναι κεκλιµένος και η εισπίεση γίνεται από πάνω προς τα κάτω. Καταβύθιση ασφαλτινών Η καταβύθιση των ασφαλτινών, φαινόµενο που παρατηρείται κατά την διάλυση CO 2 σε πετρέλαιο, είναι δυνατόν να προκαλέσει έµφραξη των πόρων και κατά συνέπεια µείωση της διαπερατότητας. 150

Σχήµα 10.12 Εισπίεση ιοξειδίου του Άνθρακα 151

10.3.3 Κυκλική ιέγερση µε ιοξείδιο του Άνθρακα.(Cyclic Carbon Dioxide Stimulation) Από τεχνικής πλευράς η διέγερση µε CO 2 πρακτικά δεν διαφέρει από τη διέγερση µε ατµό. Με άλλα λόγια, η διαδικασία εφαρµογής της µεθόδου είναι η εξής: πρώτα εισπιέζεται CO 2 µέσω µιας παραγωγικής γεώτρησης µε διάρκεια, από µερικές ώρες µέχρι µερικές µέρες. Ακολούθως, η γεώτρηση κλείνει (shut in) για να επιτευχθεί επαρκής διάλυση του CO 2 στο πετρέλαιο και στη συνέχεια µετά από µερικές εβδοµάδες αρχίζει ξανά η παραγωγή. Η µέθοδος παρουσιάζεται στο Σχήµα 10.13 To εισπιεζόµενο CO 2 συµβάλλει στην αύξηση της απόληψης πετρελαίου µε τους ακόλουθους τρόπους: Το CO 2 διαλύεται στο πετρέλαιο µειώνοντας µε αυτόν τον τρόπο το ιξώδες του έτσι ώστε να διευκολύνεται η ροή του πετρελαίου προς τη γεώτρηση παραγωγής. Αυξάνει ο κορεσµός της φάσης του πετρελαίου λόγω του διαλυµένου CO 2 προκαλώντας τη διόγκωσή του. Επιτυγχάνεται εκτόπιση του πετρελαίου από την εκτόνωση του διαλυµένου αερίου (solution gas drive) µέσω διαχωρισµού του CO 2 και του φυσικού αερίου από τη φάση του πετρελαίου σε χαµηλότερες πιέσεις κατά τη διάρκεια της φάσης παραγωγής. Υδρογονάνθρακες διαχωρίζονται από τη φάση πλούσια σε CO 2. Η εφαρµογή της µεθόδου είναι πιο αποτελεσµατική σε κοιτάσµατα µε υψηλό κορεσµό σε πετρέλαιο, υψηλή τιµή ιξώδους καθώς επίσης και µε θερµοκρασίες και πιέσεις που να εµποδίζουν την ανάµειξη µεταξύ πετρελαίου και CO 2.. Οι σηµαντικότερες λειτουργικές παράµετροι είναι ο όγκος του εισπιεζόµενου CO 2 για κάθε κύκλο, ο αριθµός των κύκλων εισπίεσης και η βαθµίδα της πίεσης του ταµιευτήρα κατά τη διάρκεια της φάσης παραγωγής. Η διαδικασία εφαρµογής της µεθόδου µπορεί να επαναληφθεί µερικές φορές αλλά η αποδοτικότητά της κάθε φορά µειώνεται. Η µέθοδος είναι πολύ χρήσιµη για αύξηση της απόληψης σε κοιτάσµατα πετρελαίου πολύ µεγάλης πυκνότητας (heavy oil) όπου άλλοι παράµετροι δεν διευκολύνουν την εφαρµογή θερµικών µεθόδων. 10.3.4 Εισπίεση Αδρανούς Αερίου Με το όρο αδρανές αέριο εννοούµε κυρίως προϊόντα καύσης CH 4 µε αέρα. Το προϊόν της καύσης περιέχει περίπου 12% CO 2 και 88% N 2. Σαν µέθοδος εκτόπισης υπό συνθήκες ανάµειξης έχει χρησιµοποιηθεί ελάχιστα, γιατί η πλήρης ανάµειξη είναι δυνατόν να επιτευχθεί σε ένα µικρό εύρος τιµών πίεσης, θερµοκρασίας και σύστασης υδρογονανθράκων. Το αδρανές αέριο πλεονεκτεί σε σχέση µε το φυσικό αέριο διότι έχει µεγαλύτερο συντελεστή συµπιεστότητας και έτσι οι όγκοι που απαιτούνται είναι µικρότεροι. Από την άλλη πλευρά επειδή µέσα στα προϊόντα της καύσης περιέχεται νερό, το αδρανές αέριο πρέπει πριν την εισπίεση να υποστεί ξήρανση, γεγονός το οποίο αυξάνει το κόστος της µεθόδου. Η µέθοδος παρουσιάζεται στο Σχήµα 10.14. 152

Σχήµα 10.13 Κυκλική ιέγερση Με ιοξειδίου του Άνθρακα 153

Πολλές φορές η εισπίεση αδρανούς αερίου χρησιµοποιείται για τη διατήρηση της πίεσης του ταµιευτήρα. Στην περίπτωση που δεν έχουµε πλήρη ανάµιξη, το αδρανές αέριο συµβάλλει στη µεγιστοποίηση της απόληψης εξατµίζοντας και συµπαρασύροντας τους ελαφρύτερους υδρογονάνθρακες από την υγρή φάση. Παράγοντες που επηρεάζουν την εφαρµοσιµότητα της µεθόδου είναι: ιαπερατότητα Η µέθοδος είναι δυνατόν να εφαρµοστεί σε κοιτάσµατα µε χαµηλή διαπερατότητα όπου η εφαρµογή άλλων µεθόδων είναι δύσκολη. Αέριο κάλυµµα Στην περίπτωση κατά την οποία υπάρχει αέριο κάλυµµα και είναι επιθυµητή η διατήρηση της πίεσης, η εισπίεση N 2 είναι προτιµότερη από την εισπίεση CO 2 διότι το τελευταίο στις υψηλές πιέσεις εισπίεσης, είναι δυνατόν να είναι βαρύτερο από το αέριο του καλύµµατος. Πυκνότητα και σύσταση του πετρελαίου Η πυκνότητα του πετρελαίου πρέπει να είναι τουλάχιστον 35 API. Επίσης το πετρέλαιο πρέπει να είναι πλούσιο σε υδρογονάνθρακες από nc 2 έως nc 6. Βάθος του κοιτάσµατος. Το βάθος του κοιτάσµατος πρέπει να είναι µεγάλο έτσι ώστε να είναι εφικτή η ελάχιστη πίεση αναµειξιµότητας χωρίς όµως να υπάρχει κίνδυνος ρωγµάτωσης του σχηµατισµού. Σύµφωνα µε τη βιβλιογραφία, το µικρότερο βάθος απαραίτητο για την εφαρµογή της µεθόδου θεωρούνται τα 5000 ft. 10.4 Μικροβιακές Μέθοδοι 10.4.1 Εισπίεση διαλυµάτων µε µικροοργανισµούς Η µέθοδος αυτή συνίσταται στην εισπίεση διαλυµάτων µικροοργανισµών και θρεπτικών ουσιών, όπως η βιοµηχανική µελάσα, µέσα στον ταµιευτήρα. Καθώς οι µικροοργανισµοί τρέφονται µε τις θρεπτικές ουσίες, µεταβολικά παράγουν προϊόντα που ποικίλουν από οξέα και τασιενεργά µέχρι αέρια όπως υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα. Τα προϊόντα αυτά επιδρούν µε διάφορους τρόπους στο πετρέλαιο, µε αποτέλεσµα να διευκολύνεται η ροή του διαµέσου του σχηµατισµού προς τις γεωτρήσεις παραγωγής. Τα διαλύµατα µικροοργανισµών και θρεπτικών ουσιών καθώς και το πετρέλαιο µετατοπίζονται µέσα στο ταµιευτήρα µε νερό το οποίο εισπιέζεται πίσω από τα διαλύµατα, όπως παρουσιάζεται στο Σχήµα 10.15. 10.4.2 Κυκλική µικροβιακή ανάκτηση Η µέθοδος αυτή είναι µια από τις πιο καινούριες µεθόδους επαύξησης της απόληψης πετρελαίου. Σύµφωνα µε τη µεθόδου απαιτείται εισπίεση διαλύµατος µικροοργανισµών και θρεπτικών ουσιών µέσω µιας παραγωγικής γεώτρησης µέσα στο κοίτασµα (Σχήµα 10.16). Συνήθως η εισπίεση αυτή διαρκεί µερικές ώρες και εξαρτάται από το βάθος και τη διαπερατότητα του ταµιευτήρα. Μετά την ολοκλήρωση της εισπίεσης, η γεώτρηση κλείνεται για µερικές µέρες ή εβδοµάδες. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, γνωστή ως περίοδος επώασης, οι µικροοργανισµοί τρέφονται µε τις θρεπτικές ουσίες πολλαπλασιάζοντας µε τον τρόπο αυτό τον αριθµό τους. Οι µικροοργανισµοί µεταβολικά παράγουν προϊόντα (οξέα, τασιενεργά) τα οποία επηρεάζουν τις ιδιότητες του πετρελαίου 154

µε τρόπο που διευκολύνει την παραγωγή του. Η µέθοδος αποκλείει την ανάγκη συνεχούς εισπίεσης αλλά όταν ολοκληρωθεί η φάση παραγωγής απαιτείται νέα διάλυση µικροοργανισµών και θρεπτικών ουσιών για την επανάληψη της διαδικασίας. 155

Σχήµα 10.14 Εισπίεση Αδρανούς Αερίου 156

Σχήµα 10.15 Εισπίεση ιαλυµάτων µε Μικροοργανισµούς 157

Σχήµα 10.16 Κυκλική Μικροβιακή Ανάκτηση 158