Testing the foundations of special core analysis

Prosjektet vil bruke avanserte massespektrometriske teknikker for å utvikle testprotokoller som kan redusere usikkerheten i data fra såkalt spesiell kjerneanalyse (SCAL). SCAL er et samlebegrep for visse laboratorietester utført på prøver av reservoarstein (borekjerner) og fluid fra oljereservoaret for å bestemme viktige reservoartekniske egenskaper. Den mest grunnleggende egenskapen på poreskala er hvordan reservoarsteinen fuktes av reservoarfluidene. Dette styrer i stor grad mobiliteten til olje, vann og gass i porerommene og påvirker dermed utvinningsprosessen. Et ideelt krav for representative og pålitelige SCAL-data er at kjerneprøvene har beholdt sine opprinnelige fuktegenskaper når de leveres til laboratoriet. Det kan være stor usikkerhet knyttet til dette. Vanlig laboratoriepraksis er derfor å rense ut alle reservoarfluider og mulige rester av borevæske fra kjerneprøvene med ulike løsemidler for så å forsøke gjenoppretting av opprinnelige fuktforhold i kjernene ved å mette dem på nytt under kontrollerte forhold med olje produsert fra reservoaret. Om opprinnelige fuktforhold kan gjenopprettes på denne måten skal undersøkes ved å sammenligne den massespektrometriske profilen av oljekomponenter ekstrahert fra poreoverflatene i kjerneprøvene med profilen til olje produsert fra formasjonen. De massespektrometriske teknikkene som skal anvendes tillater bestemmelse av molekylvekt til individuelle oljekomponenter med en oppløsning som er høy nok til å identifisere elementformelen til hver forbindelse i oljen. Sammenligning av komponentprofilene til adsorberte hydrokarboner og mobil olje kan indikere om observerte fukt-egenskaper til en reservoarkjerne representerer opprinnelig reservoarforhold eller er påvirket av hvordan kjernen er behandlet før SCAL-analysen. Mer pålitelige laboratoriedata vil gi bedre operasjonelle beslutninger, mindre risiko for mislykkede investeringer og bedre sjanser for optimalisering, både med hensyn til utvunnet oljevolum og energibruk.

Special core analysis (SCAL) is a set of laboratory procedures to determine essential reservoir engineering properties like oil displacement, permeability and wettability by conducting various tests on reservoir material. These properties – wettability in particular – are important to assess the resources in place, estimate fluid flow characteristics and in developing optimal strategies for hydrocarbon recovery. More reliable laboratory data will lead to better operational decisions, less risk of failed investments, and better chances of optimization, in regard both to oil volumes recovered and energy expended. Wettability is the most basic rock-fluid interaction at pore level. It largely governs the mobility of reservoir fluids and their distribution in the pore spaces and thereby affects oil recovery processes. A fundamental requirement for representative and reliable SCAL data is that core samples retain their original wettability when delivered to the laboratory or that the original wettability can be restored. It is hypothesized that the most surface-active components in an oil, being minority oil components containing elements such as oxygen, nitrogen and sulphur, will adsorb on the rock surface and thus determine the wettability. If originally only present in small amounts these components might not be present in the mobile oil, and if they are removed during core preparation (by use of strong solvents) it will not be possible to restore original wettability. The uncertainties of SCAL related to wettability can be reduced by an increased knowledge about the minority oil components. The hypothesis will be tested on representative reservoir rock and fluid samples. Employment of cutting-edge high- and ultra-high resolution mass spectrometry techniques will be pivotal to the project. Comparison of the compound profiles of hydrocarbons adsorbed to the pore surfaces and oil produced from the relevant reservoir formation will be a key element of the analysis.