Gassinjeksjon i reservoaret
Sentralt i emnet:
- Gassinjeksjon
- Trykkstøtte
- Økt oljeutvinning
Når gass blir injisert i reservoaret vil den, på samme måte som vann, erstatte produsert olje i reservoarporene, opprettholde reservoartrykket og fortrenge olje inn mot produksjonsbrønnene. Gass blir i hovedsak injisert i gasskappen øverst i reservoaret eller, dersom det ikke er gasskappe, i øvre deler av reservoaret.
Gass strømmer lett og legger seg stort sett øverst i reservoaret. Den strømmer dermed ofte bare gjennom de øverste delene av reservoaret. Det kan derfor relativt raskt bli gassgjennombrudd i produksjonsbrønnene.
Blandbar og ikke blandbar injeksjon
Gass og olje har samme grunnstruktur og er bygd opp av de samme molekylene; karbon og hydrogen. Dette gjør at injeksjonsgass kan blande seg inn i oljen. Blandbarheten er avhengig av trykk og temperatur i reservoaret og sammensetningen av oljen i reservoaret og injeksjonsgassen. Når forholdene tilsier det, vil olje og gass blandes. Dette kalles blandbar injeksjon.
Ikke-blandbar injeksjon vil si at gassen ikke blander seg i oljen, men blir liggende i en egen fase der gass og olje er adskilt. Ikke-blandbar gassinjeksjon brukes mest til injeksjon i topp av reservoaret og fungerer som trykkstøtte til oljeproduksjonen.
Gassen blander seg i liten grad med oljen og strømmer langs toppen av reservoaret. Bare olje i de øverste delene av reservoaret er nå drenert ved hjelp av gassen. Etter hvert som mer gass blir injisert vil større deler av reservoaret få gassgjennomstrømning. Når gass kommer fram til produksjonsbrønnen vil gass strømme fra injeksjonsbrønnen direkte til produksjonsbrønnene. Gassen vil da ikke drenere resten av reservoaret. For å produsere resten av oljen må man endre perforeringsintervall, bore nye brønner eller starte vanninjeksjon i området.
Ofte oppstår det en kombinasjon av blandbar og ikke-blandbar injeksjon slik at noe av gassen blandes inn i oljen mens resten eksisterer i gassform. Når injeksjonsgassen blander seg med reservoaroljen blir den «nye» reservoaroljen lettere og får lavere viskositet slik at oljen strømmer raskere gjennom reservoaret til produksjonsbrønnene.
Restoljemetning
Når gass og olje ikke er blandbar, fortrenger gass oljen på samme måte som vann fortrenger oljen i reservoaret. Gassen overtar oljens plass i porene, men ettersom oljen er mer viskøs enn gass vil det bli liggende olje igjen i porene. Dette kalles restoljemetning.
Restoljemetningen kan være 20–30 prosent etter vanninjeksjon. Ved blandbar gassinjeksjon blir denne restoljemetningen mye lavere (siden enkeltmolekyler vandrer mellom olje og gass og gir oljen nye egenskaper som forklart ovenfor). Der mye gass har strømmet gjennom porene kan restoljemetningen bli redusert til under 10 prosent, noe som altså øker oljeutvinningen vesentlig i de delene av reservoaret der gassen strømmer. Når forholdene ellers ligger til rette blir det ofte injisert gass i utvalgte deler av reservoarene.
Effektivitet
En utfordring med gassinjeksjon er at gass ofte strømmer gjennom gode, høypermeable lag i reservoaret. Når en slik kanal er etablert vil mesteparten av gassen strømme gjennom denne kanalen og ikke fortrenge olje i de mindre permeable reservoarlagene.
Det er alltid en avveining hvor effektiv gassinjeksjonen vil være; fortrengningseffektiviteten kan være lav, slik at oljeutvinningen ikke øker vesentlig, men på mikronivå blir restoljemetningen lav i de områdene gass har strømmet gjennom – altså økt oljeutvinning.
Mange felt på norsk sokkel har i perioder og i deler av reservoaret injisert gass. Totalt er det injisert gass i 28 felt på norsk sokkel. Oljedirektoratet har estimert at Norge får rundt 350 millioner Sm3 (2200 millioner fat) mer olje ut av feltene ved hjelp av gassinjeksjon. Dette er mer olje enn de forventede oljeressursene på Johan Sverdrup og på størrelse med Gullfaksfeltet. 60 prosent av gassen er injisert i Oseberg, Statfjord og Åsgard.
Osebergfeltet er det første og eneste feltet hvor gassinjeksjon er valgt som hoveddrivmekanisme. Assosiert gass fra feltet sammen med gass importert fra Trollfeltet ble injisert for å for opprettholde reservoartrykket. Oljedirektoratet vurderer denne produksjonsstrategien som vellykket. Utvinningsgraden er anslått til over 60 prosent.
På Ekofiskfeltet ble assosiert gass (gassen som frigjøres fra oljen i prosessanlegget når trykket blir redusert til atmosfæretrykk) injisert i reservoaret. Dette var delvis begrunnet ut fra at det ikke var muligheter for å eksportere eller brenne gassen. I andre land blir assosiert gass brent eller faklet. Norske myndigheter tillater ikke fakling av gass og påla operatøren å injisere gassen.
Da gasseksportrøret til Emden ble ferdigstilt i 1977 ble ¾ av gassen eksportert i henhold til leveranseavtaler i en gasskontrakt. På Statfjordfeltet og på Heidrunfeltet ble assosiert gass injisert i en tidlig fase før eksportrørledninger for gassen ble bygget.
På Statfjordfeltet er gass også brukt i kombinasjon med vanninjeksjon for å optimalisere utvinningen som når er anslått til 66 prosent.