Historical and recent observations in polymer floods: an update review

Abstract

espanolRESUMEN La inyeccion de polimeros es el metodo quimico de recobro mejorado con mayor numero de implementaciones a escala de campo. La experiencia adquirida en las ultimas decadas desde estudios de laboratorio hasta el diseno e implementacion de campo ha sido bien documentada en la literatura. El objetivo principal de este trabajo es evaluar observaciones recientes de proyectos de inyeccion de polimero reportando tasas de inyeccion por encima de la presion de fractura de la formacion, alta produccion de polimero, formacion de emulsiones viscosas y/o perdidas de productividad. Basados en esta revision, se puede concluir de que no existen evidencias directas de que la inyeccion de polimero a tasas que impliquen superar la presion de fractura induzcan a una mayor produccion de polimeros. Sin embargo, existen incertidumbres relacionadas con la estimacion de las dimensiones y propagacion de fracturas utilizando pruebas de caidas de presion (FOT). La alta produccion de polimero, por razones diferentes a canalizaciones severas, generalmente se reportan en proyectos a escala comercial. Por otra parte, el impacto de la composicion y geoquimica del crudo y de la salinidad del agua en la formacion de emulsiones agua: petroleo: polimero ha sido subestimado en estudios de inyeccion de polimeros. La formacion de emulsiones in-situ puede explicar la disminucion de la inyectividad y/o productividad, y la interpretacion de pruebas FOT reportadas en proyectos de campo. Adicionalmente, se destaca que los costos operacionales (OPEX) asociados a la separacion de agua: petroleo en presencia de polimero y perdidas de productividad (p.e. costos por intervencion de pozos) son comunmente subestimados. Finalmente, esta revision contribuira con la planificacion, diseno e implementacion de futuras pruebas pilotos o expansion de proyectos de inyeccion de polimeros. EnglishABSTRACT Polymer flooding has been the most widely used chemical enhanced oil recovery (EOR) method. The experience gained over the past decades from laboratory studies to project design and field implementation has been well documented in the literature. The main objectives of this paper are to evaluate recent observations of polymer floods that report injection rates leading to pressure values above the formation fracture pressure (FFP), high polymer production, formation of tight emulsions and/or productivity losses. Based on this review, it can be concluded that no direct evidence exists to support that injecting polymer above the FFP will lead to more polymer production. However, uncertainties associated with the estimation of fracture propagation/dimensions using pressure Fall-Off Tests (FOT) still remain. High polymer production, other than severe channeling, is generally reported in large scale/commercial projects. The impact of oil geochemistry/ composition and water salinity on oil-water-polymer emulsions is commonly overlooked in polymer flood studies. The formation of in-situ emulsions can also explain the injectivity and/or productivity reduction and well test interpretation (i.e. FOT) reported in polymer floods. It was also identified that the OPEX (Operational Expenditures) associated with oil-water separation in the presence of polymer and productivity losses (i.e. workovers, stimulation costs) are generally underestimated. Finally, this review is expected to contribute with the planning, design and implementation of future polymer flood pilots and field expansions. portuguesRESUMO Ainjecao de polimeros e com o maior numero de aplicacoes em campo. A experiencia que se ganhou nas ultimas decadas, desde estudos laboratoriais ate o desenho e aplicacao em campo tem sido bem documentada na literatura. O principal objetivo deste trabalho e avaliar recentes observacoes de projetos de injecao de polimero informando taxas de injecao acima da pressao de fratura da formacao, alta producao de polimero, formacao de emulsoes viscosas e/ou perdas de produtividade. Baseados nesta revisao, e possivel concluir que nao ha evidencias diretas confirmando que a injecao de polimeros a taxas que exijam ultrapassar a pressao de fratura induza a uma maior producao de polimeros. Contudo, ainda ha incertezas em relacao a estimativa das dimensoes e propagacao de fraturas utilizando testes de quedas de pressao (TQP). A alta producao de polimero, por motivos diferentes das canalizacoes severas, geralmente e relatada em projetos em escala comercial. Por sua vez, o impacto da composicao e geoquimica do petroleo bruto e da salinidade da agua na formacao de emulsoes agua: petroleo: polimero tem sido subestimado em estudos de injecao de polimeros. A formacao de emulsiones in-situ pode explicar a diminuicao da injecao e/ou produtividade, e a interpretacao de testes TQP relatadas em projetos de campo. Adicionalmente, destaca-se que os custos operacionais (OPEX) associados a separacao de agua: petroleo na presenca de polimero e perdas de produtividade (p.ex. custos por intervencao de pocos) sao geralmente subestimados. Por fim, esta revisao ira contribuir com o planejamento, desenho e aplicacao de futuros testes pilotos ou expansao de projetos de injecao de polimeros.