A Potential Approach to Predict Wax Precipitation from Reservoir Core Analysis
Prévision du risque de dépôt de paraffines à partir de l'analyse de carottes réservoirs
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ENSPM
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Institut Français du Pétrole
Corresponding author: isabelle. kowalewski@ifp. fr
In the context of reducing production costs for the oil industry, this paper aims to suggest a way for predicting wax precipitation at an early stage of the reservoir characterization and production process. In this respect, reservoir core extracts and production oil-saturated fractions have been herein analyzed by high temperature gas chromatography (HTGC) in order to quantify the high molecular weight hydrocarbons (HMWHC) which are at the origin of wax deposits in the tubing and surface facilities. Samples of oils and associated reservoir cores from two adjacent but non-communicating fields are considered in this paper. Wax deposition is documented for Field P but not for Field A. It is demonstrated that the reservoir core extract of Field P is substantially enriched in HMWHC when compared to the produced oil, whereas for Field A, with no production problems, both profiles (oil and reservoir core extracts) are similar and depleted in HMWHC. These results suggest that fields exhibiting a risk of wax precipitation could be identified during the exploration phase as soon as reservoir cores are available. Moreover, it can be envisioned that such additional data provided by the saturates distribution can potentially be used in future thermodynamic models (derived from those currently applied for assessing wax precipitation in pipelines during the transport of produced oil) in order to quantitatively predict, at an early stage of reservoir characterization, paraffins precipitation in reservoirs and tubings during production. The preliminary computed results obtained for the produced oil and the reservoir rock extract of Field P indicate that the temperature of paraffin crystallization onset is significantly under-estimated when using the composition of tank oil (42°C)-heavy paraffins are already deposited. On the other hand, the predictive calculation, using the core extract (52°C) and which can be performed as soon as a core sample is available, will allow us to minimize the risk of paraffin deposition during production and transportation. Corresponding author (I. Kowalewski)
Résumé
La précipitation des paraffines est un problème récurrent en production pétrolière. Une détection tardive de la présence de paraffines dans l'huile en place dans le réservoir, même en très faible quantité, peut entraîner des problèmes de production coûteux (blocage complet des conduites de production et des installations de surface, mauvaise estimation de la réserve productible). Dans un contexte de réduction des coûts de production, cet article propose une méthode de prévision du risque de dépôt de paraffines à un stade précoce de caractérisation des réservoirs. Les hydrocarbures saturés (HCS) à haut poids moléculaire ont été quantifiés par chromatographie gazeuse capillaire à haute température (GCHT) sur des fractions saturées d'huiles produites et d'extraits de roche correspondants. Dans cette étude, deux échantillons d'huile ainsi que les carottes réservoirs associées provenant de deux champs adjacents, mais non communiquants, ont été considérés. Un des champs (champ P) présente des problèmes de précipitation de paraffines tandis que le second (champ A) en est exempt. Après quantification des HCS à haut poids moléculaire, les résultats indiquent que l'extrait de carotte du champ P est enrichi en composés lourds (gamme de carbones : C14-C71) par rapport à l'huile produite (gamme de carbones : C14-C56), tandis que pour le champ A, qui ne présente pas de problème de production, les différences sont moins marquées, et surtout, la gamme de carbones est plus étroite (C14-C48 pour l'huile produite et C14-C55 pour l'extrait de roche correspondant). Ces résultats montrent que les champs à risques pourraient être identifiés à un stade précoce de caractérisation des réservoirs, à savoir, dès qu'un échantillon de carotte est disponible. De plus, ces données supplémentaires sur la distribution des HCS à haut poids moléculaire dans les carottes réservoirs pourront être ultérieurement utilisées dans les modèles de thermodynamique couramment mis en Suvre pour l'estimation de la quantité de paraffines précipitant dans les pipelines pendant le transport des fluides, afin de prédire, à un stade précoce de caractérisation d'un réservoir, le risque de dépôt de paraffines au sein du réservoir et dans les tubings lors de la mise en production. Des résultats préliminaires de modélisation, obtenus à partir de l'huile produite et de l'extrait de carotte du réservoir du champ P, montrent que la température de cristallisation commençante des paraffines est sous-estimée si le calcul est réalisé avec les analyses de l'huile de stockage (42 °C) obtenue après mise en production du puits (ses paraffines se sont déjà déposées). Par contre, ce risque de dépôt aurait pu être anticipé avant le démarrage de la production, si la prévision avait été réalisée à partir des analyses de l'extrait d'un échantillon de carotte (52 °C).
© IFP, 2002