Towards the Development of Bitumen Carbonates: An Integrated Analysis of Grosmont Steam Pilots

Vers le développement des carbonates bitumineux : une analyse intégrée des pilotes vapeur de Grosmont

Department of Chemical and Petroleum Engineering, Schulich School of Engineering, University of Calgary – Canada
e-mail: cezeuko@ucalgary.ca – jwang@ucalgary.ca – mskallos@ucalgary.ca – idgates@ucalgary.ca

^* Corresponding author

Abstract

The Grosmont Formation in Alberta, Canada is a highly fractured, karstified and vuggy bitumen-rich carbonate reservoir located west of and below the Athabasca oil sands deposit. The bitumen carbonate platform extends about 500 km in length and up to 150 km in width and contains an estimated 64.5 billion m³ (406.5 billion barrels) of oil. The Grosmont Formation is larger than the combined total of all other known carbonate bitumen deposits in the world. Here, we analyze early Grosmont steam pilots to improve the design of future pilots and commercial development of this massive bitumen deposit. In agreement with the conclusions of earlier analysis of these Grosmont pilots, they were reasonably successful considering the heterogeneous nature of the Grosmont Formation. Operational factors such as poor steam quality, non-optimized high injection pressures and completion issues appear to have heavily impacted recovery performances. Clearly, steam-based recovery operations have good potential for Grosmont, especially considering that it is mature commercial technology. Following an integrated analysis of early Grosmont pilots, we posit that Cyclic Steam Stimulation (CSS) using horizontal wells exhibits greater potential for the development of Grosmont carbonate, compared with Steam-Assisted Gravity Drainage technology (SAGD).

Résumé

La Formation de Grosmont de l’Alberta, au Canada, est un réservoir de carbonates riches en bitume, hautement fracturé, karstifié et vacuolaire, situé à l’ouest et en-dessous du gisement de sables bitumineux de l’Athabasca. La plate-forme de carbonates bitumineux s’étend sur environ 500 km en longueur et jusqu’à 150 km en largeur et contient un volume de pétrole estimé à 64,5 milliards de m³ (406,5 milliards de barils). La Formation de Grosmont est plus vaste que le total cumulé de tous les autres dépôts de carbonates bitumineux connus au monde. Dans le cas présent, nous analysons les premiers pilotes vapeur de Grosmont afin d’améliorer la conception des futurs pilotes ainsi que le développement commercial de cet imposant dépôt de bitume. En accord avec les conclusions des analyses précédentes de ces pilotes de Grosmont, ceux-ci étaient raisonnablement satisfaisants compte tenu de la nature hétérogène de la Formation de Grosmont. Des facteurs opérationnels tels qu’une qualité médiocre de la vapeur, des pressions d’injection élevées non optimisées et des problèmes de réalisation semblent avoir lourdement affecté les performances de récupération. À l’évidence, les opérations de récupération à base de vapeur détiennent un potentiel intéressant pour Grosmont, en particulier étant donné qu’il s’agit d’une technologie commerciale maîtrisée. Suivant une analyse intégrée des premiers pilotes de Grosmont, nous pouvons affirmer que la stimulation cyclique à la vapeur (Cyclic Steam Stimulation, CSS) au moyen de puits horizontaux présente un potentiel supérieur pour le développement des carbonates de Grosmont par rapport à la technologie de drainage gravitaire assisté par injection de vapeur (Steam-Assisted Gravity Drainage, SAGD).