알래스카 물주입 프로젝트, 폴리머 주입으로 재생산성 증가
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알래스카 노스 슬로프 지역에 존재하는 대규모 중유 매장층은 일반적인 열 회수 방법이 영구 동토를 녹이는 위험을 초래하는 만큼, 기존의 수압주입 방법인 폴리머 주입이 대안으로 주목받고 있습니다.
캐나다에서의 폴리머 주입 테스트를 바탕으로 힐코프 알래스카는 열 관련 문제를 피하기 위한 방법으로 폴리머 주입 파일럿 프로젝트를 2018년에 시작했으며, 이는 50개의 주입 우물을 통해 하루 60,000 배럴 생산되는 것으로 급속히 확장되었습니다.
이 프로젝트는 북극해 접경의 밀른 포인트에서 진행되며, 초기 생산은 1985년에 시작되어 1995년에는 최대 60,000 배럴에 도달했습니다. 그러나 2012년에는 생산량이 17,000 배럴로 감소했지만, 현재는 이 폴리머 주입 프로그램을 통해 43,000 배럴의 생산량을 기록하고 있습니다.
밀른 포인트 필드의 주입에 사용되는 물은 청정 저염의 얕은 대수층에서 공급되어 저농도의 폴리머로 적절한 점도를 개발할 수 있습니다. 이는 생산된 물에서 발생하는 고형물과 오일의 슬러지와 같은 문제를 피할 수 있게 해줍니다.
그라벨 패킹은 오래전부터 물 출처 우물에 대한 완료 작업에서 표준 관행으로 자리 잡아왔습니다. 그러나 E-패드 물 출처 우물의 전기 잠수 펌프가 고장나고, subsidence로 인한 부분적인 케이싱 붕괴로 인해 우물 접근이 제한되면서 폴리머 주입을 지속하기 위한 새로운 물 출처가 필요해졌습니다.
이 과정에서 E-23 우물이 가장 적합한 선택지로 평가되었습니다. 이 우물은 원래 깊은 쿠파룩 층을 목표로 해 드릴 되었고, 수직으로 뚫은 부분에서 주입을 하기로 계획됐습니다.
쿠파룩 구역은 봉인하여 폐쇄한 후, 슬랜트 섹션의 얕은 프린스 크릭 석회암을 재퍼폼 하여 45-50° 각도로 재개통하 여 물을 주입하기로 결정했습니다.
슬랜트 우물에서는 수평 웰 그라벨 패킹이 수직 웰에 비해 추가적인 복잡성 및 운영 비용을 유발합니다. 또한 중간 각도는 우물 한쪽에 쌓이게 하여 불균형 흐름 분산을 초래하고, 이는 스크린 침식 및 완료 실패로 이어질 수 있습니다.
이러한 이유로 그라벨 패킹은 이 작업에서 적절한 옵션이 아니었습니다. 기존의 시공 스크린은 샌드 제어와 저렴한 설치 비용을 제공하지만, 자주 침식이 발생합니다. 이를 해결하기 위해 새로운 침식 저항 스크린이 설계되었습니다.
새로운 스크린은 베이스파이프에 대한 흐름을 차단하여 스크린 재킷을 보호하고 침식 손상을 최소화하도록 설계되었습니다.
현장 배치 과정에서, 새로운 구역을 재완료하기 전에 하부 구역을 폐쇄하기 위해 팩커 위에서 튜빙에 천공한 후 시멘트를 순환하여 해당 구역을 차단했습니다. 이후 상부 구역을 0.42인치 6개 촉수의 천공 방식으로 총 290피트에 걸쳐 천공하였습니다.
짧은 거리의 래틀홀을 확보하면서 스크린이 해당 구역에 설치되었습니다. 새로운 침식 저항 스크린은 성공적으로 배치되어 하루 생산량 5,000배럴을 기록했습니다.
완료 비용은 그라벨 패킹 완료 비용의 일부에 불과했고, 우물의 부분 맨홀에서 나오는 유체의 흐름은 더 넓은 스크린 면적에 분산되어, 유체 흐름 집중으로 인한 침식이 방지되었습니다.
최소한의 피부 조건 변화가 감지되었으며 ESP 전류의 변동 또한 없었습니다. 이러한 긍정적인 결과에 고무되어, 추가 우물에서도 같은 접근 방식을 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
앞으로 밀른 포인트에서 완공될 우물은 4 ½인치와 2 ⅜인치 SAS 완공이 될 것이며, 역내의 그라벨 패킹 우물 관련 성능 벤치마킹을 통해 확인된 결과입니다.
이번 성공적인 스크린 배치는 브라질의 심해 해양 우물에서 추가적인 배치로 이어지고 있습니다.
이미지 출처：ogj
