Microbial enhanced oil recovery. Implementation and analysis of incubation time

Microbial enhanced oil recovery (MEOR) is a biological technology for the tertiary recovery based on the injection of microorganisms into the reservoir in order to extract the trapped oil. A one-dimensional and multi-component numerical model, developed to simulate the growth and transport of bacteria and their effect on the oil recovery, has been modified by the addition of the incubation time. In this work, only two of several mechanisms involved in MEOR process are investigated: interfacial tension reduction and microscopic fluid diversion. The set of governing conservation equations consists in non linear partial differential equations, strongly coupled, to be solved numerically. The model has been used in order to analyse if and how the introduction of incubation may affect the saturation profiles, bacterial growth, metabolite production and the oil recovery. A sensitivity analysis was also performed for some parameters, characterizing bacteria and metabolite, in order to investigate how they influence the oil recovery and how the incubation may mitigate or strengthen their effect.

Il Microbial Enhanced Oil Recovery (MEOR) è un tipo di recupero terziario basato sulla iniezione di microorganismi in giacimento con lo scopo di alterare le proprietà della roccia e/o dei fluidi presenti per facilitare la mobilizzazione dell'idrocarburo rimasto intrappolato nei pori. Un modello monodimensionale e multi-componente, sviluppato per simulare la crescita e il trasporto dei batteri e il loro effetto sul recupero di olio, è stato modificato tramite l'aggiunta del tempo di incubazione. In questo lavoro solo due dei meccanismi coinvolti nelle applicazioni MEOR sono investigati: la riduzione della tensione interfacciale e l'ostruzione delle zone a più alta permeabilità (microscopic fluid diversion). Il modello è basato su un sistema di equazioni differenziali alle derivate parziali non lineari, costitutito da bilanci di massa ed equazioni di trasporto convettivo e diffusivo (ADE) per le varie specie considerate; essendo le equazioni fortemente accoppiate è necessario risolvere il sistema per via numerica. Il simulatore è stato impiegato per analizzare come e in che misura l'introduzione del tempo di incubazione potesse influenzare i profili di saturazione, la crescita batterica, la produzione di metaboliti e il recupero di petrolio. E' stata eseguita anche una analisi di sensitività per alcuni parametri caratterizzanti batteri e metaboliti con lo scopo di investigare come questi influenzassero il fattore di recupero e come l'incubazione potesse mitigarne o enfatizzarne l'effetto.