KFUPM ePrints

Laboratory study on precipitation of calcium sulphate in berea sandstone cores

Ahmed, Syed Jawwad (2004) Laboratory study on precipitation of calcium sulphate in berea sandstone cores. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
960Kb

Arabic Abstract

يعتبر ترسب القشرة المعدنية من أكثر مشاكل حقول الزيت جدية والتي تبتلى بها أنظمة حقن المياه ، خاصة عندما يختلط نوعان غير متساوقان من الماء . وينعت أي نوعين من المياه بأنهما غير متساوقين إذا أحدث مزجهما تفاعلاً كيميائياً ينتج عنه راسب معدني . ومن الأمثلة التقليدية لذلك مياه البحر التي تحتوي على تركيزاً عالياً من أيون الكبريتات ، ومياه المكامن التي تحتوي على تركيزاً عالياً من أيونات الكالسيوم والباريوم والسترونشيوم . لذا فإن اختلاط هذه المياه قد يسبب ترسب كبريتات الكالسيوم أو كبريتات الباريوم أو كبريتات السترونشيوم . ونظرا لندرة المعلومات المتوفرة عن كينتكية التفاعل ، تم قياس معدل ترسب كبريتات الكالسيوم في الصخور المسامية من خلال غمر عينات قورية من صخور البيريا ذات خواص منتظمة بأجاج فوق المشبع . ولقد تم توليف الأجاج عند مدخل القور عن طرق مزج محلولين يحتوي أحدهما على أيون الكالسيوم والآخر على أيون الكبريتات . وتم تقدير معدل ترسب قشرة كبريتات الكالسيوم بمتابعة تركيز أيون الكالسيوم في الدفق الخارج من القور . وأستخدم ايضاً مجهر ومسبار الكترونيان لفحص طبيعة الراسب المعدني عبر العينة القورية . كما تم دراسة أثر تغيير عدة عوامل كالحرارة والضغط ودرجة فوق تشبع الأجاج وسرعة الإزاحة . أظهرت النتائج ازدياد معدل ترسب كبريتات الكالسيوم مع ازدياد كلا من درجة الحرارة وسرعة الازاحة ودرجة فوق تشبع الأجاج ، بينما كان للضغط تأثيراً طفيفاً على ترسب كبريتات الكالسيوم . ولقد استخدمت هذه النتائج في استحداث معادلة عامة لمعدل التفاعل للتنبؤ بترسب كبريتات الكالسيوم في صخور بيريا الرملية عند ظروف معطاة من درجة الحرارة ودرجة فوق تشبع الأجاج وسرعة الازاحة . ولقد تم التثبت من صحة هذه المعادلة وبدقة معقولة باستخدام نتائج تجارب أخرى .

English Abstract

Scale deposition is one of the most serious oil field problems that inflict water injection systems primarily when two incompatible waters are involved. Two waters are called incompatible if they interact chemically and precipitate minerals when mixed. Typical examples are sea water with high concentration of SO₄⁻², and formation waters, with high concentrations of Ca⁺², Ba⁺² and Sr⁺². Mixing of these waters, therefore, could cause precipitation of CaSO₄, BaSO₄, and/or SrSO₄. Due to the lack of reaction kinetics data, the rate of calcium sulphate deposition in porous rock was measured through flooding Berea Core samples of uniform properties with super-saturated brine. The brine was formulated at the core inlet by mixing two solutions containing Ca⁺² and SO₄⁻² ions, separately. The rate of CaSO₄ scale formation was estimated by monitoring the core effluent's Ca⁺² ion concentration. SEM & BMI analyses were also used to examaine the nature of scale deposition throughout the core. Several parameters were varied including temperature, pressure, degree of brine super-saturation, and flooding velocity. The results indicated increased rate of CaSO₄ precipitation at higher temperatures, higher flood velocities, and greater brine super-saturation, whereas pressure had a slight effect on CaSO₄ deposition. The results were utilized to build a general reaction rate equation to predict CaSO₄ deposition in Berea sandstone for a given temperature, brine super-saturation, and flooding velocity. The equation was validated by more experimental data with reasonable accuracy.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:December 2004
Date Type:Completion
Subjects:Petroleum
Divisions:College Of Engineering Sciences > Petroleum Engineering Dept
Creators:Ahmed, Syed Jawwad
Committee Advisor:Abu-Khamsin, Sadiq A.
Committee Members:Faizur-Rahman, - and Al-Hashim, Hasan S.
ID Code:9670
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:46
Last Modified:25 Apr 2011 09:10

Repository Staff Only: item control page