Laboratory Evaluation of Acid Diversion by Viscoelastic Surfactant in Carbonate Reservoirs. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Master_Thesis_in_Chemical_Engineering_(msalli_Al-Otaibi,_200704290).pdf Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

عمليات التحفيز بأستخدام الاحماض تتم على نطاق واسع في صناعة النفط و الغاز لتعزيز إنتاجية آبار النفط والغاز و كذلك آبار الحقن بالمياه. يتم تحقيق تحفيز طبقات مكامن الكربونات من خلال خلق ثقوب طويلة داخل المكامن والتي تزيد من النفاذيه هذه المكامن. عادة, النفاذيه في مكامن النفط و الغاز تكون مختلفه بشكل كبير من جزء الى اخر و التي تزيد من صعوبة التوصل الى نجاح عملية التحفيز. و قد ادخلت ماده لزجه تسمى فيسكو الاستك سرفاكتنت للتغلب على هذا التحدي و تحقيق التحفيز الفعال لمكامن النفط و الغاز. جزيئات هذيه المواد تشكل حلقات كبيرة الحجم نسبيا مع وجود الملح و ارتفاع درجة الحموضة (الرقم الهيدروجيني> ۲ ) و الذي ينتج في زيادة لزوجة السائل بشكل كبير. تصميم مكونات المواد الحمضيه بالاضافه الى الماده اللزجه يعتمد على التطبيقات الميدانية. تصميم هذي المواد و تكوينها بطريقه فاعله يعتبر عامل رئيسي في نجاح العمليات التحفيزيه لمكامن النفط. عملية التصميم تشمل ملوحة المياه المستخدمه و تركيز الماده اللزجه و المواد الاخرى المضافه. بالاضافه الى تصميم المواد, نفاذية الجزء المستهدف من مكامن النفط هو كذلك عامل رئيسي لنجاح تطبيق العلاج التحفيزي. هذه العوامل يجب دراسة تأثيرها على تحفيز الانتاج و تصميم تركيزها في العلاجات الحضميه لضمان نجاح عملية تحفيز الانتاج. أطروحة الماجستير تدرس كفائة المواد اللزجه في تحقيق تحفيز الانتاج في مناطق المكامن ذات النفاذيه العاليه و القليله. كذلك البحث يدرس تأثير العوامل المختلفة على كفاءة المواد اللزجه في عمليات التحفيز. لتحقيق اهداف البحث, تم استخدام عينات من صخور المكامن على درجات مختلفه من النفاذيه و كذالك تم استخدام تركيز ۱% و ۷۵.۳% و ۵.۷ % في دراسة تأثير تركيز الماده اللجزه على التحفيز. و كذلك تم استخدام عينات من المياه المقطره, مياه البحر, و مياه تستخدم في عمليات التحفيز في الميدان. تأثير درجة حرارة المكامن على كفائة المواد اللزجه تم دارسته باستخدام دراجات حراره مختلفه. نتائج البحث تمثل و للمره الاولى باستخدام النفاذيه كدليل اثبات على كفائة المواد اللزجه على تحفيز الانتاج في عينات صخيره ذات نفاذيه متفاوته. كذلك النتائج أثبتت أن كفائة الفيسكو الاستك سرفاكتنت تعتمد اعتماد كبير على درجة الحراره, نسبة الفيسكو الاستك سرفاكتنت في المواد الحمضيه, تركيز الاملاح المضافه, و كذلك درجة اختلاف النفاذيه في المكامن. وأثبتت الدراسه ان العوامل اللتي تمت دراستها يمكن تصميمها لزيادة كفائه الفيسكو الاستك سرفاكتنت لتحفيز انتاج النفط و الغاز باستخدام المواد الحمضيه. أظهرت نتائج البحث أيضا علاقة قوية بين لزوجة المواد الحمضيه بوجود الفيسكو الاستك سرفاكتنت وكفاءة التحفيز. قدمت هذه النتائج أساسا لدراسات مستقبلية على الريولوجيا وكفاءة الفيسكو الاستك سرفاكتنت.

English Abstract

Acid stimulation treatments are achieved by creating long wormholes inside the reservoir formation which results in increasing the productivity of the reservoir. Viscoelastic surfactants (VES) have been introduced in the industry to offer effective and uniform stimulation treatments. Customizing acid VES based treatments to field’s applications is a key factor to the success of the stimulation treatment. The treatment design parameters include water salinity, additives, and diverting agent concentration. Also, the targeted reservoir section permeability contrast is a major parameter for the success of the treatment application. These parameters need to be evaluated and optimized to ensure an efficient diversion of the acid stimulation treatment. The diversion efficiency of the acid VES based system and the effect of different parameters on the diversion efficiency of the VES system and its viscosity in spent and live acid were studied. The effect of permeability contrast on the diversion efficiency of 15% HCl VES based treatment was investigated in parallel core flooding equipment. Samples with high and low permeability contrasts were used in the core flooding experiments with a range of 0.7-56.25 mD. The effect of water salinity on VES viscosity and diversion efficiency was evaluated using distilled water, field water, and seawater. Also, the effect of VES concentration on the diversion efficiency of the treatment fluid and its viscosity was studied over 1 - 7.5 vol.%. The temperature effect on the viscosity and diversion efficiency of the VES system was evaluated. The results and conclusions drawn from this research provided for the first time experimental evidence of the diversion efficiency of the VES system using long carbonate core samples through return permeability results. Also, it showed the impact of the different parameters studied on the diversion efficiency of the VES and how they can be modified to increase the efficiency of carbonate acid stimulation treatments. The results also showed strong relationship between the viscosity and the diversion efficiency of the acid VES based system. These results provided basis for future studies on the rheology and diversion efficiency of the acid VES based system.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Chemical Engineering Petroleum
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Hussein, Dr. Ibnelwaleed
Committee Members:	Chang, Dr. Frank and Al-Mubaiyedh, Dr. Usamah and Zaidi, Dr. S. M. J.
Depositing User:	MSALLI AWADH AL-OTAIBI (g200704290)
Date Deposited:	11 Jul 2011 05:35
Last Modified:	01 Nov 2019 15:30
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138504