THE EFFECTS OF WELL AND RESERVOIR PARAMETERS ON THE PERFORMANCE OF HORIZONTAL AND VERTICAL WELLS IN VOLUMETRIC DRY GAS RESERVOIRS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Babar_Kamal-g201002880-MS_Thesis_Report.pdf Download (10MB) | Preview

Arabic Abstract

التحديد الدقيق لكل من ضغط اغلاق (ترك) المكمن والحد الأقصى من الإنتاج والزمن اللازم للوصول لذلك يعتبر من أهم الحسابات في الصناعات الغازية. فإنه من الأهمية تحديد فيما إذا كان ضغط اغلاق المكمن والحد الاقصى والزمن اللازم لذلك لمكمن ما سوف يتأثر او لا يتأثر بكل من نوع البئر ومساحة التصريف وشكل المكن وخصائص الصخور كـ النفاذية الأفقية والعمودية وسماكة الطبقة المنتجة. وبناء على هذه البحوث فانه مما يستحسن الحصول على أعلى معدلات انتاج ممكنة. هذه الدراسة تبحث تأتثير كلاً من العوامل المتغيرة في اللآبار العمودية والأفقية على ادآئية كلاً من الأبار الأفقية والعمودية في المكامن الغاز الجاف والرطب ذات الخصائص المتجانسة. بشكل محدد يعمل البحث على استنتاج علاقة تأثير هذه العوامل على ضغط اغلاق المكمن والحد الأقصى من الإنتاج والزمن اللازم لذلك. حيث تتظمن الدراسة تاثير العوامل الاتية : النفاذية الأفقية، سماكة الطبقة، النفاذية العمودية، طول الجزء الأفقي من البئر، موقع البئر بالنسبة لحدود المكمن العليا والسفلى، نسبة الشقوق الهيدروليكية ومدى اتصالها، مساحة تصريف البئر، كثافة الغاز. في كل حالة من هذه الحالات يتم تعريف ضغط اغلاق (ترك) البئر والزمن اللازم للوصول له بحسب أقل معدل إنتاج اقتصادي من هذه البئر. كذلك يتناول البحث مقارنة بين أدآئية البئر الأفقي والأبار العمودية التى لم تستخدم بها طرق والتحسين بعد والتي تم تحسينها باستخدام الشقوق الهيدروليكية ليقدم البحث طريقة جديدة لم يتم التطرق لها في البحوث السابقة تساعد على اختيار نوع البئر المناسب وفقا لخصائص المكمن المحددة. وفقاً لنتائج هذه الدراسة تعتبر النفاذية الأفقية وسماكة الطبقة الحاوية للغاز بالإضافة إلى نسبة تثقيب البئر ومساحة تصريفها أكثر العوامل تأثيراً على آدائية ثلاثة أنواع من الآبار في الوقت الذي يعتبر تأثير كثافة الغار بسيط جدً حيث يمكن اهماله. كما أوضحت هذة الدراسة إنّ نسبة النفاذية الأفقيه إلى العمودية لها تأثير مهمل وكذلك الحال يمكن ايضاً اهمال تاثير موقع البئر الأفقي في المكمن نسبة الى حدود المكمن العلوي والسفلي في مكامن الغاز الجاف والرطب. كما أنة لايوجد تأثير يذكر لقيمة المسامية على معدل الإنتاج وضغط اغلاق (ترك) المكمن ولكن يتضّح تأثير المسامية على زمن اللازم للوصول الى اغلاق (ترك) المكمن. في حالة النفاذيات الافقية القليلة يمثل طول الشقوق الهيدروليكية العامل الأكثر أهمية على آدائية البئر بينما يهمل تأثير مدى توصلية هذه الشقوق. بينما مع ازدياد النفاذية إلى 1 مل دارسي يظهر تأثير كلاً من توصلية هذه الشقوق وطولها على آدائية البئر. بشكل عام في المكامن ذات النفاذية الأفقية 1 مل دارسي أو أقل فإن نسبة الشقوق 0.2 يتساوى تاثيرها الى حد كبير مع نسبة الشقوق 0.4 . في حالة النفاذيات العالية فأن كلاً من الأبار الأفقية والعمودية لها معدل الإنتاج ويتساوى فية ضغط الاغلاق (الترك) بينما تعتبر آدائية الآبار اللأفقية أفضل من العمودية في الزمن اللازم لترك المكمن.

English Abstract

Accurate determination of abandonment pressure, ultimate recovery factor, and the time to reach abandonment condition is very important to the upstream natural gas industry. For a given reservoir fluid, it is important to determine whether or not the abandonment pressure, ultimate recovery factor, and the time to reach abandonment condition depend on well type, drainage area size and shape, and reservoir rock properties such as horizontal permeability, vertical permeability, and formation thickness. Prior to this current research, it was commonly believed that the ultimate recovery factor at abandonment condition for these reservoirs should be very high. This research studied the effects of well parameters and reservoir properties on the performance of vertical wells, horizontal wells, and hydraulically-fractured vertical wells in homogeneous and anisotropic volumetric dry-gas and wet-gas reservoirs. The effects of well parameters and reservoir properties on the abandonment pressure, the ultimate recovery factor, and the time to reach abandonment condition were investigated. The well parameters and reservoir properties that were investigated include horizontal permeability, formation thickness, vertical permeability, horizontal well penetration ratio, vertical to horizontal permeability ratio, horizontal well location with respect to the upper and lower no-flow boundaries, hydraulic fracture penetration ratio, hydraulic fracture conductivity, drainage area size and shape, gas gravity, and porosity. For each case, the average reservoir pressure at the time of abandonment and the time to reach abandonment were determined by a minimum production rate below which it will not be economical to produce from the well. Performance of the horizontal well was compared with the performance of the un-stimulated vertical well and with the hydraulically-fractured vertical well. Guideline for the selection of the proper well type in a given reservoir is presented. The results and conclusions presented in this research have not been introduced into the petroleum engineering literature previously. Results indicate that horizontal permeability, formation thickness, well penetration ratio, drainage area size and shape, have significant effect on the performance of these three well types while gas gravity has negligible effect. The ratio of vertical permeability to horizontal permeability and the location of the horizontal well with respect to the upper and lower no-flow boundaries have negligible effect on the performance of horizontal wells in dry-gas and wet-gas reservoirs. The value of porosity does not affect the ultimate recovery factor and the abandonment pressure but it affects the abandonment time. At low horizontal permeabilities, hydraulic fracture length has significant effect on the well performance while hydraulic fracture conductivity has no effect. As permeability increases to 1 md, both the hydraulic fracture length and conductivity affect the well performance. In general, at horizontal permeabilities of 1 md and lower, a hydraulic fracture of penetration ratio 0.2 performs almost the same as a horizontal well of penetration ratio 0.4. At high permeabilities, horizontal and vertical wells have the same ultimate recovery factor and abandonment pressure; however, horizontal wells perform better than vertical wells in terms of the abandonment time.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum > Well Performance and Optimization Petroleum > Reservoir Modelling and Simulation Petroleum > Well Completion and Stimulation
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Malekzadeh, Darren
Committee Members:	Abu-Khamsin, Sidqi A. and Al-Hashim, Hasan Salman and Hasan Yousef, Al-Yousef and Abdullah S., Sultan
Depositing User:	Badar Kamal (g201002880)
Date Deposited:	26 Sep 2012 08:27
Last Modified:	01 Nov 2019 15:36
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138773