DEVELPMENT OF A NEW COST-EFFECTIVE POLYMER GEL FOR WATER CONTROL IN OIL AND GAS WELLS. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Khalid_Elkarsani-PhD_Thesis.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

ان انتاج المياه الذائد من المكامن البترولية يعتبر من المشاكل الكبرى في حقول النفط. يعتبر استخدام الهلام البولمري من الطرق الاكثر شيوعا و نجاحا. في هذا البحث تم تطوير هلام بولمري يتكون من البولي اكريل اميد و البولي ايثيلين امين لاستخدامه في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية. تم ايضا دراسة اثر الاملاح (مثبطات تكون الهلام البولمري) على درجة تحلل البولي اكريل اميد. تم استخدام ملح كلوريد الصوديوم و كلوريد الامونيوم و التي اظهرت ملائمه جيده مع مياه الحقول المالحه بينما وجد ان كربونات الصوديوم و التي تعتبر مادة فعالة في تأخير تكون الهلام البولمري غير ملائمه حيث كونت راسب ابيض مع الهلام البولمري. باستخدام تقنيات طيف الرنين النووي المغنطيسي و قياس فرق الحرارة وجد ان كلوريد الامونيوم يذيد من درجة تحلل البولي اكريل اميد اكثر من كلوريد الصوديوم. باستخدام تقنية الريولوجيا لوحظ ان كلوريد الامونيوم يقلل من لزوجة البولي اكريل اميد المتحلل. استنتج من ذلك ان ميكانيكية تأخير تكون الهلام البولمري هي عن طريق حجب الشحنات السالبه في البولي اكريل اميد المتحلل و ليس خلال تقليل درجة تحلل البولي اكريل اميد. تم ايضا دراسة قوة الهلام البولمري المتكون من البولي اكريل اميد و البولي ايثيلين امين من خلال اثر عدة عوامل مثل درجة الحرارة , تركيز البولي اكريل اميد و البولي ايثيلين امين, الرقم الهيدروجيني الابتدائي, الملوحه, و الاملاح (مثبطات تكون الهلام البولمري). تمت دراسة حركية تفاعل تكون الهلام البولمري باستخدام تقنية قياس فرق الحرارة و تم ايضا محاكاة معدل تكون الهلام البولمري. تم تقييم الهلام البولمري لحجب المياه في درجات الحرارة العالية و الضغط العالي. وجد ان الهلام البولمري المطور قادر غلى تقليل نفاذية الصخور الرملية للمياه بنسبة 94% تقريبا, بينما اظهر نسبة تقليل للنفاذيه 99.8% في الصخور الكرونية. ان الهلام البولمري المقترح اثبت قوة معتبره عند درجات الحرارة العالية باستخدام مياه الحقول المالحة.

English Abstract

Excessive water production from petroleum reservoirs has been a serious problem. Polymer gel is one of the common successful treatments. In this study, cheap polyacrylamide (PAM) polyethylenimene (PEI) gel system was developed for use at high temperature applications. The effect of salts on PAM degree of hydrolysis was studied by using NaCl and NH4Cl. These salts showed good compatibility with field mixing water whereas, NaCO3 (a high effective retarder) was observed to form a white precipitate with PAM / PEI at high temperatures. 13C NMR and DSC revealed that NH4Cl increased PAM degree of hydrolysis more compared to NaCl. Rheological measurements showed that NH4Cl decrease the viscosity of the hydrolyzed PAM. The cross-linking retardation was concluded to be due to charge shielding effect rather than deceased PAM hydrolysis. The strength of PAM / PEI was examined through dynamic measurements taking into account different parameters like temperature, polymer and cross-linker concentrations, initial pH, salinity, salt (retarder) effect. The gelation kinetics was studied by DSC and modeled using rate-based processes. The developed PAM / PEI gel system was evaluated in sandstone and carbonate cores at high temperature (150oC) and pressure (1000 psi). A reduction in permeability of about 94% was obtained in sandtone core. In the carbonate core, about 99.8% permeability reduction was achieved by PAM / PEI at the same conditions. The proposed PAM/PEI system proved to provide satisfactory gel strength at high temperature using field water.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Chemical Engineering Petroleum
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Hussein, Ibnelwaleed
Committee Co-Advisor:	Al-Muntasheri, Ghaithan
Committee Members:	Atieh, Muataz and Al-Harthi, Mamdouh and Ullah, Nisar
Depositing User:	MOHAMED EL KHALID SAAD (g200901710)
Date Deposited:	11 Feb 2014 07:48
Last Modified:	01 Nov 2019 15:40
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139088