OPTIMIZATION OF SAGD AND VAPEX PROCESSES WITH MINIMUM WELL SPACING CONSTRAINTS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Rizwan_Thesis_Final.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

التصريف بالتثاقل المعتمد على البخار ) SAGD ( و الاستخلاص بواسطة البخار المذيب ( VAPEX (، كلتا التقنيتان اثبتتا نجاحهما في الإنتاج من مكامن النفط الثقيل. يستخدم زوج من الأبار الأفقية إحداهما منتجة والأخرى تستخدم للحقن لإنتاج النفط الثقيل، تعمل الجاذبية الأرضية كقوة دافعة للتقليل من لزوجة النفط. الإنتاج من مكامن النفط الثقيل أصبح ممكنا وفعالاً بواسطة تطبيق تقنية الأبار الأفقية التي تنتج عن تحسين توصيلية وأداء المكمن. تتطلب عملية تطوير الحقل من مكامن النفط الثقيل تصميما دقيقا لتحديد العناصر الأمثل مثل مواضع الأبار وخصائص التحكم للبئر المنتجة والبئر الحاقنة. العدد الكبير للمتغيرات المتوقعة بجانب حالة عدم التيقن التام بجيولوجية المكمن، تجعل من عملية تصميم خطة أمثل لتطوير الحقول أمراً معقداً. في السنوات الأخيرة، أصبحت قرارات تطوير الحقول التي تعتمد على دراسات تحليل الحساسية تتجه نحو الاستمثال الآلي. ساعدت تقنية الاستمثال في تحسين عملية إتخاذ القرار، ومع ذلك فإن أدوات الاستمثال نادراً ما تطبق في عملية وضع قيود لمباعدة الأبار خلال عملية الاستمثال. في بعض الحالات، أظهرت النتائج المثلى أن عملية تهيئة البئر تتطلب صافي عالي للقيمة الحالية ) NPV ) لكن بتمثل ذلك في قصور في عملية وضع الأبار. في هذا العمل، طبقنا بنجاح وضع قيود لعملية مباعدة الأبار الأفقية في عملية الاستمثال. قدمنا منهجية لحل مشكلة استمثال وضع الأبار الأفقية مقيدةً بأي مباعدة معلومة لهذه الأبار. عملية المباعدة بين بئرين يفترض أن تكون معرّفة بواسطة المستخدم لتأكيد مخاطر الحفر. القيود المتفاوتة لعملية مباعدة الأبار يجب أن تعرف ولابد من تطبيق نهج جزائي لحل مشكلة استمثال القيود. تم استخدام عملية استمثال عناصر السرب ) PSO ( كمستمثل لتحديد العناصر المثلى لكل الحالات الثلاث. في هذه الرسالة، قدمنا عملية اختيار عنصر مثالي لعمليتي التصريف بالتثاقل المعتمد على البخار ( SAGD ( و الاستخلاص بواسطة البخار المذيب ) VAPEX (. أجرينا بحثا عن تلك العناصر في ثلاث حالات. في الحالة الأولى، نجد عن أفضل موضع لزوجي الأبار لكلتا العمليتين ) SAGD ( و ( VAPEX (. أما في الحالة الثانية، تم الاستمثال لتحديد وضع الأبار والتحكم بالأبار أنيا.ً وفي الحالة الثالثة، تم الاستمثال لكل من مسافة الفاصل العمودي بين البئر المنتجة والبئر الحاقنة، تحديد وضح الأبار والتحكم بالأبار كلها معا.ً أيضا،ً قارنا أداء كلاً من عمليتي ) SAGD ( و ) VAPEX ) في عملية الاستمثال. أشارت النتائج إلى أن هذه الطريقة يمكنها بنجاح تحديد العناصر المثلى في حين فرض المباعدة يتقيد بواسطة المستخدم. أظهرت مقارنة النتائج أن الأداء كان أفضل لعملية ) SAGD ) على ( VAPEX ( في الحالة الثانية والثالثة، بينما أظهرت عملية ) VAPEX ( نتائج جيدة في الحالة الأولى.

English Abstract

Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD) and Solvent Vapor Extraction (VAPEX), both of the techniques have been proved to be successful for the exploitation of heavy oil reservoirs. Field development of heavy oil reservoirs requires careful determination of optimal parameters; well locations and control setting of producer and injector. In recent years, field development decisions based on sensitivity studies have been shifting towards automated optimization. The optimization technology has aided the enhancement in decision making process. However, the optimization tools rarely enforce well spacing constraints during the optimization process. In this research, we intend to study the well spacing constraint for horizontal well placement optimization problem. We proposed the methodology to solve the horizontal well placement optimization problem constrained to any defined minimum well spacing. The minimum spacing must be user defined between any two wells to ensure drilling hazards. The xiv inequality constraints for well spacing are defined and penalty approach is implemented to solve the constraint optimization problem. The Particle Swarm Optimization (PSO) was used as an optimizer to determine the optimum parameters. In this project, we present the optimal parameter selection for Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD) and Solvent Vapor Extraction (VAPEX). We performed the search of optimum parameters in three cases. In the first case, we find the best well pair locations for both SAGD and VAPEX process. In the second case, the well control and well placement are optimized simultaneously. In the third case, the vertical separation between injector and producer, well controls and well placement all together are optimized. Also, we compared the performance of both SAGD and VAPEX processes in the optimization problem. The results indicate that the method can successfully determine the optimal parameters while satisfying the constrained imposed by the user. The comparison of results shows the better performance of SAGD over VAPEX in Case 2 and Case 3, while VAPEX shows good results in Case 1.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum Petroleum > Reservoir Engineering and Management Petroleum > Well Performance and Optimization Petroleum > Enhanced Oil Recovery Petroleum > Reservoir Modelling and Simulation
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Awotunde, Abeeb A.
Committee Members:	Sultan, Abdullah S. and Abu-Khamsin, Sidqi M.
Depositing User:	RIZWAN AHMED KHAN (g201207460)
Date Deposited:	03 Jan 2016 08:13
Last Modified:	01 Nov 2019 16:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139793