Study of Flow Characteristics of Reservoir Rock Using Digital Rock Physics

Study of Flow Characteristics of Reservoir Rock Using Digital Rock Physics. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
MS-Thesis-Ali Adel Ali Mahmoud.pdf

Download (9MB) | Preview

Arabic Abstract

إن فهم الخواص البتروفيزيائية لصخور المكامن أمر أساسي لاستكشاف وإنتاج الهيدروكربونات. صخور المكمن هي أحد المصادر الرئيسية المستخدمة لاستخلاص الخصائص البتروفيزيائية عن طريق القياسات المختبرية. أضاف تطور فيزياء الصخور الرقمية (DRP) في السنوات الأخيرة تحسينًا حيويًا في التوصيف الأساسي وفي توفير قياسات التحليل الأساسي المتطور (SCAL) المتقدمة عالية الجودة. DRP قادر على تقدير الخواص البتروفيزيائية في خزانات الحجر الرملي عن طريق النماذج الرقمية. بالنسبة للكربونات ، من الصعب التقاط المجموعة الكاملة من بنية المسام باستخدام تقنية تصوير واحدة بسبب أحجام المسام على مدى عريض من نانومتر إلى سنتيمتر. تهدف هذه الدراسة إلى توصيف المكونات الأساسية من الحجر الرملي والكربونات بدقة باستخدام DRP. تم اختيار ستة عينات من الحجر الرملي لهذه الدراسة من أجل تغطية أنواع مختلفة من الحجر. بالإضافة إلى ذلك ، تم اختيار ستة عينات كربونات من خزان الشرق الأوسط. سوف نطبق نهج التصوير متعدد المقاييس باستخدام التصوير المقطعي بالأشعة السينية للتصوير المقطعي المحوسب ، التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية ثلاثية الأبعاد والأشعة السينية (XRD). بعد القياسات المختبرية ، نقوم بمسح العينة بأكملها باستخدام الأشعة السينية المقطعية بدقة 1 مم. ثم نقوم باستخراج قابس فرعي لإجراء مسح ضوئي عالي الدقة. يتم استخدام الأشعة السينية ، CT الصغيرة لمسح المكونات الفرعية بدقة 4 ميكرون. في هذا المقياس ، يتم الكشف عن اتصال المسام من أعلى إلى أسفل. نقوم بتصور وتحليل ومعالجة الصور ثلاثية الأبعاد باستخدام برنامج PerGeos. ثم نقدر مسامية متصلة المسام مجزأة. نحن نستخدم طريقة Lattice- بولتزمان (LBM) لمحاكاة تدفق السوائل. من هذه الدراسة ، تبين أن تقنيات DRP المقترحة يمكن أن تكون مكملة موثوقة للتجارب المخبرية الروتينية. وأظهرت النتائج من العمل المختبري التقليدي مع عمليات المحاكاة القائمة على الصور وجود اتفاق جيد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أهم العوامل التي أثرت في النتائج ، كانت دقة الصورة وحجم العينة التمثيلي وإعداد المحاكاة المناسب.

English Abstract

Understanding the petrophysical properties of reservoir rocks is crucial for hydrocarbon exploration and production. Reservoir rock is one of the main sources used to derive petrophysical properties by laboratory measurements. The evolution of Digital Rock Physics (DRP) in recent years has added vital improvement in core characterization and in providing high quality advanced Special Core Analysis (SCAL) measurements. DRP is able to estimate petrophysical properties in sandstone reservoirs by means of digital models. For carbonates, it is difficult to capture the full range of the pore structure with a single imaging technique due to pore sizes over broad range nm to cm. This research aims to study the flow characteristics of rocks using DRP. Six sandstone outcrops samples were chosen for this study in order to cover different lithology types. In addition, six carbonate samples from Middle East reservoir were selected. A multiscale imaging approach using X-ray computer tomography CT, 3D X-ray microtomographic CT and X-ray Diffraction (XRD) was carried out. After laboratory measurements, the whole sample was scanned using X-ray CT with 1 mm resolution. A sub-plug is then extracted for high resolution scanning. X-ray micro-CT is used to scan the sub-plug at a resolution of 4 µm. At this scale, pore connectivity is revealed from top to bottom. PerGeos software is used to visualize, analyze and process the 3D images. Then the connected porosity of the segmented pores is estimated. Lattice- Boltzmann method (LBM) is used to simulate fluid flow. From this study, it was shown that the suggested DRP techniques could be a reliable complement for routine laboratory experiments. Results from conventional laboratory work with image based simulations showed a good agreement. In addition, the most important factors, which influenced the results, were image resolution, representative sample size and proper simulation set-up.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Petroleum > Reservoir Characterization
Petroleum > Rock and Fluid Properties
Department: College Of Engineering Sciences > Petroleum Engineering Dept
Committee Advisor: Gajbhiye, Rahul
Committee Members: Mahmoud, Mohamed and Elkatatny, Salaheldin
Depositing User: ALI EL-SAWY (g201703430)
Date Deposited: 24 Dec 2019 12:32
Last Modified: 31 Dec 2020 06:08
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141373