SAND CONSOLIDATION USING ENZYME-INDUCED CARBONATE PRECIPITATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Kamal_Omarov_MScthesis_g202112770.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 31 May 2024. Download (1MB)

Arabic Abstract

مشكلة إنتاج الرمال هي إحدى المشاكل الشائعة التي تواجه صناعة النفط والغاز في المنبع. ستحد قابلية التكوين إلنتاج الرمال من إمكانات االسترداد لمناطق تحمل الهيدروكربون ، وبمجرد البدء ، ستلحق الضرر بالبنية التحتية السطحية والجوفية. يمكن أن يختلف نهج المشكلة من أساليب التخفيف إلى أساليب الوقاية. تركز هذه الدراسة على إحدى تقنيات التخفيف وهي المعالجة الكيميائية للمنطقة اإلنتاجية عن طريق التفاعل الكيميائي المستحث. بالمقارنة مع الطريقة األخرى ، فإن EICP هي تقنية تدعيم صديقة للبيئة تتكون من محفز قابل للتحلل الحيوي لتحلل اليوريا وإنتاج معادن كربونات للتكوين. يركز هذا العمل على تطبيق EICP على تكوين محمل الهيدروكربون تحت األرض والذي يتميز بارتفاع درجة الحرارة والضغط والتفاعالت الكيميائية المعقدة. في البداية ، تم فحص سلوك درجة الحرارة العالية لتفاعل EICP عن طريق دراسات االستهالك األيوني. خلص العمل إلى أنه على الرغم من تدهور أداء المحفز ، ال يزال من الممكن أن يتقدم التفاعل وينتج كمية كافية من الترسيب في درجة حرارة تصل إلى 90 درجة مئوية. إلى جانب ذلك ، أظهرت النتائج أن البيئة ذات درجة الحرارة المرتفعة يمكن أن تفضل الجدوى االقتصادية للمعالجة عن طريق تقليل كمية المحفز عالي التكلفة. يركز الجزء الثاني من الدراسة على جدوى تفاعل EICP لتوحيد عينات الرمل المختلفة. كانت المشكلة التي تم تناولها هي تحقيق التحكم المكاني في منتجات التفاعل في عينة الرمل. نظ ًرا ألن التوزيع الرأسي للرواسب سيكون مهًما بشكل خاص لكل من التخفيف من التدوير الضائع وإنتاج الرمال ، فقد تم اختبار إضافة البوليمرات. تظهر النتائج أنه بالنسبة لتركيز المواد المتفاعلة المختلفة ، فإن صمغ الزانثان قادر على تحقيق تماسك أقوى مرتين على األقل بدالً من المحلول األساسي. تم تعزيز القوة من 40 رطل / بوصة مربعة إلى 324 رطل / بوصة مربعة للخفض ومن 133 إلى 388 رطل / بوصة مربعة لتركيز المادة المتفاعلة األعلى. من حيث التوحيد ، أضاف البوليمر محلول EICP عالي التركيز ننجح في دمج عينة الرمل بشكل موحد بمتوسط 2500 رطل لكل بوصة مربعة.

English Abstract

Sand production problem is one of the common problems confronted in upstream oil & gas industry. Formation vulnerability to sand production will limit recovery potential of hydrocarbon bearing zones and once initiated, will damage both surface & subsurface infrastructure. The approach to the problem can vary from mitigation to prevention techniques. This study focuses on one of mitigation techniques which is chemical treatment of productive zone by induced chemical reaction. Compared to other methods, EICP is environmentally friendly cementation technique which consist of biodegradable catalyzer to hydrolyze urea and yield carbonate minerals to the formation. This work emphasizes the application of EICP to underground hydrocarbon bearing formation which are characterized by high temperature, pressure and complex chemical interactions. Initially, high-temperature behavior of EICP reaction has been investigated by means of ionic consumption studies. The work concluded that in spite of degrading catalyzer performance the reaction can still progress and yield adequate amount of precipitation in the temperature up to 90 °C. Besides, results showed that high-temperature environment can favor economic feasibility of treatment by decreasing amount of high-cost catalyzer. The second part of study focuses on feasibility of EICP reaction to consolidate different sand samples. The addressed issue was to achieve spatial control of reaction products in the sand sample. Since vertical distribution of precipitates will be especially important for both lost-circulation mitigation and sand production, the addition of polymers has been tested. Results show that for different reactant concentration, xanthan gum can achieve at least 2 times stronger consolidation rather than base solution. The strength has been enhanced from 40 psi to 324 psi for lower and from 133 to 388 psi for higher reactant concentration. In terms of uniformity, polymer added high concentration EICP solution was successful to uniformly consolidate sand sample with average 2500 psi.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum > Reservoir Engineering and Management Petroleum > Well Completion and Stimulation Petroleum > Rock and Fluid Properties
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Alarifi, Sulaiman
Committee Members:	Mahmoud, Mohamed and Muhammad Shahzad, Kamal
Depositing User:	KAMAL OMAROV (g202112770)
Date Deposited:	01 Jun 2023 08:09
Last Modified:	01 Jun 2023 08:09
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142411