Effect of Live-Crude-Oil, GOR, and HPHT on Optimal Salinity of EOR Surfactant Formulation. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF MURAD_HAJIYEV_MSC_THESIS_FINAL.pdf Restricted to Repository staff only until 1 June 2024. Download (5MB)

Arabic Abstract

يتزايد الطلب على استخراج النفط المعزز بالمواد الكيميائية التجارية بسبب انخفاض الإنتاج من طرق الاستخراج الأولية والثانوية في حقول النفط الناضجة. إن تحقيق توتر بيني منخفض للغاية بين النفط الخام المتبقي والمياه المحقونة هو الهدف النهائي لاستخدام غمر الفاعل بالسطح لتحسين استخلاص الزيت. تُستخدم اختبارات سلوك طور التوازن لنظام الفاعل بالسطح / الزيت / الماء لتحديد تركيبات الصياغة المناسبة - المستحلبات الدقيقة التي تفي بظروف التوتر السطحي المنخفضة للغاية. على الرغم من أن تأثير الضغط والزيت الحي على سلوك طور المستحلب الدقيق قد تم التحقق منه لفترة طويلة، إلا أن البيانات المحدودة متوفرة في الأدبيات حول ظروف الضغط المرتفع ودرجات الحرارة المرتفعة. ومن ثم ، فإن عدم مراعاة مثل هذه الظروف قد يكون له نتائج مضللة يمكن أن تلحق الضرر بأداء الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، تم الإبلاغ عن الملوحة المثلى لتحقيق تغييرات التوتر السطحي منخفضة للغاية عند وجود الغاز في النفط الخام. نظرًا لأن نسبة الغاز إلى الزيت في نفس الخزان يمكن أن تختلف من موقع إلى آخر بسبب تغيرات الضغط، فمن المهم تقييم التأثير المشترك للضغط ونسبة الغاز إلى الزيت على نظام الفاعل بالسطح / المحلول الملحي / الزيت الخام أثناء الفيضان السطحي . تبحث هذه الرسالة في التأثير المشترك للضغط ونسب الغاز / الزيت على المعلمات المثلى لغمر الفاعل بالسطح. يتم شرح النهج الجديد لدراسة تأثير تغيير نسبة الغاز إلى الزيت عند مستويات مختلفة من الضغط لعينة من النفط الخام. أجريت الدراسة التجريبية من خلال تجارب غربلة الملوحة تحت الضغط الجوي، وسلوك طور الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية باستخدام خافض للتوتر السطحي وزيت حي يحتوي على ميثان في تركيبته. حددت نتائج فحص الملوحة بدرجة حرارة عالية تركيبات مناسبة للخافض للتوتر السطحي تُظهر مستحلبًا دقيقًا من النوع الثالث يمكن استخدامه في سلوك طور الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة. أظهرت نتائج تجارب سلوك المرحلة ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية مع الصيغ المثلى والزيت الحي أن الضغط على نظام الفاعل بالسطح يزيد من نسبة الذوبان في الماء ويقلل من نسبة الذوبان في الزيت؛ وبالتالي ، يتم إذابة المزيد من الماء مع الفاعل بالسطح. بالإضافة إلى ذلك، ساهم وجود الميثان داخل النفط الخام في توليد مستحلب دقيق أفضل ، مما يشير إلى انخفاض معدل الانتقال بين الزيت والماء مقارنةً بالنفط الخام الميت. علاوة على ذلك، زادت نسبة الذوبان المثلى وانخفضت الملوحة المثلى مع زيادة نسبة الغاز إلى الزيت. ستفيد النتائج التي تم الحصول عليها من التحقيق في التأثير المشترك لنسبة الغاز والنفط وظروف الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة في المكمن صناعة البترول من خلال إدارة المكامن المحسّنة والتنبؤ الأفضل وكفاءة الإنتاج المحسّنة، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج الهيدروكربون . قد تفيد هذه التحسينات لعمليات الإنتاج الصناعة مع توفير كبير في التكاليف.

English Abstract

Commercial chemical-enhanced oil recovery (CEOR) has been in enhancing demand due to the descending recovery from primary and secondary recovery techniques in mature oil fields. Achieving ultra-low interfacial tension (IFT) between the residual crude oil and injected water is the ultimate goal of using surfactant injection for EOR. Equilibrium phase behavior tests of the surfactant/oil/water system are used to define suitable formulation compositions to develop microemulsion types that fulfill ultra-low IFT conditions. Although the influence of pressure and live oil on the microemulsion phase behavior has been investigated for a long time, limited data is available in the literature at high pressure and high temperature (HPHT) conditions. Hence, a lack of consideration of such conditions might have misleading results, which can highly affect recovery performance. In addition, the reported optimum salinity to achieve ultralow IFT changes when gas is present in the crude oil. As the gas-oil ratio (GOR) in the same reservoir can vary from one location to another due to pressure changes, it is important to evaluate the combined effect of pressure and GOR on the surfactant/brine/crude oil system during surfactant flooding. This thesis investigates the combined effect of pressure and gas/oil ratios (GOR) on the optimum parameters of surfactant flooding. The novel approach to study the effect of varying GOR is explained at different levels of pressure for a crude oil sample. The experimental investigation was conducted through salinity screening experiments at atmospheric pressure, and HPHT phase behavior using suitable surfactant and live oil containing methane in its composition. The results from HT salinity screening determined suitable surfactant formulations showing Type III microemulsion that can be used in HPHT Phase Behavior. The results from HPHT Phase Behavior experiments with optimum formulations and live oil demonstrated that pressurizing the surfactant system increases water solubilization ratio and decreases oil solubilization ratio; hence, more water is solubilized with the surfactant. Additionally, the presence of methane contributed to better microemulsion generation, which indicates lower interfacial tension between water and oil than in the case of dead crude oil. Moreover, the optimum solubilization ratios increased and optimal salinity decreased with increasing GOR. The obtained results will benefit the petroleum industry with enhanced reservoir management, better forecasting, and improved recovery efficiency, resulting in increased hydrocarbon production. Such optimizations of production processes may benefit the industry with significant cost savings.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum Petroleum > Enhanced Oil Recovery
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Patil, Shirish
Committee Members:	Ibrahim, Ahmed and Mahmoud, Mohamed and Al Shehri, Dhafer
Depositing User:	MURAD HAJIYEV (g202103830)
Date Deposited:	06 Jun 2023 06:58
Last Modified:	06 Jun 2023 06:59
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142415