Temperature and Pressure Transients in Linear Hot Water Flooded Heavy Oil Reservoirs. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (MS Thesis Final Report) MS_Thesis Maksat Orayev.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 27 December 2024. Download (3MB)

Arabic Abstract

مع انخفاض إنتاج النفط التقليدي تدريجًيا، ركزت صناعة النفط بشكل أساسي على اإلنتاج من النفط الثقيل وخزانات البيتومين. تمثل هذه الرواسب الهيدروكربونية عالية اللزوجة جز ًءا كبي ًرا من احتياطيات النفط العالمية. يتم استخدام غالبية تقنيات االسترداد الحراري في مكامن النفط الثقيل لزيادة االستخالص عن طريق تقليل لزوجة النفط. إن طرق االستخالص المعزز للنفط الحرارية EORاألكثر استخدا ًما الستخراج النفط الثقيل والثقيل للغاية هي حقن البخار/الماء الساخن، واإلشعاع الكهرومغناطيسي، والتدفئة الكهربائية، واالحتراق في الموقع. في معظم الحاالت، يتم افتراض الظروف الحرارية عند حل معادالت تدفق الموائع. أثناء عمليات االستخالص المعزز للنفط بالحرارة EOR، من المهم مراعاة معادالت التدفق الحراري حيث أن لزوجة النفط الثقيل تعتمد بشدة على درجة الحرارة. في هذا البحث، قمنا بنمذجة الضغط العابر ودرجة الحرارة العابرة في مكامن النفط الثقيل التي تخضع لحقن الماء الساخن باستخدام األدوات الرياضية وبرنامج MATLAB. وهنا، نعتبر الحدود المتحركة بين آبار الحقن واإلنتاج. ولذلك، فإننا نعتبره أي ًضا مكمنا مركًبا ذو منطقتين. بالنسبة لكل منطقة، تعتبر خصائص السوائل مثل الكثافة واللزوجة والسعة الحرارية المحددة والتوصيل الحراري واالنضغاط مختلفة. تم حل معادلة التدفق الحراري إليجاد درجة الحرارة في عدة خطوات زمنية ومن ثم يتم تحديث اللزوجة في نموذج تدفق السوائل لحل المعادالت للضغط. يتم حل معادالت تدفق الموائع وانتقال الحرارة عن طريق تحويلها إلى صيغة بال أبعاد وتطبيق تحويل Laplace. لتحويل الحل من مجال Laplace إلى المجال الحقيقي ذو الوقت، يتم استخدام طريقة Stehfest-Gaver لعكس تحويل Laplace رقميا. أخي ًرا، يتم استخدام النمذجة العكسية لتقدير بارامترات المكمن ومطابقة الضغط العابر للخزانات غير متساوية الحرارة التي تخضع لحقن الماء الساخن واستنتج أن تكامل كل من نماذج تدفق السوائل وتدفق الحرارة يمكن أن يؤدي إلى نتائج دقيقة.

English Abstract

As production of conventional oil declines gradually the oil industry has mainly focused on producing from heavy oil and bitumen reservoirs. These high viscosity hydrocarbon deposits account for a significant fraction of the world’s oil reserves. The majority of thermal recovery techniques are utilized in heavy oil reservoirs to increase recovery by reducing oil viscosity. The most widely used thermal EOR methods to extract heavy and extra-heavy oil are steam/hot water flooding, electromagnetic radiation, electrical heating, and in-situ combustion. In most cases, isothermal conditions are assumed when solving fluid flow equations. During thermal EOR processes, it is important to consider heat flow equations as viscosity of heavy oil is strongly temperature dependent. In this research, we model pressure and temperature transients in heavy oil reservoirs undergoing hot water injection by using mathematical tools and MATLAB. Here, we consider a moving boundary between injection and production wells. Therefore, we also consider it to be a composite reservoir with two regions. For each region, fluid properties such as density, viscosity, specific heat capacity, thermal conductivity, and compressibility are considered to be different. Heat flow equation is solved to find temperature at several time steps and then viscosity is updated in the fluid flow model to solve for pressure. Fluid flow and heat transfer equations are solved by converting them to dimensionless form and applying Laplace transform. To convert the solution from Laplace space to real space, Gaver-Stehfest method is used to numerically inverse Laplace transform. Finally, inverse modelling is utilized to estimate the reservoir parameters and to match the pressure transient of non-isothermal reservoirs that undergo hot water injection and deduced that integrating both fluid flow and heat flow models can yield accurate results.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum > Reservoir Modelling and Simulation
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Awotunde, Abeeb
Committee Members:	Ibrahim, Ahmed and Qinzhuo, Liao
Depositing User:	MAKSAT ORAYEV (g202112750)
Date Deposited:	28 Dec 2023 06:18
Last Modified:	28 Dec 2023 06:18
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142690