THE EFFECTS OF ORGANIC ACID ON WATER-GAS CAPILLARY PRESSURE: IMPLICATIONS FOR UNDERGROUND GAS STORAGE. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

	PDF Master Thesis_Rashad Ahadli.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 27 May 2025. Download (4MB)
	PDF Master Thesis _Rashad Ahadli.pdf Restricted to Repository staff only until 27 May 2025. Download (3MB)

Arabic Abstract

يعد الوقود الأحفوري العمود الفقري لموارد الطاقة العالمية. ومن المعروف أن عملية استخلاص النفط تؤدي إلى انبعاث كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، والذي بدوره يؤدي إلى آثار سلبية كبيرة على البيئة. ومن ثم، هناك حاجة ملحة للتخفيف الفوري من الآثار الضارة لهذا الغاز الدفيئة من خلال تنفيذ استراتيجيات متنوعة وفعالة. ولمعالجة هذه المشكلة، ينبغي التركيز على مصادر الطاقة المتجددة، وتطوير شبكات الطاقة الذكية، واحتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه. ومن بين هذه الأساليب، يبرز احتجاز ثاني أكسيد الكربون وعزله على المدى الطويل كوسيلة واعدة بشكل خاص، مع إمكانية خفض مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل كبير في السنوات المقبلة. في حين تم توليد قدر كبير من المعرفة من خلال دراسة تأثير قابلية التبلل على محاصرة الشعيرات الدموية لثاني أكسيد الكربون، إلا أن الأبحاث التي تبحث على وجه التحديد في تأثير الضغط الشعري على الملاءمة والقطع نادرة نسبيًا. ومع ذلك، فمن الثابت أن هناك مصادر معينة من عدم اليقين المرتبطة بقياسات زاوية الاتصال، بما في ذلك عوامل مثل خشونة السطح وتأثير إجراء التنظيف. ومن ثم، أجرينا فحصًا لتقييم تأثير الحمض العضوي على قابلية التبلل عن طريق قياسات الضغط الشعري، جنبًا إلى جنب مع زوايا التلامس، ثم قمنا بعد ذلك بمقارنة النتائج لتمييز التباينات. في بحثنا، اخترنا الحجر الجيري والحجر الرملي، المعروفين بأنهما ركائز جيولوجية مثالية لتخزين ثاني أكسيد الكربون. تعرضت هذه العينات الصخرية لعمليات التعتيق التي تنطوي على تركيزات مختلفة من الأحماض العضوية، وبعد ذلك تم الحصول على قياسات الضغط الشعري وزاوية التلامس قبل وبعد التعتيق. تشير النتائج التجريبية إلى أنه يمكن تعديل قابلية التبلل من خلال تقليل الضغط الشعري بشكل كبير حتى عن طريق التركيزات المنخفضة من الحمض العضوي، مع ملاحظة تأثيرات مماثلة عند التركيزات الأعلى. علاوة على ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الحمض العضوي يمارس تأثيرًا أكثر وضوحًا على زاوية التلامس مقارنة بتأثيره على الضغط الشعري. ومن المتوقع أن تساهم الأفكار التي تم الحصول عليها من هذا البحث في تعزيز تنفيذ مشاريع احتجاز الكربون وتخزينه الجيولوجي (CGS) على نطاق أوسع، مما يساعد في تخفيف الشكوك المتعلقة بالمشروع. علاوة على ذلك، تم إجراء بحث حول تأثير إجراءات التنظيف التي تتضمن الميثانول والتولوين على قابلية بلل العينة. وقد لوحظ أنه بعد التنظيف، كان هناك تحول ملحوظ نحو زيادة قابلية بلل الماء مع زيادة الضغط الشعري.

English Abstract

Fossil fuels are the backbone of world energy resources. The process of oil recovery is known to give rise to substantial emissions of carbon dioxide, which, in turn, exerts significant adverse impacts on the environment. Hence, there is an urgent need to promptly mitigate the detrimental effects of this greenhouse gas through the implementation of diverse and effective strategies. To address this problem, emphasis should be placed on renewable energy sources, developing smart energy networks and CO2 capture and storage. Among these approaches, the capture and long-term sequestration of CO2 emerges as a particularly promising method, with the potential to significantly reduce atmospheric CO2 levels in the forthcoming years. While a considerable amount of knowledge has been generated through the study of wettability effect on carbon dioxide capillary trapping research that specifically investigates the effect of capillary pressure on the trapping and snap-off is relatively scarce. However, it is well-established that there exist certain sources of uncertainty associated with contact angle measurements, including factors like surface roughness and the influence of cleaning procedure. Hence, we conducted an examination to assess the influence of organic acid on wettability by means of capillary pressure measurements, alongside of contact angles, and subsequently compared the results to discern disparities. For our investigation, we selected limestone and sandstone, recognized as optimal geological substrates for carbon dioxide storage. These rock samples were subjected to aging processes involving varying concentrations of organic acid, following which capillary pressure and contact angle measurements were obtained both prior to and post-aging. The experimental findings indicate that wettability can be modified a capillary pressure substantially reduced by even low concentrations of organic acid, with similar effects observed at higher concentrations. Furthermore, it is noteworthy that organic acid exerts a more pronounced influence on contact angle compared to its impact on capillary pressure. The insights garnered from this research are expected to contribute to the enhanced implementation of Carbon Capture and Geological Storage (CCUS) projects on a broader scale, thereby aiding in the mitigation of project-related uncertainties. Moreover, investigation was conducted into the impact of cleaning procedures involving methanol and toluene on sample wettability. It was observed that post-cleaning, there was a notable shift towards increased water wettability.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Patil, Shirish
Committee Co-Advisor:	Al-Yaseri, Ahmed
Committee Members:	Al-Ramadan, Mustafa and Raza, Arshad and Al-Shehri, Dhafer
Depositing User:	RASHAD AHADLI (g202203860)
Date Deposited:	29 May 2024 06:47
Last Modified:	29 May 2024 06:47
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142879