EFFECT OF CO2 ON THE CAPILLARY PRESSURE CHARACTERISTICS OF SALINE AQUIFERS AND DEPLETED OIL RESERVOIRS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Ummu-kulthum Thesis DGS.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 10 June 2025. Download (13MB)

Arabic Abstract

في العقد الأخير من القرن العشرين زاد الاعتماد على الوقود الاحفوري بشكل هائل، لإنتاج الطاقة ومواكبة متطلبات العصر مما أدى بشكل مباشر او غير المباشر الى الارتفاع الحاد والملحوظ في مستويات الكربون. وهنا تطلب الامر وضع حلول واستراتيجيات واعدة وطويلة المدى لتقنين مستويات انبعاثه والبحث عن سبل لتخزينه بشكل فعال. حيث يتم ذلك عن طريق حقن ثاني أكسيد الكربون في أعماق طبقات الخزانات الصخرية. فهناك العديد من الدراسات السابقة التي كان محور تركيزها على دراسة عملية او مفهوم التبلل في خزانات التكوينات الصخرية الحاوية على النفط والمياه على التوالي، ولكن لازال مفهوم تأثير هذه العملية في خزانات التكوينات الصخرية التي حقن فيها الكربون وكذا التغيرات الناجمة عنها غير مقيدة بشكل كافي. حيث كان جل تركيز الدراسات السابقة على دراسة عملية البلل باستخدام زاوية الاتصال والتي لا تأخذ بعين الاعتبار خشونة السطح، والتي تمثل سمة سائدة في خزانات ثاني أكسيد الكربون وبالتالي توفير معلومات غير دقيقة بالشكل المطلوب. دراستنا هذه ستغطي هذه الفجوة العلمية وذلك من خلال استكشاف أسباب تغيرات عملية التبلل في الخزانات النفطية الناضبة وكذلك خزانات المياه الجوفية المالحة باستخدام منحنيات الضغط الشعرية. فلقد تم توظيف الاحماض العضوية المعالجة لحث عينات من صخور الحجر الرملي(بيريا) على قابلية عملية التبلل النفطي فيها وذلك لمحاكاة الظروف المشابهة في الخزانات النفطية الناضبة. ولذلك تم استخدام خلية الضغط الشعرية ذات صفيحة مسامية وذلك لقياس الضغط الشعري والذي من خلاله يتوضح تأثير قابلية التبلل. مما يعرض عينات البيريا النفطية الى محلول ملحي حي لاحقا وذلك لمقارنتها مع نظيراتها من العينات المبللة بالماء. بالإضافة الى ذلك، تم استخدام تجارب الغمر المختلفة لتزويدنا بمعلومات أساسية وهامة عن التشبع الأولي والمتبقي والتي تمثل معاملات مهمة في إداراه خزانات ثاني أكسيد الكربون أثناء عزل ثاني أكسيد الكربون. وتكمن أهمية هذه الدراسة كونها ستساهم بشكل فعال في فهم تغيرات عملية التبلل والناجمة عن تفاعلات ثاني أكسيد الكربون مع خزانات النفط الناضبة وكذلك خزانات المياه المالحة مما يوفر سبل إدارة استراتيجية ومستقبلية واعدة للمشاريع الجيولوجية التي تهدف الى حقن وتخزين ثاني أكسيد الكربون في الطبقات النفطية والمائية الناضبة.

English Abstract

The dependency on fossil fuels for energy production has led to a surge in carbon dioxide (CO$_2$) emissions, necessitating the development of strategies for its capture and storage. Geological CO$_2$ sequestration, involving the injection of CO$_2$ into deep formations, presents a promising solution. However, understanding the wettability changes induced by CO$_2$ in these formations, particularly in oil-wet reservoirs, remains a critical research area. While existing literature has focused on water-wet and oil-wet reservoirs using contact angle, however, this procedure forgoes surface roughness which is a predominant charcteristic of CO$_2$ sinks and as such provides inaccuracies. This study addresses this gap by investigating wettability changes in depleted oil reservoirs and saline aquifers using capillary pressure curves. In this study organic acid treatment was employed to induce oil-wettability in Berea sandstone samples, mimicking conditions similar to depleted oil reservoirs. Capillary pressure measurements, conducted using a porous plate capillary pressure cell, elucidate the effects of wettability alteration. Subsequent exposure of oil-wet Berea samples to live brine allows for comparison with water-wet counterparts. Additionally, core flooding experiments were utilized to provide insights into initial, and residual saturations, which are crucial parameters for reservoir management during CO$_2$ sequestration. This research contributes to an understanding of the wettability changes that occur due to CO$_2$ interaction with depleted oil reservoirs and saline aquifers, facilitating more effective management strategies for geological CO$_2$ storage projects.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Khan, Hasan
Committee Members:	Al-Yaseri, Ahmed and Alajmei, Shabeeb
Depositing User:	UMMU-KULTH LAWAL (g202210340)
Date Deposited:	10 Jun 2024 10:01
Last Modified:	10 Jun 2024 10:01
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142950