EVOLVED CO2 FROM ACID/CARBONATE REACTIONS UTILIZATION AS AN ACID DIVERSION TECHNIQUE. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Faisal Alkhayyal MS Thesis Signed.pdf Restricted to Repository staff only until 23 June 2026. Download (4MB)

Arabic Abstract

يتطلب التحفيز الفعال للمكامن الكربونية غالبًا استخدام تقنيات تحويل مسار الحمض لضمان توزيع الحمض بشكل متساوٍ عبر صخر المكمن. تبحث هذه الدراسة في تقنية جديدة تعتمد على استخدام ثاني أكسيد الكربون المُولد داخليًا نتيجة تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع الحجر الجيري كعامل تحويل طبيعي. لتعزيز إطلاق ثاني أكسيد الكربون وزيادة فعالية التحويل، تم خلط أملاح تتضمن كلوريد الكالسيوم وكلوريد الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم مع حمض الهيدروكلوريك بتركيز 15% وحقنها في عينات من الحجر الجيري. ومن خلال تجارب الغمر باستخدام اللب الصخري، مدعومة بتحاليل الأشعة المقطعية والرنين المغناطيسي النووي وتحاليل السائل الخارج والتغير في المسامية، تبيّن أن إضافة كلوريد الكالسيوم بتركيز 10% تؤدي إلى إبطاء تفاعل الحمض مع الصخر وتكوين قنوات دقيقة وأكثر كفاءة، وهو ما انعكس على أعلى قيمة لعامل التحويل. أما استخدام كلوريد الصوديوم والبوتاسيوم، فقد أدى إلى انحلال أكبر لللب الصخري وتكوين قنوات متفرعة. تؤكد النتائج أن تقليل ذوبانية ثاني أكسيد الكربون من خلال إضافة الأملاح يعزز كفاءة التحويل، ويقلل من حجم الحمض اللازم لاختراق العينة، ويخفض التكاليف التشغيلية، مما يقدم بديلاً بسيطًا وفعالًا للطرق التقليدية.

English Abstract

Effective stimulation of carbonate reservoirs often requires acid diversion to ensure uniform acid placement across the rock matrix. This study investigates a novel technique that utilizes the in-situ generated CO2 produced from the reaction of HCl and carbonate as a self- diverting agent. To promote CO2 release and enhance its diversion effect, salts such as CaCl2, NaCl, and KCl were premixed with 15% HCl and injected into limestone core samples. Through core flooding experiments, complemented by Computerized Tomography scans, Nuclear Magnetic Resonance, effluent analysis, and porosity measurements, the addition of CaCl2, particularly at 10% concentration, was found to significantly retard acid–rock reactions and produce thinner, more efficient wormholes, reflected by the highest diversion factor. In contrast, KCl and NaCl resulted in higher calcite dissolution and the formation of ramified wormholes. The findings demonstrate that reducing CO2 solubility through salt addition can enhance diversion efficiency, reduce PVBT (pore volume to breakthrough), and lower operational costs, providing a simple and effective alternative to conventional diversion methods.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum > Reservoir Engineering and Management Petroleum > Well Performance and Optimization Petroleum > Enhanced Oil Recovery Petroleum > Well Completion and Stimulation
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Mahmoud, Mohamed
Committee Co-Advisor:	Hassan, Amjed
Committee Members:	Al-Jawad, Murtada
Depositing User:	FAISAL ALKHAYYAL (g201534730)
Date Deposited:	26 Jun 2025 12:00
Last Modified:	26 Jun 2025 12:00
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143575