IMPACT OF POLYMER RHEOLOGY ON LINEAR DISPLACEMENT OF HEAVY OIL. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (Master's Thesis) Final MS thesis draft.pdf Restricted to Repository staff only until 27 June 2026. Download (2MB)

Arabic Abstract

يُعد الحقن بالبوليمر أحد أكثر تقنيات الاستخلاص المعزز للنفط (EOR) استخدامًا. ووفقًا لمعايير التقييم التقليدية لطابر وزملائه في اختيار تقنيات الاستخلاص المعزز، يُوصى باستخدام الحقن بالبوليمر في المكامن التي يبلغ لزوجة النفط فيها حوالي 150 سنتيبواز (cP). إلا أن السنوات الأخيرة شهدت تنفيذ العديد من مشاريع EOR بالبوليمر في مكامن تحتوي على نفط ثقيل بلزوجة تفوق 150(cP)، كما هو الحال في حقل ميلن بوينت في ألاسكا، وبحيرة بيليكان في كندا، وتامبريدجو في سورينام. الميكانيكية التقليدية التي من خلالها يحسن الحقن بالبوليمر معامل الاستخلاص هي تحسين كفاءة الاجتياح. وبالإضافة إلى هذا التحسين المعتاد، فقد أظهرت عدة دراسات مخبرية أن الحقن بالبوليمر عند نسب حركة ملائمة وبخصائص لزوجة مرنة ملحوظة يمكن أن يؤثر أيضًا على الإزاحة المجهرية. بالنسبة لمكامن النفط الثقيل، فإن تحقيق نسبة حركة ملائمة بدرجة عالية ليس أمرًا عمليًا من الناحية الاقتصادية، وقد يؤدي إلى حدوث تصدعات شديدة، ولذلك تُجرى هذه العمليات عند نسب حركة أعلى نسبيًا. وفي حين أن الحقن بالبوليمر عند نسب حركة ملائمة يستفيد من الخصائص غير الخطية للزوجة المرنة للبوليمر، فهل ينطبق ذلك أيضًا عند تنفيذ الحقن عند نسب حركة غير ملائمة؟ أي، هل توفر خاصية اللزوجة المرنة ميزة في هذه الحالة؟ كيف تؤثر تراكيز البوليمرات ذات اللزوجة والمرونة العالية على اللزوجة المرنة الخطية وغير الخطية، وعلى استخلاص النفط الثقيل المتحرك والباقي؟ سيتم الإجابة على هذه الأسئلة في هذه الرسالة من خلال سلسلة من التجارب الريولوجية، وتجارب الحقن عبر النوى باستخدام بوليمرات HPAM ذات اللزوجة المرنة العالية، وبوليمر زانثان جام الأقل مرونة، ونوى رملية، ونفط ثقيل بلزوجة تفوق 1000 cP. جميع التجارب ستُجرى في ظروف مشبعة بالماء، ودرجة حرارة الغرفة، ونفاذية ثابتة.

English Abstract

Polymer flooding is one of the most applied enhanced oil recovery (EOR) methods. According to Taber et al.’s conventional EOR screening criteria, polymer flood has been recommended for the oil reservoir with a viscosity of around 150 cP (Centipoise). However, in recent times, several polymer EOR projects were carried out in heavy oil reservoirs (with a viscosity above 150 cP) such as Milne Point in Alaska, Pelican Lake in Canada, and Tamberedjo in Suriname. The conventional mechanism by which polymer flood improves the recovery factor is through an enhanced sweep. Besides the usual improvement in the sweep, several lab studies have reported that polymer flooding conducted at the favorable mobility ratio and with significant viscoelasticity at higher fluxes can influence microscopic displacement. For heavy oil polymer floods, targeting a highly favorable mobility ratio is not feasible, not only because of economics but also could lead to fracturing, and therefore, they are operated at a relatively lower polymer-oil viscosity ratio. While a favorable mobility ratio polymer flood benefits from the polymer’s non-linear viscoelasticity at higher fluxes, what would be the case when the flood is conducted at an unfavorable mobility ratio? i.e., whether viscoelasticity would provide an advantage? How does the highly elastic and highly viscous polymer concentration influence linear viscoelasticity, non-linear viscoelasticity, mobile oil, and residual heavy oil recovery? These questions are answered in this thesis through a series of rheological experiments, and core flood experiments by using viscoelastic HPAM and relatively less elastic xanthan gum polymers, using sandstone cores, and heavy oil around 534 cP. All the experiments were performed at non oil-wet conditions, room temperature, and similar permeability.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum > Enhanced Oil Recovery
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Azad, Madhar
Committee Members:	Gajbhiye, Rahul and Adebayo, Abdulrauf
Depositing User:	Mr. ASHRAF ELGAMRI
Date Deposited:	29 Jun 2025 06:33
Last Modified:	29 Jun 2025 06:33
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143585