DESATURATING THE OIL WET CARBONATES USING LOW SALINITY AND HIGH SALINITY VISCOELASTIC POLYMER INJECTION PROCESS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF MS_Thesis Dirie M. Dhahir g202215180.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 25 August 2026. Download (2MB)

Arabic Abstract

يُعد حقن البوليمر إحدى تقنيات الاستخلاص المعزز للنفط (EOR) الأكثر استخداماً، ويُعرف أساساً بقدرته على تحسين الكفاءة الحجمية للإزاحة. ومع ذلك، فقد أشارت العديد من الدراسات المخبرية إلى أن البوليمرات ذات الخصائص اللزوجية–المرنة تملك القدرة على تقليل تشبع الزيت المتبقي (ROS) عند توافر ظروف مناسبة، عادةً عند معدلات حقن أعلى أو تدرجات ضغط مرتفعة. في المقابل، أشارت نتائج أخرى إلى نفي هذا التأثير، مما يبرز الحاجة إلى دراسات تفصيلية لكل حالة على حدة لفهم تأثير اللزوجية–الالمرنة تحت ظروف حقلية واقعية. يمثل منحنى إزالة التشبع الشعري (CDC)، الذي يوضح العلاقة بين تشبع الزيت المتبقي والعدد الشعري، أداة أساسية لتقييم كفاءة الإزاحة المجهرية في عمليات الاستخلاص المعزز. وعلى الرغم من أنّ منحنيات الـ CDC قد تم تحديدها لعدد من تقنيات الاستخلاص المعزز، إلا أن هناك فجوة في الأدبيات فيما يتعلق بحقن البوليمر في الصخور الكربوناتية المحبة للزيت، وخاصة مع اختلاف السلوك اللزوجي–المرن تحت ملوحات ودرجات حرارة تمثل الظروف الحقلية. تتناول هذه الدراسة تلك الفجوة من خلال تجارب حقن منهجية على قلوب كربوناتية مشبعة بزيت خفيف ومحبّة للزيت. تم تصميم نظامين بوليمريين في محلول ملحي منخفض وعالٍ الملوحة بحيث يمتلكان لزوجة نيوتونية متقاربة عند درجات الحرارة المرتفعة (95°م)، مع اختلافهما في الخصائص اللزوجية–المرنة الخطية وغير الخطية. أُجريت تجارب إزالة التشبع بمعدل تدفق ثابت لبناء منحنيات CDC وتقييم قدرة كل نظام على خفض التشبع المتبقي. يبحث هذا العمل فيما إذا كانت عمليات حقن البوليمر منخفض وعالي اللزوجية–المرنة فعّالة تحت ظروف حقلية مماثلة، وأي من النظامين يحقق عدداً شعرياً حرجاً أقل وانخفاضاً أكبر في الزيت المتبقي، وما هي الآليات المسيطرة على هذه النتائج مثل تأثير اللزوجية–المرنة أو تغيّر البلل

English Abstract

Polymer flooding is a commonly utilized enhanced oil recovery (EOR) technique, primarily known for improving macroscopic sweep efficiency. However, numerous laboratory studies have also indicated that viscoelastic polymers have the potential to decrease residual oil saturation (ROS) when conditions are favorable, typically higher injection fluxes or pressure gradients. In contrast, other findings dispute this effect, emphasizing the need for case-by-case investigations to understand the influence of viscoelasticity under realistic field conditions. The capillary desaturation curve (CDC), which plots residual oil saturation against the capillary number, is a critical tool for evaluating microscopic displacement efficiency in EOR processes. While CDCs have been established for several EOR techniques, there remains a gap in the literature regarding polymer flooding in oil-wet carbonate rocks, particularly with varying viscoelastic behavior under field-representative salinities and temperatures. This study addresses this gap through systematic core flooding experiments on light oil-saturated, oil-wet carbonate cores. Two polymer systems formulated in low and high-salinity brines are designed to have comparable Newtonian viscosities at elevated temperatures (95°C), yet differ in their linear and non-linear viscoelastic properties. Constant-flux desaturation experiments are conducted to construct CDCs and evaluate the desaturation potential of each system. The research explores whether low- and high-viscoelastic polymer floods are effective under field-relevant conditions, which system achieves lower critical capillary numbers and greater ROS reduction, and what mechanisms, such as viscoelasticity or wettability alteration, govern these outcomes.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum > Enhanced Oil Recovery
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Azad, Madhar
Committee Members:	Al-Sheheri, Dhafer and Ayirala, Subhash
Depositing User:	DIRIE DHAHIR (g202215180)
Date Deposited:	26 Aug 2025 06:50
Last Modified:	26 Aug 2025 06:50
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143678