CONTROLLED ACIDIZING WITH THERMO-CHEMICALS IN HIGH-TEMPERATURE CARBONATE RESERVOIRS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF G202417520-Muhammad Shehryar-MSc Thesis.pdf Restricted to Repository staff only until 10 May 2027. Download (1MB)

Arabic Abstract

تتميز التكوينات الكربوناتية بنفاذية منخفضة، مما يُصعّب إنتاجها بكفاءة اقتصادية. ولمعالجة هذه المشكلة، تُحفّز هذه المكامن بمعالجات تحميضية. إلا أن فعالية هذه المعالجات محدودة بسبب سرعة تفاعل الحمض مع الصخور. ففي المكامن ذات درجات الحرارة العالية، يؤدي هذا التفاعل الحمضي السريع إلى استهلاك كميات كبيرة من الحمض، وانخفاض اختراقه للمكمن. ولحل هذه المشكلة، يُقترح إضافة مواد كيميائية حرارية إلى نظام التحميض. تُساعد هذه المواد في التحكم بظروف ما حول البئر، وبالتالي معدل تفاعل الحمض، لتحسين اختراقه واستهلاكه. يهدف هذا المقترح إلى تطوير تقنية تحميض جديدة مُتحكّم بها كيميائيًا حراريًا، تُمكّن من وضع الحمض بدقة، وتقلل من تلف التكوين في المكامن الكربوناتية ذات درجات الحرارة العالية. ستعتمد المنهجية على التجارب في ظل ظروف حرارية قاسية، مع الأخذ في الاعتبار تجارب حقن اللب على عينات من الصخور الكربوناتية لإجراء دراسة معمقة للتحميض المُعزز كيميائيًا حراريًا باستخدام حمض الهيدروكلوريك التقليدي. ستُستخدم في جميع الاختبارات عينات لبية ذات أطوال وأقطار وتركيبات معدنية ودرجات حرارة متماثلة لمطابقة ظروف المكمن. بعد كل عملية، سيتم تحليل السائل الخارج باستخدام مطياف انبعاث البلازما المقترن بالحث (ICP-OES) لقياس أيونات الكالسيوم الذائبة، والتي سنستخدمها لتقييم التفاعل وكمية الصخور المذابة. ولتحديد أفضل نطاق تشغيل، ستُؤخذ مستويات حساسية معدلات الحقن في الاعتبار لتحديد المعدل الأمثل للنظام الكيميائي الحراري بناءً على أحجام المسام حتى الاختراق (PVbt) واستجابة الضغط. بعد عملية الإغراق، سيتم مسح كل عينة لبية عند وجهي المدخل والمخرج لالتقاط أنماط الدخول والخروج، بما في ذلك الثقوب الدودية ثلاثية الأبعاد، باستخدام التصوير المقطعي المحوسب (CT). من المتوقع أن تُفيد نتائج هذه الدراسة قطاع الصناعة من خلال تحسين كفاءة التحفيز، وتقليل استهلاك الأحماض، وخفض تكاليف التشغيل.

English Abstract

Carbonate formations can have low permeability, making it difficult for cost-effective production. To address this issue, these reservoirs are stimulated by acidizing treatments. However, effective acidizing treatments are limited by rapid acid-rock reactions in high-temperature reservoirs. This fast acid reactivity causes large acid consumption, less penetration into the reservoir. To address this issue, thermochemical additives are proposed to be introduced into the acidizing system. These additives could help in controlling near-well-bore conditions and thus, acid reaction rate for better acid penetration and acid consumption. This proposal aims to develop a novel, thermochemically controlled acidizing technique that enables precise acid placement and minimizes formation damage in high-temperature carbonate reservoirs. The methodology will be experimental-based under harsh temperature conditions, considering core flooding experiments on carbonate rock samples for in-depth investigation of the thermochemical-enhanced acid with conventional HCl. All tests will use cores with similar length, diameter, and mineralogy, and temperature to match reservoir conditions. After each run, the effluent will be analyzed by ICP-OES to measure dissolved calcium ions, which we will use to assess reactivity and the amount of rock dissolved. To find the best operating window, sensitivity levels of injection rates will be considered to determine the optimum rate for the thermochemical system based on pore volumes to breakthrough (PVbt) and the pressure response. After flooding, each core sample will be scanned at the inlet and outlet faces to capture entry and exit patterns, including 3D wormholes by CT scan. The outcomes of this study are expected to benefit the industry by improving stimulation efficiency, reducing acid consumption, and lowering operational costs.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Thesis Advisor:	Arshad Raza Rizvi,
Thesis Co-Advisor:	Mohamed Mahmoud,
Thesis Committee Members:	Rahul Gajbhiye,
Depositing User:	MUHAMMAD SHEHRYAR (g202417520)
Date Deposited:	10 May 2026 10:32
Last Modified:	10 May 2026 10:32
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144198