Three dimensional modeling for predicting sand production.

مؤلف
Al-Shaaibiyah, Shaima Khamis.
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2011
اللغة
الأنجليزية
الموضوع
الملخص الإنجليزي
In oil industry, the production of sand particles associated with the reservoir hydrocarbons becomes one of the most common problems a well may experience during reservoir lifetime. To prevent this problem, oil companies sometimes unnecessarily install sand control equipments without predicting or evaluating sand potential which in turn increases operating cost and decreases well productivity. Therefore, it is essential to predict under what production conditions (wellbore flowing pressure or production rate) sanding will occur and when sand control is needed. This thesis presents a new 3D analytical model that can predict sanding onset from an openhole wellbores. The model estimates the critical wellbore pressure below which sand production is expected. Mogi-Coulomb failure criterion in conjunction with linear poroelastic constitutive model were utilized to develop the model. For vertical wellbore a closed-form solution is achieved. Another sanding stability model using the classical Mohr-Coulomb failure criterion was developed to point out on the impact of the intermediate principal stress on sand production prediction. For non-vertical wellbore, a computer program in Mathcad was utilized to predict sanding onset pressure. The program has been modified to estimate sanding critical pressure during production. Analytical solution was then derived to obtain the optimal well path where the potential of sand production is minimized. To verify the models, real field cases from published literature and an Omani oil field have been simulated. The model generated results that compare well with the actual field observations. The developed model allows petroleum engineers to predict sanding onset pressure from openhole wellbores to come up with the optimal field development plan and well completion design. It can also be utilized for cased and perforated wells as an approximation tool.
المجموعة
الرسائل والأطروحات
URL المصدر
https://hdl.handle.net/20.500.12408/1475
الملخص العربي
في مجال الصناعة النفطية يعد إنتاج الرمال المصاحبة للمواد الهيدروكربونية من المشاكل الشائعة التي تعاني منها آبار النفط ؛ لذلك يتم اتخاذ إجراءات احترازية من قبل شركات النفط للحد أو التحكم في كمية الرمال المنتجة مع النفط وذلك عن طريق وضع أجهزة ومعدات خاصة تمنع مرور الرمال ، وتسمح فقط بإنتاج النفط و الغاز. إلا أن هذه المعدات في بعض الأحيان يتم استخدامها بدون إجراء دراسات لتقيم احتمالات إنتاج الرمال والتنبؤ بها مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف العمل و انخفاض معدل إنتاجية الآبار؛ لذلك من الضروري معرفة ظروف الإنتاج (ضغط البئر أو معدل إنتاج البئر) المصاحبة لإنتاج الرمال وبالتالي معرفة إذا ما كانت هناك حاجة لمعدات السيطرة على الرمال. يهدف هذا البحث إلى تقديم نموذج تحليلي جديد ثلاثي الأبعاد لحساب ضغط البنر عند بدء ظهور مشكلة إنتاج الرمال. لإنشاء هذا النموذج تم استخدام نظرية «موجي- كولومب» كمعيار الفشل الصخور و نظرية المرونة المسامية للتعبير عن تركيز الضغط حول حفرة البئر. للأبار العمومية تم التوصل لمعادلة يمكن من خلالها حساب ضغط البئر عند بدء المشكلة ويمكن حل هذه المعادلة بسهولة وبدون استخدام البرامج الرقمية المعقدة. بالإضافة إلى ذلك تم إنشاء نموذج آخر لدراسة الاستقرار الرملي عند عملية إنتاج النفط باستخدام نظرية «موهركولومب» لمعرفة مدى تأثير الضغط المتوسط للحقل على ضغط البنر عند إنتاج الرمال أما لحساب ضغط الأبار الغير عمودية فقد تم استخدام برنامج مطور بلغة المانكاد». كان الهدف الرئيسي من كتابة هذا البرنامج هو حساب ضغط الطين المستخدم في عملية الحفر والذي يتم من خلاله الحفاظ على استقرار البتر وعدم انهياره أثناء عملية الحفر، ولكن في هذا البحث تم إجراء بعض التعديلات البرنامج من خلالها تم التوصل إلى برنامج جديد يمكنه حساب ضغط البئر عند حدوث مشكلة إنتاج الرمال أثناء عملية إنتاج النفط. بالإضافة إلى ذلك تم التوصل إلى علاقة تحليلية لمعرفة المسار الأمثل لحفر الآبار والذي يمكن من خلاله تجنب أو التقليل من عملية إنتاج الرمال. وقد تم اختبار صحة النماذج المطورة باستخدام ثلاث حالات ميدانية حقيقية أحدهم لحقل نفط في عمان وقد وجد أن نتائج النماذج تنطبق تماما مع الملاحظات الميدانية الفعلية. هذه النماذج سوف تساعد مهندسي النفط في عملية تنبؤ ضغط البئر الذي يتوقع عنده بدء حدوث إنتاج الرمال من الآبار مفتوحة الجوف وذلك من أجل التوصل إلى الخطة المثلى لتطوير الحقل وتصميم آبار النفط والغاز. كما أنه يمكن استخدام هذه النماذج للآبار غير المفتوحة الجوف المبطنة بأنابيب التغليف كوسيلة تقريبية.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية