Document

Effect of water/co2 ratio (wgr)on co2-based enhanced oil recovery methods

Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2017
Language
English
English abstract
Coinciding with the increase in world demand for fossil fuels, hydrocarbon liquid production from the existing oil fields should be increased in the coming years. Although water flooding (WF) is an efficient secondary oil recovery method for most oil reservoirs in the world, it results in low oil recovery due to the low microscopic sweep efficiency. Hence, Enhanced Oil Recovery (EOR) methods are required to be applied after the primary and secondary flooding phases as considerable amount of oil are still unrecovered. Continuous Gas Injection (CGI) is one of the most effective EOR methods in improvement of oil recovery because of the ability of gases such as CO2 to be dissolved in the oil and increase oil swelling and decrease oil viscosity, which makes the oil lighter and easier to be displaced to producers. However, CO2 flooding often results in low macroscopic sweep efficiency due to its unfavorable mobility ratio. In order to address the drawbacks of WF and CO2 flooding and maximize oil recovery, several CO2-brine combinations have been developed. Simultaneous Water and Gas (SWAG) injection and Carbonáted Water Injection (CWI) are proved by different lab and field experiments to be attractive EOR options in fields under WF process. In this study, the performance of SWAG and CWI scenarios was investigated with different Water-Gas Ratios (WGR) at the same experimental temperature of 140°F and pressure of 500 psi. A total of four coreflood tests with three different immiscible CO2-EOR scenarios were conducted in Berea sandstone cores. The core flooding results are combined with other characteristics tests such as: CO2 solubility in oil and brine, oil swelling factor, oil viscosity reduction, CO2 diffusion coefficient, and gas utilization factor in order to provide comprehensive analysis and to investigate different oil recovery mechanisms behind EOR scenarios. Furthermore, the results of oil recovery factor together with the gas utilization factor were compared to choose the best scenario. Our results indicated that SWAG with WGR of 2.4:1 has the highest oil recovery factor of 36%, whereas the SWAG with WGR of 1.2:1 has the lowest oil recovery factor of 28%. Therefore, it's proven that WGR strongly affects the amount of oil recovered by SWAG process. However, a water bank might be formed ahead of the CO2-water mixture in SWAG process with the higher WGR of 2.4:1. Additionally, CWI scenario results in high oil recovery factor of 34% after WF. It is also proven that oil swelling plays a major role during CO2-based EOR scenarios. Although, CO2 flooding has a high oil recovery of 35%, it consumes high amount of gas. In comparison with CO2 flooding alone, the CO2-brine mixtures have lower gas utilization factor. Therefore, the immiscible SWAG with WGR between 2.4:1 and 3.6:1 is the best scenario during a CO2 based EOR.
Description
Thesis
Arabic abstract
بالتزامن مع زيادة الطلب العالمي على الوقود الأحفوري، ينبغي زيادة إنتاج الغاز و النفط من حقول النفط الحالية في السنوات المقبلة. وعلى الرغم من أن عملية ضخ المياه (Water Flooding) هي واحدة من أكثر أساليب استخلاص النفط الثانوية من حيث الكفاءة بالنسبة لمعظم خزانات النفط في العالم، إلا أنه يؤدي إلى انتاج كميات منخفضة من النفط بسبب انخفاض كفاءة الاجتياح المجهرية. ولذلك يتم تنفيذ طرق الاستخلاص المعزز النفط لاستخراج كميات النفط المتبقية في الحقل بعد الانتاج الأولي والثانوي . ويعد حقن الغاز المستمر أو سائل ثاني أكسيد الكربون أحد أكثر الطرق فعالية في تحسين أستخلاص النفط بسبب قدرة ثاني أكسيد الكربون على الامتزاج مع النفط مما يؤدي إلى انتفاخه وجعله أخف وزنا ليسهل نقله إلى الآبار المنتجة. ولكن عملية ضخ ثانی أكسيد الكربون غالبا ما تعطي كفاءة قليلة بسبب انخفاض كفاءة الاجتياح العيانية. ومن أجل معالجة أوجه القصور في عمليات الضخ وزيادة انتاج النفط إلى أقصى حد، تم تطوير عدة عمليات للضخ باستخدام الماء و ثاني أكسيد الكربون معا. تم إثبات فعالية الضخ المتزامن للمياه والغاز (SWAG) وضع الماء الكريوني (CWI) من خلال تجارب مختبرية وميدانية مختلفة لتكون أكثر الخيارات جانبية في الحقول النفطية من خلال هذه الدراسة، تم التحقق من أداء عمليتي الضخ المتزامن للماء و الغاز و الضخ الكربوني بنسب مختلفة من الغاز والماء (WGR) في نفس درجة الحرارة التجريبية 140 درجة فهرنايت وضغط 500 رطل لكل بوصة مربعة. تم إجراء أربعة تجارب مختبرية لعمليات الضخ باستخدام عينات من الحجر الرملي "برية". ثم تمت المقارنة بين كميات انتاج النفط من كل عملية مع غيرها من النتائج مثل ذوبان ثاني أكسيد الكربون في النفط و الماء، وعامل انتفاخ النفط، و نسبة انخفاض لزوجة النفط، و منعامل انتشار ثاني أكسيد الكربون وعامل استخدام الغاز من أجل توفير تحليل شامل والتحقق من فعالية آليات الضخ المختلفة. وعلاوة على ذلك، تمت مقارنة نتائج معامل استخلاص النفط مع معامل استخدام الغاز لجميع التجارب الاختيار التقنية الأفضل. وتشير نتائج التجارب إلى أن عملية الضخ المتزامن للغاز و الماء بمعدل 2.4من الماء لكل 1 من الغاز انتج أكبر كمية
من النفط مقارنة بالعمليات الأخرى، في حين أن عملية الضخ المتزامن للغاز و الماء بمعدل 1.2 من الماء لكل 1 من الغاز أنتج أدنى قيمة النفط ومع ذلك أثبتت النتائج أن معدل الماء و الغاز في عملية الضخ المتزامن النفط و الغاز تؤثر بشدة على كمية النفط المنتجة. بالإضافة إلى ذلك، عملية ضخ الماء المشيع بثاني أكسيد الكربون انتجت كمية مرتفعة من النفط زيادة على ما تم انتاجه بواسطة ضخ الماء. وقد أثبتت النتائج أيضا أن آلية انتفاخ النفط تلعب دورا رئيسيا وراء معظم عمليات الضخ التي تعتمد على ثاني أكسيد الكربون. على الرغم من أن عملية ضخ ثاني أكسيد الكربون انتجت كمية مرتفعة من النفط لكنها استهلكت كمية كبيرة من الغاز بالمقارنة مع عمليات ضخ ثاني أكسيد الكربون والماء مغا. ولذلك، فإن عملية الضخ المتزامن للماء و الغاز بمعدل بين 2 . 4: 1 و 3 . 6: 1 هو الأسلوب المثالي في هذه الدراسة.
Category
Theses and Dissertations

Same Subject

Theses and Dissertations
5
0
Al-Siyabi, Sultan Mohammed Saud.
Sultan Qaboos University
2024
Theses and Dissertations
0
0
Al-Ajmiyah, Hawraa Mohammed Ali.
Sultan Qaboos University.
2019
Theses and Dissertations
0
0
Al-Sulaimaniyah, Hanaa Salim
Sultan Qaboos University
2012
Theses and Dissertations
0
0
Al Touqiyah, Wiam Khalfan Humoud.
Sultan Qaboos University
2015