Document

Investigation of naturally fractured carbonate reservoir development in the north of Oman through dynamic modelling.

Source
Master's thesis
Other titles
دراسة تطوير مكامن الكربونات الطبيعية المتشققة في شمال عمان من خلال النمذجة الديناميكية.
Country
Oman
City
Muscat
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2024
Language
English
Thesis Type
Master's thesis
English abstract
Carbonate reservoirs are significant contributors to oil production in the Middle East, accounting for approximately 70% of the region's oil and gas reserves. These reservoirs are inherently heterogeneous and present challenges for secondary and tertiary recovery due to their complex depositional environments, diagenetic alterations, and variable fluid properties. Water flooding has emerged as the most successful oil recovery technology for these reservoirs, producing over two-thirds of the total oil production in the Middle East. The Natih C formation, a tight, naturally fractured carbonate reservoir, is a significant hydrocarbon contributor but poses exploitation challenges due to its low permeability and intricate fracture networks. Currently, the field operates with a line drive water flooding strategy using vertical wells. However, production has fallen short of the Field Development Plan (FDP) projections due to common carbonate reservoir challenges, such as early water breakthrough, poor injectivity, and suboptimal areal and vertical conformance. Published studies indicated that horizontal wells, with their larger reservoir contact area and ability to reduce pressure differentials near the wellbore, can mitigate these issues by targeting oil-rich zones and minimizing water production. This study examined the effectiveness of water flooding-based field development with horizontal wells in the Natih C carbonate reservoir in northern Oman through comprehensive dynamic modeling using a commercial reservoir simulator. In addition, the study assessed the impact of well orientation (perpendicular vs. parallel to the fault) on production profiles and evaluated the economic viability of the planned development. The results demonstrated that new horizontal wells drilled perpendicular to the fault (NE-SW) outperformed those parallel to the fault, achieving better oil cumulative of 1.264 MMm³ which added a recoverable volume of around 0.618 MMm³. Wells oriented parallel to the fault experienced higher water flow due to structural dips towards the southeast, while perpendicular wells benefited from more uniform liquid flow and consistent reservoir properties. Economically, wells drilled perpendicular to the faults provided the highest value, with superior NPV, VIR, and UTC metrics compared to their parallel counterparts. These findings underscore the importance of strategic well placement and orientation in optimizing hydrocarbon recovery and enhancing the economic viability of reservoir development projects in carbonate formations.
Arabic abstract
تساهم المكامن الكربونية بشكل كبير في إنتاج النفط في الشرق الأوسط، حيث تمثل حوالي 70٪ من احتياطيات النفط والغاز في المنطقة. تتميز هذه المكامن بعدم تجانسها، مما يجعلها تشكل تحديات لاسترداد النفط بالطرق الثانوية والثالثة، نظرًا لبيئاتها الترسيبية المعقدة والتغيرات التحويرية وخصائص السوائل المتغيرة. برز حقن المياه كأفضل تقنية لاسترداد النفط لهذه المكامن، حيث ينتج أكثر من ثلثي الإنتاج الإجمالي للنفط في الشرق الأوسط.

يعد تكوين Natih C، وهو مكمن كربوني متشقق طبيعيًا ذو مسامية منخفضة وشبكات تصدع معقدة، مساهمًا كبيرًا في الهيدروكربونات ولكنه يواجه تحديات استغلال بسبب انخفاض نفاذيته. يعمل الحقل حاليًا باستراتيجية حقن المياه باستخدام آبار عمودية، ولكن الإنتاج كان أقل من توقعات خطة تطوير الحقل (FDP) بسبب تحديات المكامن الكربونية الشائعة مثل الاختراق المبكر للمياه وضعف قابلية الحقن والتطابق الأفقي والرأسي غير الأمثل.

تناولت هذه الدراسة فعالية تطوير الحقل القائم على حقن المياه باستخدام آبار أفقية في مكمن Natih C في شمال عمان من خلال النمذجة الديناميكية الشاملة باستخدام محاكي مكامن تجاري. بالإضافة إلى ذلك، قيمت الدراسة تأثير اتجاه البئر (عمودي مقابل موازٍ للصدع) على ملفات الإنتاج وقيمت الجدوى الاقتصادية للتطوير المخطط. أظهرت النتائج أن الآبار الأفقية الجديدة المحفورة عموديًا على الصدع (NE-SW) تفوقت على تلك الموازية للصدع، محققةً إجمالي إنتاج نفط أفضل يبلغ 1.264 مليون متر مكعب، مما أضاف حجمًا قابلًا للاسترداد يبلغ حوالي 0.618 مليون متر مكعب. واجهت الآبار الموازية للصدع تدفقات مياه أعلى بسبب الانحدارات الهيكلية نحو الجنوب الشرقي، بينما استفادت الآبار العمودية من تدفق أكثر تجانسًا للسائل وخصائص مكامن متسقة.

اقتصاديًا، قدمت الآبار المحفورة عموديًا على الصدوع أعلى قيمة مع مقاييس NPV وVIR وUTC متفوقة مقارنة بنظيراتها الموازية. تؤكد هذه النتائج على أهمية التخطيط الاستراتيجي لمواقع الآبار واتجاهها لتحسين استرداد الهيدروكربونات وتعزيز الجدوى الاقتصادية لمشاريع تطوير المكامن الكربونية.
Category
Theses and Dissertations

Same Subject

Theses and Dissertations
5
0
Al-Thuhli, Khalid Hamed Hamood.
Sultan Qaboos University
2024