Document
Optimization of production performance of multiple naturally fractured carbonate reservoirs using material balance application.
Source
Master's thesis
Other titles
تحسين مستويات الإنتاج من المكامن الجيرية المتصدعة طبيعياً باستخدام تطبيقات معادلات اتزان المادة
Country
Oman
City
Muscat
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2024
Language
English
Thesis Type
Master's thesis
English abstract
Petroleum production from oil and gas reservoirs around the world is typically going
through a cycle of early life production, production plateau then production decline till
abandonment phase is reached. Production optimization is a key process to prolong
production from the reservoirs and maximize the hydrocarbon recovery from the targeted
reservoirs. Optimization can have several methods and procedures depending on reservoir
conditions, characteristics and the objective that the professionals are trying to achieve
including drilling infill wells, adjusting offtake from current wells, injecting external
fluids to reservoirs and so on. Since optimization involves remarkable expenditures in
most of the cases, the options of optimization have to be studied thoroughly via the various
methods and tools available in petroleum engineering. One of the recognized tools in oil
industry is the use of material balance equations that are fundamentally based on the fact
that the initial volume must be equal to the summation of the removed volume and the
remaining volume. These calculations can be done by modeling softwares that depend on
material balance concept to study optimization and come up with scenarios that fit the
conditions of the reservoir, safe to operate and economically feasible for operator. This
project studied two cases for brown fields in northeast of Oman producing from, Khufai
formation, a naturally fractured reservoir with different petroleum setups. The first case
study is producing from Khufai formation with aquifer influx that provides proper drive
and pressure support. Through material balance modeling, hydrocarbon volume was
modeled and compared with volume scenarios from static geological model and
sensitivities that affect the modeling of volumes were considered. Options of optimization
via drilling additional wells were investigated and numbers of wells to be drilled were
decided along with prediction of recovery and anticipated project generated revenues. The
second case study is producing from Khufai formation as well but with different drive
mechanisms and with absence of any water influx where the reservoir is going through
severe pressure depletion not allowing continuity of production from the reservoir. Similar
to the first case study, hydrocarbon volumes were modeled and sensitivities that are related
to this particular case were modeled. Volumes were also compared to those from static
geological model. Optimization options through enhancing reservoir pressure were
studied using material balance models. Different sensitivities were considered to cover the
potential uncertainties in the production prediction which is a cornerstone for the
optimization feasibility. All modeled options with their sensitivities were economically
evaluated and screening of optimum options was done by taking into account the
maximum net present value.
Arabic abstract
عمليات إنتاج النفط والغاز من مكامنها في مختلف أنحاء العالم تمر بدورة حياة متعارف عليها ، تبدأ من الانتاج المبكر للحقل ثم يصعد الانتاج ليصل أعلى مستوياته في مرحلة الهضبة حتى يبدأ الانتاج فيما بعد بالتناقص تدريجيا إلى أن يصل لمرحلة هجر الحقل لعدم تحقق فائدة إقتصادية من مواصلة إنتاجه في مراحل نضوبه. تعد عمليات تحسين الانتاج من العمليات التي العمليات الضرورية من أجل إطالة الانتاج من الحقل وتحسين عامل الاستخراج من المكامن النفطية المستهدفة. عمليات تحسين الانتاج تكتنف عدة طرق وإجراءات يتم تحديدها بما يتوافق مع خصائص المكامن والهدف الذي يسعى المهندسون الذين يديرون الحقل لتحقيقه. قد تتضمن عمليات تحسين الانتاج حفر آبار إنتاج إضافية بين الابار الحالية، مراجعة الكميات التي يستخرجها كل بئر ، حقن سوائل إضافية إلى المكمن ، أو غيرها من أساليب هذه الاساليب تتطلب الانفاق المالي لتحقيقها والذي قد يكون عالياً تحسين الانتاج الاجمالي. بما إن في كثير من الاحيان، فإن دراسة الاسلوب الذي سيتم إستخدامه يجب أن يتم بشكل مفصل ودقيق لكي يحقق النجاح المرجو. دراسة هذه الاساليب تتم عن طريق عدة أدوات هندسية متوفرة ومتعارف عليها في مجال هندسة النفط. من هذه الادوات هي معادلات إتزان المادة والتي تقوم على أساس أن كمية المادة المتوفرة في المكمن يجب أن تساوي مجموع المادة الخارجة والمادة المتبقية. من أجل إنجاز كل الحسابات المتعلقة بهذه المعادلات، سيتم إستخدام برامج نمذجة مخصصة تقوم على أساس معادلات اتزان المادة ، والتي سيتم من خاللها تقييم كل الخيارات المتوفرة ومحاكاتها في هذه البرامج ليتم الحصول على أفضل خيار من الناحية العملية والاقتصادية. في هذا المشروع، ستتم دراسة حقلين منتجين في شمال شرق سلطنة عمان ، ينتجان من صخرة نفطية تدعى ُخفَي ، وهي صخرة نفطية متصدعة بصورة طبيعية. رغم أن كال الحقلين ينتجان من ذات النوع من الصخور ، الا أن نظامهما النفطي متباين. الحقل الاول الذي تمت دراسته للنفط والذي يوفر دعما دراسة المكمن ابتدأت ّ يتوفر به مخزون مائي أسفل الطبقة المنتجة تلقائيا لضغط المكمن. بالتحقق من كميات النفط المتوفرة في المكمن ومقارنة النتائج بأرقام الكميات التي تم الحصول عليها من النمذجة الجيولوجية للمكمن والتي تعتمد بصورة أساسية على حجم المكمن وخصائصه في حساب كميات النفط المتوفرة. عرجت الدراسة بعد ذلك للخيارات المتوفرة لرفع إنتاج الحقل من المكمن، فتمت دراسة فكرة حفر آبار إضافية بين الابار الحالية لتعزيز إنتاج الحقل وتم تقييم العدد المطلوب بما يتوافق مع الجدوى الاقتصادية لذلك. أما الحقل الاخر فكان ينتج الذي تمت دراسته أيضا من طبقة نفطية ال يتوفر أسفلها أي مخزون مائي يمكن أن يرفد تلك الطبقة بضغط ً يمكنها من الحفاظ على ضغطها الحالي وهو الامر الذي تسبب بانخفاض حاد في ضغط المكمن وعدم قدرة الابار المنتجة على مواصلة إنتاج الكميات المتبقية القابلة لإلنتاج في المكمن. من خالل برامج النمذجة المعتمدة على معادلات اتزان المادة ، تم دراسة أساليب تعزيز ضغط المكمن من خالل حقن الماء مع الاخذ في الاعتبار مختلف العوامل التي قد تؤثر على دقة النتائج وقد صاحب الدراسة تقييم الجدوى الاقتصادية لكل الخيارات وتحديد أفضلها.
Category
Theses and Dissertations