Document
Performance prediction of foam assisted steam flooding application in a sandstone reservoir
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2015
Language
English
English abstract
The steam assisted foam flooding (FASF) technique was innovated to improve the sweep efficiency of the steam flooding processes in heavy oil reservoirs. Steam flood or steam drive that is not stabilized by gravity can result in poor vertical and horizontal sweep efficiency as a result of many factors such as, poor vertical conformance in the injectors in heterogonous reservoirs, high permeability streaks or thief zones and high reservoir pressure with large wells spacing.
As a solution to these issues, the reduced mobility of steam using steam assisted foam flooding technique can contribute in increasing the pressure gradients in the steam swept regions and/or channels leading to better displacement of the heated oil. In addition, it works to divert steam to the unheated left behind viscous oil and heat it to flow easier to the production wells. In this work; FASF was modeled in a heavy oil sandstone reservoir in Oman. The simulation was done using CMG software. The work was conducted using a representative reservoir sector mod satisfactorily initialized and history matched using actual field production data. After that, the base case scenario was forecasted. Then, FASF was introduced to the model by using an empirical foam model. Using the modified model, FASF performance was predicted successfully and then it was compared to the base case scenario. Finally, sensitivity analysis were done to evaluate the optimum mobility reduction effect, mole fraction of injected foam and the suitable blockage factors for the given field was predicted.
The results showed a positive impact on the predicated recovery factors and the overall performance. Recovery factors increased by 4% when using FASF which will have a significant impact on the economy of the project by adding 3.7 million bbl. oil production in the prediction period. The resulted average reservoir temperature increased approximately by 10 °F. Steam to oil ratio showed a sudden reduction after using FASF technique which reflects the improvement in vertical and horizontal sweep efficiency. FASF optimum injected mole fraction and blockage factor where optimized and analyzed for the given reservoir. The overall performance predicted for the given reservoir is satisfactory and there are research potential especially related to the experimental work needed to calibrate the model and model the generation-destruction of foam in the reservoir
Member of
Resource URL
Arabic abstract
قد ابتكرت تقنية حقن البخار بمساعدة ضخ الرغوة لتحسين كفاءة عمليات استخراج النفط الثقيل بتقنية حقن البخار المنفردة في المكامن النفطية الثقيلة تقنية حقن البخار. ذي الكثافة المنخفضة مقارنة بالسوائل الأخرى في المكمن النفطي - تتأثر بشكل كبير بفعل الجاذبية الأرضية مما يسبب ضعف كفاءة الإجتياح الراسية والأفقية نتيجة للعديد من الأسباب المساعدة مثل سوء التوافق الرأسي في المكمن بسبب الجيولوجية المعقدة، ووجود الممرات والطبقات الذات النفانية العالية التي يندفع إليها البخار، و الضغط المرتفع في المكمن مع وجود أيار كبيرة التباعد. كحل لهذه المشاكل، يتم حقن الرغوة مع البخار لخفض السيلانية العالية للبخار، مما يزيد من الضغط تدريجيا في المنطقة التي اجتاحها البخار. يقوم هذا الضغط التدريجي بتغير إتجاه البخار نحو قنوات جديدة التسخين النفط الثقيل البارد ودفعه للوصول الى آبار الانتاج. ايضا تعمل الرغوة على تحسين الحقن البخاري عن طريق الحد من التباين بين المقاومة في المناطق المشبعة بالنفط البارد والمناطق المشبعة بالبخار في أعلى المكمن، مما يزيد من كفاءة الإنتاج. كما أن هذه التقنية ستساهم في خفض التوتر السطحي بين الصخور الرملية ومن محتواها النفطي مما يزيد الإنتاج من الخصائص المميزة للرغوة في المكمن النفطي هي أن عملية توليد الرغوة يحدث في الوضع الطبيعي في المناطق ذات النفانية العالية أولا، وبالتالي التسبب في المزيد من عمليات تسخين النفط البارد. من المعوقات التي تواجه إنتشار الرغوة في المكمن النفطي هو وجود عناصر كيميائية في صخور المكمن تزيد من امتصاص الرغوة عن طريق عملية الإمتزاز نتيجة تبادل الأيونات الموجبة القدرات من الرغوة للصخور. ولكن أثبتت الدراسات المخبرية أن إضافة الرغوة البخار لديه ميزة عالية في رفع درجة حرارة الرغوة وبالتالي التقليل من القدرة على امتصاصه من قبل الصخور. إضافة الى ما قد سبق، من عيوب الرغوة التي تعتبر من الآليات الإيجابية لهذة الدراسة، هو أن الرغوة في المكمن النفطي تتحمر وتتقسم عند مواجهة النفط الخام مما يشجع إستخدامها في تقنية حقن البخار لأن الهدف الأساسي هو التحكم في حرية حركة البخار وليس النفط يتم تحديد معدل انتشار الرغوة عن طريق فهم الآليات التي تولد وتدمر الرغوة. وتشمل آليات التوليد للرغوة ألية ترك الرغاوي خلف بعضها بفعل التباين في حجم المسامات في الصخور الرملية، وعمليات الإنقسام المفاجئة في المسامات الصخرية. وتشمل آليات الدمار الرغوي، آلية التكثيف والتبخير، التحام الرغاوي بسبب خاصية الضغط الشعرية الصخور المكمن، وآلية التقسيم الناتجة عن وجود النفط الخام. يمكن التنبؤ بنسيج وشكل الرغوة من خلال فهم وحل معادلات التوازن السكاني الذي يتضمن تفصيلا دقيقا لوصف هذه الأليات. كل هذه الأليات والخصائص المتعلقة بالرغوة، تحتاج إلى أن تكون مدروسة بشكل جيد، وأن يتم إدخالها الى برنامج المحاكاة المستخدم من أجل الحصول على نموذج محاكاة جيد الأداء لدراسة تأثير تقنية الحقن بالبخار بمساعدة ضخ الرغوة. من الخصائص الأخرى المهمة للرغوة هي جودة الرغوة، الكثافة، التأثير على الحد من التوتر السطحي، والإمتزاز السطحي. بعد دراسة كل هذه النقاط في هذا العمل، وبعد استخدام برنامج المحاكاة وتطبيق تقنية حقن البخار بمساعدة الرغوة في احدى مكامن الحجر الرملي ذي النفط الثقيل في عمان. أظهرت النتائج تأثير إيجابي على إنتعاش الإنتاج وتحسين أداء المكمن النفطي استجابة لضخ الرغوة مع البخار. زادت عامل الإستخراج بنسبة 4% عند استخدام والتي سوف يكون لها تأثير كبير على اقتصاد المشروع. وبناءا على ذلك تم تحديد النسبة الأمثل لحقن الرغوة والنسبة الأمثل لعامل تقييد حرية حركة البخار في المكمن المدروس. وتم التنبأ بالأداء الكلي للمكمن بشكل جيد لمدة 15 عاما.
وللإضافة، هناك إمكانيات بحث جديدة تم الخلوص إليها من هذا البحث، وخاصة المتعلقة منها بالعمل المختبري التجريبي اللازم المعايرة نموذج المحاكاة، ونموذج تولید و تدمير الرغاوي في المكمن المدروس.
وللإضافة، هناك إمكانيات بحث جديدة تم الخلوص إليها من هذا البحث، وخاصة المتعلقة منها بالعمل المختبري التجريبي اللازم المعايرة نموذج المحاكاة، ونموذج تولید و تدمير الرغاوي في المكمن المدروس.
Category
Theses and Dissertations