Simulation of nanofluid injection as an enhanced oil recovery method.

Simulation of nanofluid injection as an enhanced oil recovery method.

Author

Al-Matroushiyah, Manal Ali Mubarak .

Publisher

Sultan Qaboos University

Gregorian

2015

Language

English

Subject

Enhanced oil recovery

Oil reservoir engineering

Oil wells

Nanofluids

English abstract

Water flooding and gas injection are the most commonly used EOR methods. Due to the viscous fingering, reduction of sweep efficiency and early breakthrough of the injected fluid, the performance of these methods are not appropriate. Hence, water alternating gas approach (WAG) is applied to solve the unfavorable mobility ratio and enhance the fluid contact in the reservoir by segregating gas to the top and accumulating of water toward the bottom Through the past years, several experimental works have been done to prove the ability of nanoparticles to increase the oil recovery efficiently. Presence of nanoparticles in water alternating gas (NWAG) is a novel method of enhanced oil recovery in intermediate and oil-wet reservoirs. This novel method results in economic and efficient oil recovery by combining improved macroscopic and microscopic sweep efficiencies. Nanoparticles sit on the rock surface and alter the wettability of the rock. Also, nanoparticles locate in oil/water interface and reduce the interfacial tension. These mechanisms modify oil properties and mobilize trapped oil in the reservoirs. This research project aims to study the effects of the nanoparticles on the wettability alteration, relative permeability curves, and FT changes during NWAG by modeling the fluid/rock interactions in coreflooding experiments. Moreover, the possibility of using this approach as an EOR method in the field scale is investigated. The results show a good history match for oil recovery obtained from coreflooding experiment for WAG and NWAG injections with less than 10% error between the model and the lab data. Our simulation showed that application of nanofluid instead of water during WAG process shifts the wettability of the system toward more water wet which affects the relative permeability curves and enhances the recovery. For example application of NWAG in 6 months' time cycle with 5 months nanofluid and 1 month CO2 injection period in 2:1 NWAG ratio with Dual Five-spot well pattern improves the oil recovery for 13% compared to the conventional WAG method.

Member of

Theses and Dissertations

Resource URL

https://hdl.handle.net/20.500.12408/3561

Arabic abstract

حقن المياه وحقن الغاز في حقول النفط هي من أكثر الطرق شيوعا في الاستخلاص المعزز للنفط، نظرا للحد من كفاءة الاجتياح والانفراج المبكر من السائل المحقون، أداء هذه الأساليب ليست مناسبة. وبالتالي يتم تطبيق حقن الغاز بالتناوب مع المياه (WAG) لحل نسبة التنقل غير المواتية وتعزيز اتصال السائل في المكامن النفطية من خلال فصل الغاز إلى الأعلى وتراكم المياه نحو الأسفل.
في خلال السنوات الماضية، تم القيام بالعديد من الأعمال التجريبية لإثبات قدرة جسيمات النانو على زيادة استخراج النفط بكفاءة. وجود جزيئات النانو في حقن المياه بالتناوب مع الغاز (NWAG) تعتبر طريقة جديدة لتعزيز استخراج النفط من الآبار النفطية المتوسطة وعالية الأيتلال بالنفط هذه الطريقة المبتكرة ينتج عنها استخراج النفط بكفاءة وبشكل اقتصادي حيث أنها تجمع بين تحسين كفاءة الاجتياح العياني والمجهري. جسيمات النانو لها القدرة على المكوث على سطح الصخور وإحداث تغيير في قابلية ابتلال هذه الصخور. أيضا هي لها القدرة على التواجد بين الخط الفاصل بين النفط والمياه والتقليل من التوتر السطحي بينهما. ومن هذه الأسباب يمكننا القول بأن هذه الآلية المبتكرة لها القدرة على تغيير خصائص النفط وتحريك النفط المحبوس في هذه المكامن النفطية.
ويهدف هذا المشروع البحثي لدراسة الآثار المترتبة على استخدام جسيمات النانو في تغيير قابلية ابتلال الصخور ومنحنيات النفاذية النسبية والتوتر السطحي باستخدام جزيئات النانو في حقن المياه بالتناوب مع الغاز وذلك من خلال محاكاة التفاعل بين السوائل والصخور في تجربة حقن السوائل في العينات اللبية أو الجوفية. وسيدرس أيضا إمكانية استخدام هذه الآلية في نطاق المكامن النفطية كواحدة من الطرق المستخدمة في تعزيز استخراج النفط.
تظهر نتائج هذه الدراسة الحصول على محاكاة جيدة لاستخراج النفط الذي حصل عليه من تجربة حقن السوائل في العينات اللبية أو الجوفية باستخدام حقن المياه بالتناوب مع الغاز والأخرى بتواجد جسيمات النانو في حقن المياه بالتناوب مع الغاز مع متوسط خطأ أقل من ۱۰% بين نموذج المحاكاة وبيانات المختبر. ويظهر نموذج المحاكاة لدينا أن تواجد جسيمات النانو في حقن المياه بدلا عن حقن المياه بمفرده أن الصخور أصبحت مبتلة بالمياه والذي بدوره أثر في منحنيات النفاذية النسبية وعزز استخراج النفط على سبيل المثال، تطبيق حقن جسيمات الناتو في المياه بالتناوب مع الغاز لمدة ستة أشهر بحقن جسيمات النانو مع المياه لمدة خمسة أشهر وحقن الغاز لمدة شهر بمعدل ۲ : ۱ وباستخدام Dual Five - spot well pattern تعزز استخراج النفط بنسبة 13% مقارنة مع استخدام حقن المياه بمفرده بالتناوب مع الغاز