Experimental investigation of wettability alteration of oil-wet carbonate surfaces using engineered polymer solutions: the effect of potential determining ions (Mg2+ , Ca2+, and SO4 2-)

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

More than 50% of the world's oil reserves are held in carbonate reservoirs. In recent years,EOR methods developed for sandstone reservoirs can be enhanced for application incarbonates. One promising method is the use of engineered water polymer flooding(EWPF) with the synergistic effect of combining engineered water (EW) and polymerflooding (PF). The combination of EW with PF could result in a modification of the rock'swettability, reduction of the mobility ratio, promotion of polymer stability, and reductionof the required polymer concentration. However, limited studies addressed thesimultaneous effect of engineered water compositions (i.e. potential determining ions(PDIs)) on the viscosity of polymer and wettability alteration of carbonate surfaces at harshreservoir conditions of salinity and temperature. Accordingly, this study aimed toinvestigate the effect of salinity, PDIs, and polymer functional groups (partially hydrolyzedpolyacrylamide (HPAM), and, acrylamide tertiary butyl sulfonic acid (ATBs)) on thewetting properties of calcite, chalk, and dolomite surfaces as well as the viscosity ofsolutions. The experimental protocol included viscosity, contact angle (CA), pH, and staticadsorption tests. All tests were carried out at 75 °C, a representative temperature of anOmani carbonate reservoir. Three combinations of EW were considered in the study:[Mg2+/SO42-], [Ca2+/SO42-], and [Mg2+/Ca2+]. The results revealed that as the salinitydecreases and polymer concentration increases, the HPAM polymer showed higherviscosity than the ATBs-based polymers. However, there were optimum ratios of EW atwhich the viscosity of ATBs-based polymers was enhanced. The wettability alterationresults showed that the affinity of crude oil towards dolomite surfaces was the highest. Thetendency of shifting the wettability of carbonate surfaces towards a more water-wet stateusing EW decreased in the following order: Chalk˃ Calcite˃ Dolomite. The synergeticeffect of combined PDIs and ATBs-based polymer resulted in a further reduction in theCA. However, the performance of the polymer varied with different EWs for dolomite.Moreover, the HPAM polymer was more effective in altering the wettability of dolomitetowards a water-wet state compared to the ATBs-based polymer. The overall resultsindicate that HPAM polymer suffered from high adsorption on the rock surface and loss ofviscosity for the considered EW systems in this study. Therefore, ATBs-based polymer isa potential candidate for optimizing the economics of EWPF projects in carbonates.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0b4900e3-e77d-4e89-8445-a2774e0a69f3

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

0b4900e3-e77d-4e89-8445-a2774e0a69f3_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

دراسة تجريبية لتحليل قابلية تغيير بلل أسطح الصخور الكربونية المحبة لنفط باستخدام محاليل (EWP): تأثير أيونات الماغنسيوم والكالسيوم والكبريتات (PDIs)

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Kifah Khalifa Salim Al-Busaidiyah ","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":"Rashid S. Al-Maamar","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Experimental investigation of wettability alteration of oil-wet carbonate surfaces using engineered polymer solutions: the effect of potential determining ions (Mg2+ , Ca2+, and SO4 2-)

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

تم الاحتفاظ بأكثر من 50% من احتياطيات النفط في العالم في المكامن الكربونية. في السنوات الأخيرة، وجد أنه يمكن تحسين طرق الاستخلاص المعززة للنفط التي تم تطويرها لمكامن الحجر الرملي للتطبيق في المكامن الكربونية. تتمثل إحدى هذه الطرق الواعدة في استخدام (EWPF) مع التأثير التآزري للجمع بين المياه المهندسة (EW) وغمر البوليمر (PF). يمكن أن يؤدي الجمع بين المياه المهندسة (EW) مع غمر البوليمر (PF) إلى تعديل قابلية البلل للصخور، وتقليل نسبة التدفق للماء، وتعزيز استقرار البوليمر، وتقليل تركيز البوليمر المطلوب. ومع ذلك، القليل من الدراسات العلمية تناولت تأثير مكونات EWPF على لزوجة البوليمر وتغيير قابلية البلل للأسطح الكربونية في الظروف القاسية للملوحة ودرجة الحرارة. في هذا البحث، تم دراسة تأثير الملوحة وPDIs ومجموعات البوليمر الوظيفية (HPAM وATBs) على خصائص التبليل لأسطح الكالسيت والطباشير والدولوميت بالإضافة إلى لزوجة المحاليل. تضمن البروتوكول التجريبي اختبارات اللزوجة وزاوية الاتصال (CA) ودرجة الحموضة (pH) والامتزاز الساكن (static adsorption test). تم إجراء جميع الاختبارات عند 75 درجة مئوية، وهي تمثل درجة الحرارة لمكمن كربوني في سلطنة عمان. تمت دراسة ثلاث مجموعات من المياه المهندسة [Mg²⁺/SO₄²⁻] و[Ca²⁺/SO₄²⁻] و[Ca²⁺/Mg²⁺]. أظهرت النتائج أنه مع انخفاض الملوحة وزيادة تركيز البوليمر، أظهر بوليمر HPAM لزوجة أعلى من البوليمرات القائمة على ATBs. ومع ذلك، كانت هناك نسب معينة من مجموعات المياه المهندسة التي حسنت لزوجة البوليمرات القائمة على ATBs. كما أظهرت النتائج أن انجذاب النفط الخام لسطح الدولوميت كان الأعلى. لذلك الميل إلى تحويل قابلية البلل للأسطح الكربونية من المحبة للنفط إلى المحبة للماء باستخدام المياه المهندسة انخفض بالترتيب التالي: الطباشير < الكالسيت < الدولوميت. أدى التأثير التآزري لـ PDIs في المياه المهندسة والبوليمر القائم على ATBs إلى مزيد من الانخفاض في زاوية الاتصال. ومع ذلك، فإن أداء البوليمر على سطح الدولوميت اختلف مع اختلاف مكونات المياه المهندسة. بالإضافة لذلك، كان بوليمر HPAM أكثر فعالية في تغيير قابلية التبليل لسطح الدولوميت نحو حالة محبة للماء مقارنة بالبوليمر القائم على ATBs. تشير النتائج الإجمالية إلى أن بوليمر HPAM يعاني من مشكلة امتزازه العالي (high adsorption) على سطح الصخور وفقدانه للزوجته في ظل الظروف المدروسة في هذه الدراسة. لذلك، فإن البوليمر القائم على ATBs يعتبر الأنسب لعمليات EWPF في المكامن الكربونية.

كلمات الباحثين

Wetting - Oman - Polymer solutions- Carbonate reservoirs--Oman

إشراف وإعداد

الإشراف

Rashid S. Al-Maamar

الإعداد

Kifah Khalifa Salim Al-Busaidiyah

الاقتباسات الببليوغرافية