Omid Karoussi disputerer


Omid Karoussi disputerer for ph.d.graden fredag 15. august 2008 med avhandlingen “Investigated Wettability Alteration of Chalk in Macro-, Micro- and Nano-scale with Temperature and Ions Effect on Oil Recovery”.

Disputasen finner sted kl. 12.15 i Kjølv Egelands hus, auditorium E-164, inngang sør.

Prøveforelesning kl 10.00 samme sted. Oppgitt emne for prøveforelesningen:

“Feasible Enhanced Oil Recovery Methods in North Sea Reservoirs”

 Om avhandlingen

Målsettingen med doktorarbeidet er å forstå bedre mekanismer som gjør at temperatur og sjøvann med oppløste joner bidrar til å øke oljeutvinningen fra krittreservoarer, samt å forstå hvorfor noen reservoarer reagerer mer positivt på sjøvannsinjeksjon enn andre av samme bergartstype. Arbeidet innholder 7 publikasjoner.

 Betydningen av reservoaret dannelseshistorie før og under migrasjonsperioden (drenerings stadiet) på endelig oljeutvinning er vist på makro-, mikro og molekylnivå (bruk av nano-teknologi). Utvinningsgraden avhenger blant annet av fuktpreferansen. Selv om kritt opprinnelig er vannfuktende, så variererer det i oljereservoarer fra å være oljefuktende til å ha blandet fuktpreferanse. Fysikken og kjemien bak en slik endring viser seg å være avhengig av et kritisk kapillartrykk.Ved dette trykket brytes vannfilmen mellom oljen og bergarten. Det skyldes tilstedeværelse av naturlig forekommende surfaktanter.

 Hvor omfattende bruddet av vannfilmen blir, avhenger av enkeltjoner i sjøvann, og er bestemmende for fuktpreferansen og dermed for hvordan reservoaret reagerer på vanninjeksjon.

 Utstrekningen av den ødelagte vannfilmen i denne studien viser seg å være avhengig av tilstedeværelse av joner forekommende i sjøvann.

 En annen viktig faktor er temperaturen. En økning i temperaturen reduserer viskositeten til væske og øker vannfuktetheten. Mekanismene som endrer fuktpreferansen kan klassifiseres i to grupper. En del er karakterisert av desorpsjon av naturlige surfaktanter fra bergartens overflate ut i vannfasen etterhvert som temperaturen øker. Den andre skyldes frigjøring av småpartikler og fornyelse av overflaten. Småpartikler som er festet på overflaten til reservoarbergarten kan løsne og bli produsert sammen med væsken.

Denne mekanismen er kvantifisert i doktoravhandlingen ved å estimere summen av de tiltrekkende og frastøtende krefter som virker på bergarten med og uten tilstedeværelse av sjøvannsjoner av sulfat og magnesium, i tillegg til temperatureffekten.

 Frigjøringen av småpartikler forklarer noen av de uheldige virkningene som temperaturen har på oljeutvinningen, og som ellers ikke kan forklares med endring av viskositetene av vann og olje alene.

 Det er også påvist at måling av relaltive permeabiliteter ved romtemperatur og ved høy temperatur over en kritisk verdi ikke er særlig representative i til simulering av utvinning fra reservoarer med høy temperatur.

Omid Karoussi er 34 år gammel, fra Iran, med mastergrad i petroleumsteknologi fra NTNU i 2002.

 Komiteen består av:

Professor Zaki Bassiouni, Louisiana State University, USA

Professor Arne Graue, Universitetet i Bergen

Førsteamanuensis Hans Kleppe, Universitetet i Stavanger (administrator).

 Hovedveileder: Professor A. A. Hamouda, Universitetet i Stavanger                              

Leder av disputasen: Instituttleder Svein M. Skjæveland, Institutt for petroleumsteknologi, Det teknisk-naturvitenskapelige fakultet, UiS.

English version:

The research work was directed to understanding the mechanism by which the effect of temperature and the presence of seawater ions to enhance oil recovery from chalk reservoirs and also to understand why some reservoirs react more positively to seawater injection than others having the same rock types.

The work is contained in 7 papers.

The results of this work demonstrate at macro, micro and molecular level (use of nano-technology), the importance of reservoir historical status before and during the oil migration (drainage stage) on the ultimate oil recovery from the reservoir rock. The ultimate oil recovery is related to many physical states of the rock, where, wettability is among important governing factors. Although, chalk rock initially is considered water wet, in oil reservoirs it ranges from oil to mixed oil wet.

 The physics and chemistry behind the wettability alteration are shown to be related to critical capillary pressure, where water film is ruptured where, then some of the natural surfactants, present in the oil, contact reservoir rocks and adsorb on the surface. The film rupturing in this investigation, relates its magnitude to the presence of individual ions from seawater. The degree by which this process occurs in the reservoir dictates the general wettability status of the rock; hence the ultimate reaction of reservoir rocks to water injection.

Other important factor that affects the reservoir is the temperature. It is known that temperature reduces the fluid viscosity, it also alter the wettability to more water wet. The mechanisms by which the wettability of the rock is altered by temperature can be divided into two main parts. One part is related de-sorption of natural surfactant from the rock surface to the water (hot fluid) as the temperature increases and the other part is due to fine detachment/surface renewal, in other words particles from the reservoir rock becomes loose and are produced along with the fluid into production systems. This mechanism is theoretically quantified in thesis work by estimating the sum of the attractive and repulsive forces acting on the rock in absence and presence of specific seawater ions (such as sulfate and magnesium) along with the temperature effect. The fine detachment mechanism allowed us to explain some of the adverse effect of the temperature on the oil recovery that is not on line if only the fluid mobilities (oil and water) as a function of temperature are considered.

It is also demonstrated in this work the limitation of using room temperature and elevated temperatures, above a critical temperature, for the laboratory generated relative permeability in reservoir simulator to predict the ultimate oil recovery from higher temperature reservoirs.

 


Sist oppdatert av Egil Rugland (13.08.2008)

Skriv ut artikkel print symbol
Omid Karoussi