Factors affecting sand production from unconsolidated sandstone Saudi oil and gas reservoir العوامل المؤثرة على إنتاج الرمل في مكامن النفط والغاز السعودية من الصخور الرملية المفككة

Abstract

In this work a physical model has been constructed to simulate sand production from oil and gas reservoirs The model can accommodate unconsolidated as well as consolidated sandstone cores The experiments were designed to investigate the effect of confining pressure flow rate and the displacing fluid viscosity on sand production mechanism in unconsolidated sandstone formations Saline water (35 % NaCI by weight) light (350 API) and heavy (270 API) crude oils were used as displacing fluids in the tests The main goal of this study was to examine if controlling of the production rate alone can solve the problem of sand production in a Saudi oil reservoir The oil reservoir is situated in an unconsolidated sandstone formation A produced sand sample was obtained from this reservoir Tests were conducted on sand packs having a similar granulometric distribution to that of the reservoir The experimental results showed that the magnitude of sand production from the tested porous medium is strongly affected by both flow rate and confining pressure Sand production decreases with increasing confining pressure and or decreasing flow rate Only very fine particles of the porous medium are produced at high confining pressures When water or Iow viscosity crude oil are saturating the porous medium sand production problem can be managed by controlling the flow rate In case of saturating the porous medium by heavy crude oil sand production mechanism becomes different and therefore controlling only the flow rate cannot stop sand production Hence alternative sand control measures must be applied to control sand production in heavy crude oil reservoirs such as down hole emulsification gravel packing screen liners or down hole consolidation

تم في هذا العمل بناء أنموذج فيزيقي لمحاكاة إنتاج الرمل من مكامن النفط والغاز، ويمكن للأنموذج احتواء عينات أسطوانية من الصخور الرملية المفككة والصلبة، ولقد صممت التجارب لتوضيح تأثير كل من الضغط المحيط ومعدل السريان ولزوجة السائل المزاح على ميكانيكية إنتاج الرمل من طبقات الحجر الرملي المفكك استخدم في هذه الدراسة مياه مالحة بدرجة 35 (ثلاث ونصف بالمائة) من كلوريد الصوديوم وزيت خام خفيف (35 درجة بمقياس معهد البترول الأمريكي) وزيت خام ثقيل (27 درجة) في تجارب الإزاحة إن الهدف من هذا البحث هو اختبار مدى إمكانية التحكم في إنتاج الرمل بالتحكم في معدل الإنتاج في الحقول السعودية وحيث إن الممكن المشار إليه موجود في طبقة حجر رملي مفككة، فقد أحضرت عينة من الرمل المنتج من هذا الممكن وأجريت التجارب على حشو رملي له نفس التوزيع التكراري لرمل الممكن أوضحت التجارب أن مقدار الرمل المنتج من الوسط المسامي المختبر تتأثر بدرجة كبيرة بكل من معدل السريان والضغط المحيط بالوسط، فإنتاج الرمل ينقص بزيادة الضغط المحيط ومعدل السريان، كما أنه ينتج فقط الحبيبات الدقيقة من الوسط المسامي في حالة وجود ضغط محيط مرتفع وفي حالة الوسط المسامي بكل من المياه والزيت الخام الخفيف فإنه يمكن التحكم في كمية الرمل المنتج بالتحكم في معدل السريان وفي حالة تشبع الوسط بالزيت الخام الثقيل تختلف ميكانيكية إنتاج الرمل ولهذا فإن التحكم في معدل السريان لا يتوقف إنتاج الرمل من الوسط لذا فإنه يلزم تطبيق وسائل أخرى بديلة للتحكم في إنتاج الرمل من مكامن الزيت الخام الثقيل مثل الاستحلاب في قاع الحفرة والحشو الحصوي والأنابيب المغطاة بشبكة دقيقة أو تصليد قاع الحفرة