Petroleum Engineering Commons^™

Effect Of Molecular-Diffusion Mechanisim On Co2 Huff-N-Puff Process In Shale-Oil Reservoirs, Dheiaa Alfarge, Mingzhen Wei, Baojun Bai, Abdullah Almansour

Geosciences and Geological and Petroleum Engineering Faculty Research & Creative Works

Unconventional resources have played a significant role in changing oil industry plans recently. Shale formations in North America such as Bakken, Niobrara, and Eagle Ford have huge oil in place, 100-900 billion barrels of recoverable oil in Bakken only. However, the predicted primary recovery is still low as less than 10%. Therefore, seeking for techniques to increase oil recovery in these complex plays is inevitable. In this paper, three different approaches have been combined to investigate the effect of molecular-diffusion mechanism on CO₂ huff-n-puff process in Bakken formation. Firstly, comprehensive review has been conducted on the reported experimental studies …

Updated Criterion To Select Particle Size Distribution Of Lost Circulation Materials For An Effective Fracture Sealing, Mortadha Alsaba, Mohammed F. Al Dushaishi, Runar Nygaard, Olav Magnar Nes, Arild Saasen

Geosciences and Geological and Petroleum Engineering Faculty Research & Creative Works

This paper presents a new criterion to select particle size distribution (PSD) for an effective fracture sealing. The method was developed based on a comprehensive laboratory investigation that was conducted to determine the relationship between effectiveness of different lost circulation material (LCM) treatments in terms of the sealing efficiency and PSD. The results were compared with the current selection methods, which were developed to enhance the bridging capabilities for drill-in fluid, to investigate their applicability in designing effective treatments for fracture sealing. A statistical investigation was carried out to develop new criteria that suggest PSD based on the expected fracture …

Novel Environmentally Benign Hydrogel: Nano-Silica Hybrid Hydrolyzed Polyacrylamide/ Polyethyleneimine Gel System For Conformance Improvement In High Temperature High Salinity Reservoir, Liping Ma, Shitou Wang, Yifu Long, Changqian Zhu, Hongbin Yang, Tangying Yang, Xiaochun Liu, Xiaorong Li, Baojun Bai, Wanli Kang

Geosciences and Geological and Petroleum Engineering Faculty Research & Creative Works

In order to address the conformance problem in high temperature and high salinity/hardness reservoir, an environmentally benign in-situ gel was developed based on hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) and polyethyleneimine (PEI). Moreover, silica nanoparticle (SNP) was embedded to improve the performance of HPAM/PEI gel. To achieve the optimum formulation of HPAM/PEI-SNP gel, a comprehensive investigation was first conducted with the respect of gelation time, gel strength, and thermal stability. In addition, the particle size of SNP was determined by Dynamic Light Scatter (DLS) and the microstructure of HPAM/ PEI-SNP gel was characterized via Scanning Electron Microscopy (SEM). The optimum formulation, containing the …

Data Analysis And Application Guidelines Of Particle Gel Treatments, Yue Qiu

Doctoral Dissertations

“Water production is a severe worldwide issue in mature oilfields, which results in shortening the economic life of oil and gas wells. Particle gel have been widely applied in mature oilfields to improve reservoir sweep efficiency and control water production. To date, more than 10,000 injection wells were successfully treated by particle gels. However, considerable uncertainty still exists regarding to where and how particle gel treatments can be best applied.

The main objective of this study is to provide application guidelines and prediction model for particle gel treatments through data analysis. In this study, four particle gel treatment datasets have …

Investigation Of Hydraulic Fracture Complexity And The Benefits Of Maximizing Or Minimizing Complexity In Unconventional Resources, Rashid Sheikh Kassim

Doctoral Dissertations

"This dissertation discusses two separate, yet inter-related studies. The first study was an extension of historical work comparing transversely fractured versus longitudinally fractured horizontal wells in multiphase flow environment. The second study investigated hydraulic fracture complexities and the benefits of maximizing or minimizing complexities in unconventional resources and tight reservoirs.

The main objective of this research was to investigate fracture complexity and its impact on well performance and economics. To achieve that objective, three different integrated completions and reservoir models were built. Two of the three models, a hybrid reservoir model and micro-seismic based SRV (stimulated reservoir volume) model, were …

Use Of Anionic Surfactant In Regeneration Of Spent Activated Carbon, Buch Kallapadee

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Surfactant-enhanced carbon regeneration (SECR) is a regeneration process that utilizes surfactant solution to dissolve adsorbed organic from spent activated carbon. Sodium dodecyl sulfate (SDS) and methyl ester sulfonate (MES) are anionic surfactants that are used in this investigation. The study is done in 3 steps: sample characterization, regeneration and water flushing step. The proximate analysis of spent activate carbon contains 27.5% moisture, 27.2% volatile matter content, 10% total ash content. The spent activated carbon also contains 18.4% benzene. In regeneration step, the benzene removal by SDS and MES solution were compared. The effect of concentration, solution flow rate and temperature …

Conversion Of Palm Fatty Acid Distillate To Biojet Fuel Over Ni/Hy-Pditioz Core-Shell Catalyst, Chanakran Homla-Or

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Generally, jet fuel is obtained from the refining of petroleum feedstock in order to powering the aircrafts, hence the world is more confronting a problem with increasing air pollution emission. Therefore, biojet fuel is introduced as an alternative way to solve the problem. Biojet fuel can be derived from bio-based feedstock such as palm fatty acid distillate or PFAD. Which is converted via the deoxygenation reaction in order to remove oxygenated compounds, carboxylic and carbonyl groups in the fatty acid molecules then followed by hydrocracking and hydroisomerization reaction. The heterogeneous catalyst is used to convert PFAD into saturated paraffins in …

Analysis Of Biomarkers In Crude Oils, Processed Oils, And Spilled Oils, Pornpetch Hattakijvilai

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Oil spills in marine are commonly come from crude oils, fuel oils and lubricating oils by accidental leakages or purposeful discharges to the surroundings. As crude oil and fuel oil which refined from the heavy fraction of crude oil have similar physical properties especially if they were weathering, it is difficult to differentiate that the spill has the origin from crude oil or fuel oil. In this study, five crude oils, two fuel oils, one fresh and one used lube oil that are typically used in Thailand were investigated. All crude oils, fuel oils, and used lube oil were weathered …

Evaluation Of Combined Low-Salinity Water And Microgel Treatments To Improve Oil Recovery Using Partial Fractured Carbonate Models, Ali K. Alhuraishawy, Baojun Bai

Geosciences and Geological and Petroleum Engineering Faculty Research & Creative Works

Combining two methods in one process to enhance oil recovery represents a needed cost savings in the oil industry. Microgels are used as conformance control agents to improve oil sweep efficiency and control excess water production. Low-salinity waterflooding (LSWF) is used as a wettability alteration agent in carbonate reservoirs and improves displacement efficiency. This paper offers a comprehensive understanding of the combined technology through laboratory experiments. The focus of this study is to see how microgels and low water salinity perform in porous media by creating flow resistance to injected fluid thereby changing the wettability and enhancing the sweep and …

Analysis Of Ior Pilots In Bakken Formation By Using Numerical Simulation, Dheiaa Alfarge, Mingzhen Wei, Baojun Bai, Mortadha Alsaba

Geosciences and Geological and Petroleum Engineering Faculty Research & Creative Works

Bakken is the most productive formation among unconventional plays in North America. This formation has 7.4 billion barrels of recoverable oil. However, the primary oil recovery is still low as 5-10%. Miscible natural gas and carbon dioxide (CO₂) might be the most two potential strategies to improve oil recovery in such complex play. In this study, some of the IOR pilots which have been conducted in Montana, North Dakota, and South Saskatchewan have been presented. The performance results of these pilots in US-Bakken versus Canadian-Bakken have been compared. Moreover, the reasons beyond the successful IOR pilots in Canadian-Bakken …

Optimizing Injector-Producer Spacing For Co2 Injection In Unconventional Reservoirs Of North America, Dheiaa Alfarge, Mingzhen Wei, Baojun Bai, Abdullah Almansour

Geosciences and Geological and Petroleum Engineering Faculty Research & Creative Works

Shale oil reservoirs such as Bakken, Niobrara, and Eagle Ford have become the main target for oil and gas investors as conventional formations started to deplete and diminish in number. These reservoirs have a huge oil potential; however, the predicted primary oil recovery is still low as average of 7.5 %. Carbon dioxide (CO₂) flooding has been a controversial approach to increase oil recovery in these poor-quality formations. This study investigated the effect of injector-producer spacing, in range of 925-1664 ft, on CO₂ performance in these plays by using numerical simulation methods. CO₂ utilization value under …

Time Series Pattern Discovery Techniques For Well-To-Well Log Correlation, Chanchai Apiwatsakulchai

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Well log data is one of the most abundant data sources for subsurface characterization since almost all drilled wells are logged. Subsurface characterization requires correlated well log information. Processes to help perform well-to-well log correlation have been developed in this study based on the two approaches: pattern matching and pattern discovery. Pattern matching focuses on finding a known pattern of interest in uncorrelated wells. The use of Euclidean, Hamming, and Levenshtein distances in similarity measurement, Piecewise Aggregate Approximation (PAA), and Symbolic Aggregate approXimation (SAX) data representation helps create reduced-resolution while maintains the main characteristics of the signals. Multi-resolution analysis provides …

Coal Combustion Products Utilization For Soil Amendment, Tran Thi Anh Tuyet

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Nowadays, coal has a crucial role in generating energy all over the world. As a result, the consumption of coal creates a huge amount of coal combustion products, including bottom ash and fly ash. The coal ash has the potential characteristics to become a resource material in agriculture such as its texture, water holding capacity, bulk density, pH etc., and contains almost all the essential plant nutrients. However, most of the coal ash created is dumped into the landfill, which is a contributing factor in the environmental degradation. This study wants to use coal ash in agriculture as a way …

Methane Adsorption By Carbon Molecular Sieve Derived From Polycarbonate And Polyaniline, Jakchai Thawornwatthanasirikul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The adsorptions of methane by carbon molecular sieves (CMS) were investigated at 35°C and 45°C by volumetric apparatus with the pressure range from 0 to 800 psia. CMS was prepared from polymer precursors such as polycarbonate (PC) and polyaniline (PANI) by carbonization under nitrogen inert atmosphere and activation by CO2 at temperature 700, 800 and 900°C. The yield of CMS is decreased with increasing carbonization and activation temperature. The methane adsorption capacity at 35°C of CMS derived from PC is 2.82 mmol CH4/g. The methane adsorption of the samples from PC is higher than those obtained from PANI for the …

Effect Of Oxygen-Containing Functional Groups On Methane Adsorption By Activated Carbon, Kittima Dheerapreampree

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Natural gas has been applied as a fuel for vehicle because it is cheaper and cleaner burning than other fuels. In the vehicle, natural gas is ordinarily reserved by compressing and storing under high pressure at room temperature but this method has several limitations (e.g. low energy density, high weight of tank). Therefore, a porous material with high specific surface area (e.g. activated carbon) is suggested to eliminate the limitations of natural gas storage by compression, natural gas is adsorbed at relatively low pressure and room temperature. The adsorption capacity of activated carbons is related with their physical and chemical …

The Incipient Layer Of Wax Deposit, Tunya Ketjuntiwa

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The formation of the incipient layer of wax deposit when waxy oil is exposed to a cold surface is studied. Using a cold-finger apparatus, the evolution of deposit thickness is monitored with a video camera, allowing one to resolve the deposit layer formation from inception up to long times where deposit thickness no longer times where deposit thickness no longer grows. Characterization of wax deposits show that incipient layer has identical composition to waxy oil, indicating that deposit is not formed by a diffusion process. Modelling shows deposit formation at the investigated conditions cannot be explained by a diffusion process.

Material Flow Analysis (Mfa) Study For Sustainable Management Of Pvc Wastes In Thailand (Phase Iii), Wikanda Khomchu

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Polyvinyl chloride (PVC) products are used for domestic consumption more than 400,000 tons annually and tend to be increasing in Thailand. After discarded, these products will become wastes which are being accumulated and could cause several environmental problems if they are disposed by inappropriate method. In previous studies, our group investigated the material flow of PVC in Thailand to handle the PVC waste problems. Material Flow Analysis (MFA) model was developed to estimate the quantity and route of PVC wastes in Thailand. Furthermore, the primary data were collected from recycle shops and landfill sites were used to estimate the amount …

ผลของสารตัวเติมพอลิอะนิลีน-กรดโดเดซิลเบนซีนซัลโฟนิกต่อสมบัติของแผ่นนำไฟฟ้าคาร์บอนคอมพอสิต, กิตติพงษ์ เรือนคำ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาผลของสารตัวเติมพอลิอะนิลีน-กรดโดเดซิลเบนซีนซัลโฟนิก (DBSA-PANI) ต่อสมบัติของแผ่นนำไฟฟ้าคาร์บอนคอมพอสิต (แกรไฟต์/เรซินอิพ็อกซี) ส่วนแรกศึกษาสัดส่วนของแกรไฟต์ที่เหมาะสมและภาวะในการขึ้นรูป พบว่าปริมาณแกรไฟต์ที่เหมาะสมคือร้อยละ 85 โดยน้ำหนัก ให้ค่าการนำไฟฟ้าในแนวระนาบและแนวทะลุผ่านคือ 67 และ 27 ซีเมนต์ต่อเซนติเมตร ตามลำดับ ค่าความทนต่อแรงดัดโค้ง 32 เมกะพาสคัล ความหนาแน่น 1.98 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ค่าการดูดซึมน้ำร้อยละ 0.69 และความเป็นรูพรุนร้อยละ 1.37 สำหรับภาวะในการขึ้นรูปพบว่า เมื่อใช้ความดันกดอัดในช่วง 12 - 16 เมกะพาสคัล จะทำให้สมบัติเชิงกลด้อยลงและการดูดซึมน้ำเพิ่มมากขึ้น เมื่อใช้อุณหภูมิในช่วง 100 - 190 องศาเซลเซียส คอมพอสิตจะมีสมบัติเชิงกลดีขึ้นและค่าการดูดซึมน้ำลดลง ส่วนเวลาในการอัดขึ้นรูปคอมพอสิตในช่วง 5 - 60 นาที พบว่าการใช้ระยะเวลามากในการขึ้นรูปจะทำให้สมบัติเชิงกลและการดูดซึมน้ำของคอมพอสิตดีขึ้น การศึกษาในส่วนที่สองเป็นการศึกษาผลของ DBSA-PANI ที่เติมลงในคอมพอสิตของแกรไฟต์/เรซินอิพ็อกซี ที่มีแกรไฟต์ร้อยละ 85 โดยน้ำหนัก พบว่าปริมาณของ DBSA-PANI ที่เติมลงในคอมพอสิตของแกรไฟต์/เรซินอิพ็อกซีแล้วส่งผลให้คอมพอสิตมีสมบัติดีที่สุดคือร้อยละ 1 โดยน้ำหนัก ซึ่งให้ค่าการนำไฟฟ้าในแนวระนาบคือ 73 ซีเมนต์ต่อเซนติเมตร การนำไฟฟ้าในแนวทะลุผ่านคือ 33 ซีเมนต์ต่อเซนติเมตร ค่าความทนต่อแรงดัดโค้ง 27 เมกะพาสคัล ค่าการดูดซึมน้ำร้อยละ 0.97 ค่าความเป็นรูพรุนร้อยละ 1.8 และมีความหนาแน่น 1.87 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

การออกแบบไซโคลนโดยจำลองกระบวนการและการพิมพ์สามมิติ, จิรวัฒน์ จึงเจริญสุขยิ่ง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การเผาไหม้เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ และชีวมวล ภายใต้กระบวนการทางความร้อนในการผลิตไฟฟ้าของอุตสาหกรรมต่างๆ มักพบสารประกอบอนินทรีย์ในเถ้า ซึ่งเป็นมลพิษทางอากาศ ปะปนออกมากับแก๊สผลิตภัณฑ์หลังการเผาไหม้ นักวิจัยจึงพยายามจะหาวิธีแยกเถ้า หรือ อนุภาคของแข็ง เหล่านี้ออกจากแก๊สผลิตภัณฑ์ อุปกรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ ไซโคลน เนื่องจากไซโคลนสามารถสร้างได้ง่าย ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่ำ โดยใช้แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางและแรงโน้มถ่วงในการแยกอนุภาคของแข็งออกจากแก๊ส ปัจจุบันมีการพัฒนาไซโคลนให้มีรูปร่างต่างๆ แต่ยังขาดงานวิจัยที่ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างรูปร่างไซโคลนกับประสิทธิภาพการแยกทั้งในเชิงคำนวณและเชิงทดลอง โดยงานวิจัยนี้จะแบ่งการศึกษาออกเป็น 3 ส่วน คือ การหาแบบการจำลองและภาวะที่เหมาะสมสำหรับการจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณของไซโคลนในระบบสามมิติจากการทดลองของ Azadi และคณะ เพื่อนำมาศึกษาผลของความดันลด และประสิทธิภาพในการแยกของไซโคลนรูปร่างต่างๆ ที่ปรับเปลี่ยนจากไซโคลนสแตมาน และสร้างไซโคลนสแตมานต้นแบบด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติซึ่งมีความสามารถในการปรับแต่งรูปร่างสูง พร้อมทั้งเปรียบเทียบผลจากการทดลองไซโคลนต้นแบบกับผลจากการจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ ผลที่ได้พบว่า แบบจำลองที่เหมาะสมต่อการใช้ในการศึกษาพฤติกรรมการไหลของไซโคลนในระบบสามมิติ คือ RNG k-epsilon model ที่มีสัดส่วนโดยปริมาตรของของแข็งเท่ากับ 6×105 และมีความเร็วทางเข้าเท่ากับ 15 เมตรต่อวินาที โดยได้นำมาศึกษาผลของไซโคลนในรูปร่างต่างๆ ดังนี้ ไซโคลนสแตมาน ไซโคลนที่มุมของทางเข้าเพิ่ม 15 องศา ไซโคลนที่มุมของทางเข้าเพิ่ม 30 องศา ไซโคลนที่มุมของทางเข้าเพิ่ม 45 องศา ไซโคลนที่มุมของทางเข้าลดลง 15 องศา ไซโคลนที่มุมของทางเข้าลดลง 30 องศา ไซโคลนที่มุมของทางเข้าลดลง 45 องศา ไซโคลนที่เพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางทางออกแก๊ส 10% และ ไซโคลนที่ลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางทางออกแก๊ส 10% ซึ่งมีไซโคลนเพียงรูปแบบเดียวที่ให้ผลของประสิทธิภาพในการแยกสูงกว่าไซโคลนสแตมาน คือ ไซโคลนที่ลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางทางออกแก๊ส 10% โดยให้ประสิทธิภาพสูงกว่าประมาณ 1.4%

การผลิตมอนอกลีเซอไรด์แบบไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาจากกลีเซอรอลและน้ำมันปาล์ม, ฐิติวรดา ยิ่งยง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ศึกษาการผลิตมอนอกลีเซอไรด์จากน้ำมันปาล์มและกลีเซอรอลโดยไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาใช้การออกแบบทดลองแบบ Central composite design จำนวน 48 การทดลองโดยใช้ร้อยละมอนอกลีเซอไรด์เป็นผลตอบสนองหลัก ตัวแปรที่ศึกษา ได้แก่ อุณหภูมิ (220, 240 และ 260 องศาเซลเซียส) ระยะเวลาทำปฏิกิริยา (30, 90 และ 150 นาที) และอัตราส่วนโดยโมลของไอโซโพรพานอลต่อกลีเซอรอลต่อน้ำมันปาล์ม (0, 15 และ 30) โดยศึกษาอัตราส่วนโดยโมลของกลีเซอรอลต่อน้ำมันปาล์มคงที่ เท่ากับ 5 ต่อ 1 และปริมาตรของสารใส่ในเครื่องปฏิกรณ์เท่ากับร้อยละ 60 จากการทดลองพบว่า ตัวแปรที่มีผลต่อร้อยละมอนอกลีเซอไรด์มากที่สุด ได้แก่ อุณหภูมิและเวลาการเกิดปฏิกิริยา นอกจากนี้พบว่า ร้อยละไดกลีเซอไรด์และร้อยละกรดไขมันไม่มีความสัมพันธ์กับภาวะในการทำปฏิกิริยา ที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ 99 ไอโซโพรพานอลไม่มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อร้อยละมอนอกลีเซอไรด์ นอกจากนี้มีการศึกษาเปรียบเทียบการผลิตมอนอกลีเซอไรด์โดยใช้กลีเซอรอลบริสุทธิ์และกลีเซอรอลดิบเป็นสารตั้งต้น ร้อยละมอนอกลีเซอไรด์สูงสุดพบที่อุณหภูมิ 260 องศาเซลเซียส เวลาการเกิดปฏิกิริยา 150 นาที และอัตราส่วนโดยโมลของกลีเซอรอลต่อน้ำมันปาล์มเท่ากับ 5:1 ร้อยละมอนอกลีเซอไรด์ที่ผลิตได้จากกลีเซอรอลบริสุทธิ์และกลีเซอรอลดิบ 37.48 และ 46.58 ตามลำดับ เนื่องจากในกลีเซอรอลดิบมีการปนเปื้อนของน้ำร้อยละ 10 ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับไตรกลีเซอไรด์ได้เร็วกว่าการสลายตัวทางความร้อนเพียงอย่างเดียวส่งผลให้การผลิตมอนอกลีเซอไรด์ด้วยกลีเซอรอลดิบได้ผลดีกว่ากลีเซอรอลบริสุทธิ์