Published May 30, 2020 | Version v1
Publication Open

Development of scaling criteria for steam flooding EOR process

  • 1. Memorial University of Newfoundland
  • 2. American University in Cairo

Description

Abstract The development of new scaling criteria for steam flooding process is presented in this paper. The mathematical development is done by using modified Darcy's law, constitutive relationships, constraints, and the initial and boundary conditions. Dimensional and inspectional analyses are used to develop sets of dimensionless groups by incorporating rock and fluid memory concept. The variety of scaling criteria and their comparative advantages and limitations are discussed. Currently available scaling criteria development for steam flooding processes used the same fluid, same porous media in model and prototype. However, it requires a high-pressure model with different porous media, which causes difficulties in scaling properties, and therefore, largely depends on pressure and the porous media itself. In this paper, different methods are presented which permit scaling of all properties dependent on pressure or temperature by relaxing the requirements of geometric similarity. A set of relaxed scaling criteria is determined to satisfy a major mechanism. A comparative study of different approaches and their relative merits and demerits are discussed. Approach 2 (same fluids, same pressure drop, same porous medium, and geometric similarity) seems to be the most appropriate for the steam flooding process; however, gravitational forces cannot be scaled properly with this approach. Approach 3 (same fluids, same pressure drop, same porous media, and relaxed geometric similarity) is suitable for this process if the effect of transverse dispersion is considered negligible. Finally, a table is developed which can act as a guideline to select an appropriate approach that best scales a major mechanism for a specific steam flooding recovery process.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص يتم عرض تطوير معايير قياس جديدة لعملية الغمر بالبخار في هذه الورقة. يتم التطوير الرياضي باستخدام قانون دارسي المعدل، والعلاقات التأسيسية، والقيود، والشروط الأولية والحدودية. تُستخدم التحليلات البعدية والفحصية لتطوير مجموعات من المجموعات عديمة الأبعاد من خلال دمج مفهوم ذاكرة الصخور والسوائل. تتم مناقشة مجموعة متنوعة من معايير القياس ومزاياها النسبية وقيودها. يستخدم تطوير معايير القياس المتاحة حاليًا لعمليات الفيضانات البخارية نفس السائل ونفس الوسائط المسامية في النموذج والنموذج الأولي. ومع ذلك، فإنه يتطلب نموذجًا عالي الضغط مع وسائط مسامية مختلفة، مما يسبب صعوبات في تحجيم الخصائص، وبالتالي، يعتمد إلى حد كبير على الضغط والوسائط المسامية نفسها. في هذه الورقة، يتم تقديم طرق مختلفة تسمح بقياس جميع الخصائص التي تعتمد على الضغط أو درجة الحرارة من خلال تخفيف متطلبات التشابه الهندسي. يتم تحديد مجموعة من معايير القياس المريحة لتلبية آلية رئيسية. وتناقش دراسة مقارنة للنهج المختلفة ومزاياها وعيوبها النسبية. يبدو أن النهج 2 (نفس السوائل، ونفس انخفاض الضغط، ونفس الوسط المسامي، والتشابه الهندسي) هو الأنسب لعملية غمر البخار ؛ ومع ذلك، لا يمكن قياس قوى الجاذبية بشكل صحيح مع هذا النهج. النهج 3 (نفس السوائل، ونفس انخفاض الضغط، ونفس الأوساط المسامية، والتشابه الهندسي المريح) مناسب لهذه العملية إذا كان تأثير التشتت العرضي يعتبر ضئيلًا. أخيرًا، تم تطوير جدول يمكن أن يكون بمثابة دليل إرشادي لاختيار نهج مناسب يقيس على أفضل وجه آلية رئيسية لعملية استرداد محددة لفيضانات البخار.

Translated Description (French)

Résumé Le développement de nouveaux critères d'échelle pour le processus d'inondation à la vapeur est présenté dans cet article. Le développement mathématique se fait en utilisant la loi de Darcy modifiée, les relations constitutives, les contraintes et les conditions initiales et limites. Les analyses dimensionnelles et d'inspection sont utilisées pour développer des ensembles de groupes sans dimension en incorporant le concept de mémoire des roches et des fluides. La variété des critères d'échelle et leurs avantages et limites comparatifs sont discutés. Actuellement disponible, le développement de critères d'échelle pour les processus d'inondation à la vapeur a utilisé le même fluide, le même milieu poreux dans le modèle et le prototype. Cependant, il nécessite un modèle haute pression avec différents milieux poreux, ce qui entraîne des difficultés dans les propriétés de mise à l'échelle et, par conséquent, dépend en grande partie de la pression et du milieu poreux lui-même. Dans cet article, différentes méthodes sont présentées qui permettent la mise à l'échelle de toutes les propriétés dépendant de la pression ou de la température en assouplissant les exigences de similitude géométrique. Un ensemble de critères de mise à l'échelle assouplis est déterminé pour satisfaire un mécanisme majeur. Une étude comparative des différentes approches et de leurs mérites et démérites relatifs est discutée. L'approche 2 (mêmes fluides, même perte de charge, même milieu poreux et similitude géométrique) semble être la plus appropriée pour le processus d'inondation à la vapeur ; cependant, les forces gravitationnelles ne peuvent pas être mises à l'échelle correctement avec cette approche. L'approche 3 (mêmes fluides, même perte de charge, même milieu poreux et similitude géométrique détendue) convient à ce processus si l'effet de la dispersion transversale est considéré comme négligeable. Enfin, un tableau est développé qui peut servir de ligne directrice pour sélectionner une approche appropriée qui adapte au mieux un mécanisme majeur pour un processus spécifique de récupération par inondation de vapeur.

Translated Description (Spanish)

Resumen El desarrollo de nuevos criterios de escala para el proceso de inundación de vapor se presenta en este documento. El desarrollo matemático se realiza mediante el uso de la ley de Darcy modificada, las relaciones constitutivas, las restricciones y las condiciones iniciales y de contorno. Los análisis dimensionales e inspeccionales se utilizan para desarrollar conjuntos de grupos adimensionales mediante la incorporación del concepto de memoria de rocas y fluidos. Se discute la variedad de criterios de escala y sus ventajas y limitaciones comparativas. El desarrollo de criterios de escala actualmente disponibles para los procesos de inundación con vapor utilizó el mismo fluido, los mismos medios porosos en el modelo y el prototipo. Sin embargo, requiere un modelo de alta presión con diferentes medios porosos, lo que causa dificultades en las propiedades de incrustación y, por lo tanto, depende en gran medida de la presión y del propio medio poroso. En este documento, se presentan diferentes métodos que permiten escalar todas las propiedades dependientes de la presión o la temperatura al relajar los requisitos de similitud geométrica. Se determina un conjunto de criterios de escala relajados para satisfacer un mecanismo importante. Se discute un estudio comparativo de diferentes enfoques y sus méritos y deméritos relativos. El enfoque 2 (mismos fluidos, misma caída de presión, mismo medio poroso y similitud geométrica) parece ser el más apropiado para el proceso de inundación con vapor; sin embargo, las fuerzas gravitacionales no se pueden escalar adecuadamente con este enfoque. El enfoque 3 (mismos fluidos, misma caída de presión, mismos medios porosos y similitud geométrica relajada) es adecuado para este proceso si el efecto de la dispersión transversal se considera insignificante. Finalmente, se desarrolla una tabla que puede actuar como guía para seleccionar un enfoque apropiado que mejor escale un mecanismo importante para un proceso específico de recuperación de inundación de vapor.

Files

s13202-020-00909-1.pdf.pdf

Files (3.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:75a04b5dc3a69c3075245049ce309b7b
3.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطوير معايير التحجيم لعملية استخلاص النفط المعزز بالفيضانات البخارية
Translated title (French)
Élaboration de critères de mise à l'échelle pour le processus EOR d'inondation à la vapeur
Translated title (Spanish)
Desarrollo de criterios de escala para el proceso EOR de inundación de vapor

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3031094730
DOI
10.1007/s13202-020-00909-1

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1984901168
  • https://openalex.org/W1985306613
  • https://openalex.org/W2008591068
  • https://openalex.org/W2010487275
  • https://openalex.org/W2013265491
  • https://openalex.org/W2021786390
  • https://openalex.org/W2042146798
  • https://openalex.org/W2042818741
  • https://openalex.org/W2056453347
  • https://openalex.org/W2059442526
  • https://openalex.org/W2068209223
  • https://openalex.org/W2070838791
  • https://openalex.org/W2071093481
  • https://openalex.org/W2074954045
  • https://openalex.org/W2075338008
  • https://openalex.org/W2077215062
  • https://openalex.org/W2084533865
  • https://openalex.org/W2104154814
  • https://openalex.org/W2148090405
  • https://openalex.org/W2159870935
  • https://openalex.org/W2256059751
  • https://openalex.org/W2280721660
  • https://openalex.org/W2314093676
  • https://openalex.org/W2525124174
  • https://openalex.org/W2545187584
  • https://openalex.org/W2749901951
  • https://openalex.org/W2804267183