Yüksek basınç ve yüksek sıcaklıklı raudhatain sahasında asitle çatlatmanın tasarlanması ve etkisinin araştırılması
Design and analysis of the effect of acid fracturing in the high pressure and high temperature raudhatain field
Yazar: SAMAR ALYOUNES
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA KOCA
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği = Petroleum and Natural Gas Engineering

Özet:
Dünya ekonomileri, modern planlama ilkelerine uygun şekilde gelişirken büyük ölçüde fosil yakıt bazlı enerji kaynaklarına bağımlı hale gelmiştir. Ayrıca yenilenemeyen kaynaklara dayalı enerji tüketimi sürekli artmaktadır. Petrol ve doğalgaz sektörü bu enerji arzını karşılayan ilk kaynağıdır ve şimdiye kadar enerjinin dayanım noktası olarak sayılmaktadır. Ancak, petrol ve gazın genel küresel enerji tüketiminin bugünden 2030 yılına kadar % 34 olarak artması beklenmektedir. HPHT kuyuları, ek rezervler için araştırma amacıyla odak noktası haline gelmiştir. Kuveyt'teki Jura rezervlerinde Yeni yapılan projelerle birlikte 40 kuyu sondajını yaparak ve 13 workover operasyonların tamamlanması ile 2024 yılına kadar üretilen ilişkili olmayan gaz miktarı 1 Bcf'e yükseltmesine planlamaktadır. Kuezy Kuveyt'in jura formasyonun bazı kısımları ise sıkı doğası, düşük geçirgenliği, formasyonun heterojenliği ve düşük üretim oranları nedeniyle kazılan kuyulardan optimum üretime ulaşmak için yeni stimülasyon teknolojiler ve asit çalışmalar uygulanmaktadır.  
Bu çalışmada, Raudhatain sahasında bulunan ve Orta Marrat rezervuarını hedefleyen RA-X kuyusunun asit çatlatma tasarımı irdelenmiştir, bu çalışmanın amacı ise optimum üretimi elde etmek için ve çatlaklar istenilen yönde açılınca formasyonun sıkı doğasına rağmen rezervuarın bir itme mekanizması oluşturmaktadır ve Orta Marrat'ta 180 ft'den daha uzun yarı uzunlukta ve ana rezervuar drenaj alanı içinde etkili bir iletken oluşturmaktır. Bu çalışmada, doğal çatlaklı kuyularda üretimi artırmak için çatlak iletkenliği ve asit penetrasyon mesafesi incelenmiştir. RA-X kuyusunda yapılan asit çatlatma operasyonunda, SRT ve mini-frac testleriyle çatlak ve kapanma basınçları belirlenmiştir. SRT testi ile çatlak genişleme basıncı 8920 psi olarak belirlenmiştir. Bunun yanı sıra, mini-frac testi kapanma basıncının 7262 psi olduğunu ortaya koymuştur Marrat formasyonunun sıkı yapısı nedeniyle yüksek enjeksiyon yüzey basıncı (11.500 psi) ve yüksek sızıntı gözlenmiştir. Asit çatlatma sonrası kuyu verimliliğindeki artış, rezerv hedeflerine ulaşmada önemli katkılar sağlamıştır. Kuyunun simülasyonu için StimPlan ve MEM programları kullanılmıştır ve asit iletkenliği hesaplamalarında Nierode-Kruk korelasyonu uygulanmıştır. Simülasyon sonuçları, 266 ft çatlak uzunluğu, 234.1 ft yükseklik ve 0.24 ft çatlak genişliği göstermiştir. Karbonat rezervuarları asitle temas ettiğinde yüksek reaktivite nedeniyle solucan delikleri oluşmuş ve asit sızma katsayısı artmıştır.

Abstract:
Global economies, after being built on the principles of modernization, have become heavily reliant on fossil fuel-based energy. Additionally, energy consumption from non-renewable resources continues to rise steadily. The oil and gas sector remains the primary source to meet this energy demand and has thus far been considered the backbone of energy supply. However, global energy consumption from oil and gas is expected to increase by 34% from today until 2030. HPHT wells have become a focal point in the search for additional reserves. In Kuwait's Jurassic reservoirs, new projects aim to drill 40 wells and complete 13 workover operations, with the goal of raising the production of non-associated gas to 1 Bcf by 2024. Some sections of the Jurassic formation in North Kuwait, however, present challenges such as tight nature, low permeability, heterogeneity, and low production rates, necessitating the application of new stimulation technologies and acid fracturing to achieve optimal production from drilled wells.
This study focuses on the acid fracturing design of well RA-X, located in the Raudhatain field and targeting the Middle Marrat reservoir. The goal of this work is to achieve optimal production by inducing fractures in the desired direction, thereby creating a reservoir drive mechanism despite the tight nature of the formation. In the Middle Marrat, fractures longer than 180 ft are intended to establish effective conductivity within the main reservoir drainage area. The study examines fracture conductivity and acid penetration distance to enhance production in naturally fractured wells. During the acid fracturing operation of well RA-X, SRT and mini-frac tests were conducted to determine fracture extension and closure pressures. The SRT test indicated a fracture extension pressure of 8920 psi, while the mini-frac test identified a closure pressure of 7262 psi. Due to the tight nature of the Marrat formation, a high surface injection pressure of 11.500 psi and significant fluid leak-off were observed. The increase in well productivity post-acid fracturing contributed significantly to achieving reservoir targets.
The well simulation was performed using StimPlan and MEM programs, with the Nierode-Kruk correlation applied for acid conductivity calculations. Simulation results showed a fracture length of 266 ft, a height of 234.1 ft, and a width of 0.24 ft. When carbonate reservoirs were exposed to acid, high reactivity resulted in the formation of wormholes, increasing the acid leak-off coefficient.