Revitalizing a Mature Oil Field in Libya's Sirte Basin: An Integrated Reservoir Simulation and Economic Optimization Study

Revitalizing a Mature Oil Field in Libya's Sirte Basin: An Integrated Reservoir Simulation and Economic Optimization Study

Muhend Milad، Mustafa Anwily، Najib Meftah، Almukhtar Omar، Akhmal Sidek

DOI: https://doi.org/10.64489/49gvzm10

الملخص

يُعاني حقل النفط X في حوض سرت بليبيا، الذي تتجاوز الاحتياطيات المؤكدة في الحوض 5 مليارات برميل، من انخفاض ملحوظ في الإنتاج نتيجة ضعف الدعم الطبيعي من المكمن المائي. تقدم هذه الدراسة منهجية متكاملة لمحاكاة المكمن والتحسين الاقتصادي بهدف إعادة تنشيط هذا الحقل الناضج. وباستخدام برنامج المحاكاة ECLIPSE 100، تم تطوير نموذج ديناميكي ثلاثي الأبعاد من نوع Black-Oil، نجح في تمثيل آلية الدفع بالمكمن المائي الضعيف في الحقل بدقة، وذلك من خلال إجراء مطابقة تاريخية صارمة للفترة من عام 1999 وحتى الوقت الحاضر. قيّم النموذج عدة سيناريوهات لتطوير الحقل، شملت التكسير الهيدروليكي وحفر الآبار التعويضية باستخدام آبار رأسية وأفقية. وأظهرت النتائج أن حفر الآبار الأفقية التعويضية في القطاع الشمالي ذي المزايا التركيبية حقق أفضل معدل استخلاص عند استخدام تقنية منفردة، حيث بلغ 13.40%، بإنتاج تراكمي قدره 28.54 مليون برميل قياسي (MMSTB). ومع ذلك، حققت الاستراتيجية المتكاملة التي تجمع بين الآبار الأفقية في القطاع الشمالي وحفر آبار رأسية استكشافية في القطاع الجنوبي نتائج أفضل، حيث بلغ معامل الاستخلاص 17.65% والإنتاج التراكمي 37.60 مليون برميل قياسي (MMSTB)، أي ما يعادل زيادة تقارب ستة أضعاف مقارنة بحالة الأساس "عدم القيام بأي إجراء" (Do-Nothing)، التي حققت معامل استخلاص قدره 2.81% وإنتاجًا تراكميًا بلغ 5.98 مليون برميل قياسي. كما أكد التقييم الاقتصادي، الذي شمل حسابًا تفصيليًا لصافي القيمة الحالية (NPV) وتحليل الحساسية، الجدوى المالية لهذا النهج الأمثل؛ إذ حقق صافي قيمة حالية قدرها 671.84 مليون دولار وصافي تدفق نقدي بلغ 2,294.63 مليون دولار عند معدل خصم قدره 10%. وأظهر تحليل الحساسية قدرة المشروع على الصمود أمام التغيرات في أسعار النفط ومعدلات الخصم. وتوضح هذه الدراسة أن النمذجة المتكاملة القائمة على البيانات يمكن أن تسهم في استغلال إمكانات كبيرة غير مستثمرة في الحقول الناضجة، كما توفر إطارًا قابلًا للتطبيق والتكرار على أصول مماثلة في حوض سرت وفي المكامن الكربوناتية المماثلة حول العالم.

Abstract

The X oil field in Libya's Sirte Basin, with proven reserves exceeding 5 billion barrels in the basin, is experiencing a significant production decline due to insufficient natural aquifer support. This study presents an integrated reservoir simulation and economic optimization approach to revitalize this mature asset. Using the ECLIPSE 100 simulator, we developed a dynamic 3D black-oil model that accurately captured the field's weak aquifer drive through rigorous history matching (1999–present). The model evaluated multiple development scenarios, including hydraulic fracturing and infill drilling with vertical and horizontal wells. Results indicate that horizontal infill drilling in the structurally advantageous northern sector provided the best single-technique recovery (13.40%, 28.54 MMSTB). However, an integrated strategy combining northern horizontal wells with southern vertical exploratory drilling achieved superior outcomes: recovery factor of 17.65% and cumulative production of 37.60 MMSTB—a six-fold increase over the base "do-nothing" case (2.81%, 5.98 MMSTB). Economic evaluation, including detailed net present value (NPV) and sensitivity analysis, confirmed the financial viability of this optimal approach, generating an NPV of $671.84 million and a net cash flow of $2,294.63 million at a 10% discount rate. Sensitivity analysis demonstrated resilience to oil price fluctuations and discount rate variations. This study demonstrates that data-driven integrated modeling can unlock substantial unrealized potential in mature fields, providing a replicable framework for similar assets in the Sirte Basin and analogous carbonate reservoirs worldwide.

الكلمات المفتاحية: إعادة تطوير الحقول الناضجة، محاكاة المكامن، حفر الآبار الأفقية التعويضية، التحسين الاقتصادي، حوض سرت، الدفع بالمكمن المائي الضعيف.