Dispersion and Dispersivity from Core Scale to Reservoir Scale

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Erdölfördernde Unternehmen verwenden heutzutage vermehrt Polymer- und Tensidfluten, um die Ausbeute der Lagerstätten zu erhöhen. Bevor diese Verfahren im Feld angewendet werden, wird in der Regel eine Vorhersage der zusätzlichen Fördermenge durch Simulationen durchgeführt. Die Zuverlässigkeit dieser Vorhersagen wird in dieser Arbeit untersucht, wobei der Fokus auf die Auswirkung von Dispersion auf das Resultat gelegt wird. Der Einfluss von Dispersion auf das Strömungsverhalten von Flüssigkeiten in porösen Materialien ist bekannt, und sollte in numerischen Simulationen berücksichtigt werden. Die Abbildung der "tatsächlichen Dispersion" kann durch Manipulation der sogenannten numerischen Dispersion erreicht werden. Numerische Dispersion, auch Diskretisierungsfehler genannt, entsteht durch die derzeitig verwendeten numerischen Lösungsverfahren, und kann zu starken Verfälschungen und Abweichungen führen, wie zum Beispiel das Auftreten sehr schneller Sättigungsänderungen. Der Einfluss der Zellblock-Größe und des Berechnungs-Zeitschrittes wurde für verschiedene Arten von Modellen (1D/2D Domänen mit Ein-/Zweiphasenströmung) untersucht. Diese Modelle wurden mit Petrel erstellt und mit Eclipse simuliert (Beide Programme von Schlumberger Ltd.). Die Dispersion wurde anhand von Tracer-Konzentrations- und Förderungsratendiagrammen berechnet. Die Größe der Zeitschritte hatte einen Einfluss auf alle homogenen Modelle, wohingegen die Zellblock-Größe einen maßgeblichen Einfluss auf die Tracer-Förderungsrate sowohl in den homogenen als auch den heterogenen Modellen hatte. Der Einfluss der Zellblock-Größe führte zu einer zu niedrigen Vorhersage der zusätzlichen Erdölförderung nach der Alkali-Polymer Injektion, der Einfluss auf den geförderten Wasseranteil war vernachlässigbar. Eine alternative Möglichkeit die numerische Dispersion zu beeinflussen ist die Verwendung von Pseudo-Funktionen für die relative Permeabilität um den Wasseranteil bzw. die Wasserförderung besser anzugleichen. Da aber die Erhöhung der Zellblock-Größe um einen Faktor von 20 noch immer zu einem sehr guten Match des Wasseranteils führte, blieb wenig Raum zur Verbesserung. Nur eine der verwendeten Pseudo-Funktionen führte zu keiner Verschlechterung des Wasseranteil-Matches, sie brachte jedoch keine Verbesserung des Tracer-Matches Eine weitere Möglichkeit, die numerische Dispersion in Eclipse zu beeinflussen ist die Option „Diffusion Control“. Die Verwendung dieser Option änderte nichts an dem Match des Wasseranteils, verbesserte jedoch den Tracer-Match. Eine Optimierung des Tracer-Matches könnte in weiterer Folge zur Verbesserung der Vorhersage der zusätzlichen Erdölförderung führen.

Details

Titel in ÜbersetzungDispersion und Dispersivität - vom Kernmaßstab zu Lagerstätten-Größenordnungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung25 Okt. 2019
StatusVeröffentlicht - 2019