Fracture-matrix interface area contacted by injected fluid as a function of average saturation, mechanical aperture and counter-current imbibition

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Kapillardruck bedingter Phasenaustausch zwischen Klüften und der umgebenden wasser-benetzenden siliklastischen Gesteinsmatrix stellt einen bedeutenden Recovery Mechanismus dar, besonders für als Nelsons Typ II eingestufte Lagerstätten in denen der Großteil des Fließens in den Klüften stattfindet während die Matrix als Kohlenwasserstoffspeicher dient. Dieser Austausch ist jedoch begrenzt auf den Teil der Kluft, der vom injizierten Wasser erreicht wird. Einer Abschätzung dieses Flächenanteils gilt diese Arbeit. Basierend auf Discrete Fracture Network Simulationsmodellen und dem Finite Volumen-Finite Elemente Simulationsansatzes wird die erreichte Kluft-Matrix Grenzfläche untersucht und in Abhängigkeit von injeziertem Porenvolumen und den Matrixeigenschaften dargestellt. Die resultierende Fläche Af,sw(sw) wird als Funktion aus Ergebnissen zahlreicher Simulationen von meso-großen Lagerstättenmodellen mit stochastisch generierten Kluftsets mit ausgeprägter Konnektivität abgeleitet. Alle Simulationen wurden als Viertel-Ausschnitt eines invertierten Five-Spot Injektionsmusters ausgelegt, mit konstanter Injektionsrate und Fördersondendruck. Zur Berechnung der relativen Permeabilitäten der Phasen in den Klüften wurde das Fourar-Lenormand Model verwendet. Um den Transfer von Öl und Wasser zwischen Kluft und Matrix zu simulieren, ist eine nicht-lineare Transferfunktion eingebaut worden. Die Fracture Permeabilitäten skalieren quadratisch zur Kluftweite, die aus einem vom tektonischen Spannungszustand bestimmten Model errechnet werden. Der benetzte Anteil der Gesamtkluftfläche, Af,sw(sw), ist von nicht-linearer Natur und nicht alleine vom Viskositätsverhältnis der verpumpten und produzierten Phase sowie der Injektionsrate abhängig, sondern vor allem durch die Kapillardruckverhältnisse in der Matrix und den Klüften, die bestimmend sind für das Ausmaß and Fluss zwischen Fractures und umgebenden Porenraum. Zusätzlich wird die Verlangsamung der Displacement Front und die Veränderung ihrer Form und Penetrationsstärke in Abhängigkeit der Counter-Current Imbibition dargestellt. Der erhaltene Parameter Af,sw(sw) stellt einen möglichen Parameter für Doppel-Continuum Simulationen dar, welcher helfen kann der Sensitivität gegenüber der Injektionsrate Rechnung zu tragen, und die Vorhersagequalität solcher Modelle heben sollte.

Details

Titel in ÜbersetzungDurch Waterflooding benetzte Kluftfläche in Naturally Fractured Reservoirs, in Abhängigkeit von injiziertem Volumen, mechanisch gesteuerter Kluftweite und Kluft-Matrix Phasenaustausch
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung1 Juli 2011
StatusVeröffentlicht - 2011