Sensitivity Analysis of the Trapping Potential of Different Rock Types using Digital Rock Physics

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Carbon Capture and Storage (CCS) ist eine der wenigen Möglichkeiten, Kohlendioxid in großem Umfang zu speichern und damit Treibhausgasemissionen aktiv zu reduzieren. Umfangreiche Kenntnisse der Lagerstätteneigenschaften und Speichermechanismen ist erforderlich, um die ordnungsgemäße Anwendung bei gleichzeitig maximaler Lagersicherheit zu gewährleisten. Die Eigenschaften zwischen den Flüssigkeiten und dem umliegenden Gestein werden anhand von routinemäßigen und speziellen Kernanalyseprogrammen (SCAL) untersucht, von diesen können dann Fließ- und Speichereffizienzen abgeleitet werden. Allerdings nehmen SCAL-Experimente viel Zeit und Mühe in Anspruch. Fortschritte in der Rechenleistung und bildgebenden Verfahren im Bereich der Digitalen Gesteinsphysik (DRP) ermöglichen die Simulation von Kapillarphysikprozessen innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens bei gleichzeitiger Variation der Lagerstätteneigenschaften. Mit Hilfe experimenteller Daten werden die Modelle kalibriert, was die Simulation verschiedener Gesteins- und Flüssigkeitskombinationen ermöglicht. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Simulation von kapillaren Druckkurven zur Bewertung des Kohlendioxidspeicherpotentials für verschiedene Gesteinsarten. Die verwendete Simulationssoftware heißt GeoDict, wobei insbesondere dessen Modul Satudict, welche Drainage und Imbibition Prozesse auf der Grundlage der morphologischen Methode modelliert. Die Untersuchung umfasst sechs verschiedene digitale Gesteinszwillinge, um zu untersuchen, wie sich die unterschiedlichen Porenstrukturen auf die Kapillardruckkurven auswirken. Um das Speicherpotential einer Gesteinsart zu berechnen, wird ein Drainage Prozess durchgeführt, gefolgt von Imbibition-Scanning-Kurven. Anschließend wird die Restsättigung der nicht benetzenden Phase (NWP) ausgewertet. Da der Imbibitionsprozess von großem Interesse ist, werden zwei Ansätze für dessen Modellierung verwendet. Während der erste Ansatz nur auf spontane Prozesse beschränkt ist, umfasst der zweite den vollständigen Imbibition Zweig einschließlich der forcierten Verdrängung. Die erhaltenen Kapillardruckergebnisse aus beiden Modellierungen werden dann mit dem „Land model“ analysiert. Die Untersuchung umfasst dabei auch die Analyse unterschiedlicher Benetzungszustände. Die Ergebnisse zeigen, dass die Gesteinsart und Benetzungseigenschaften den größten Einfluss auf das Speicherpotential haben. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Domänengröße und Kapillare Endeffekte die Ergebnisse stark beeinflussen, was darauf hindeutet, dass größere Domänen vorteilhafter sind. Darüber hinaus wurde die Korrelation zwischen den Petrophysikalischen Eigenschaften der Gesteine und ihrem Speicherpotenzial untersucht. Es zeigte sich dabei, dass die Porengrößenverteilung in Kombination mit der Porenhalsgrößenverteilung am meisten korreliert.

Details

Titel in ÜbersetzungSensitivitätsanalyse des Einfangpotentials verschiedener Gesteinsarten mittels digitaler Gesteinsphysik
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung8 Apr. 2022
StatusVeröffentlicht - 2022