Water coning in permeable faults

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Das Hauptziel dieser Abschlussarbeit ist es, einen Einblick in das Verhalten der Wasserkegelbildung durch Bohrungen in durchlässigen geologischen Störungen in Öllagerstätten, bestehend aus Sandstein als auch aus Kluftgestein, zu geben. In beiden Fällen ist eine vertikale Störung mit großer horizontaler und vertikaler Ausdehnung als Strömungszone für Öl und Wasser in Betracht gezogen worden und wird durch eine zentrale Horizontalbohrung produziert. Wenn eine bestimmte maximale wasserfreie Produktionsrate überschritten wird, kann ein verfrühtes Einströmen von Wasser in die Bohrung erfolgen, welches als Wasserkegelbildung bezeichnet wird. Diese Arbeit stellt eine analytische Lösung für diese maximale wasserfreie Produktionsrate dar, die später verwendet wurde, um zweidimensionale Simulationen für klastische und natürlich geklüftete Lagerstätten zu bekräftigen. Alle Simulationen werden mit der kommerziellen CFD-Software ANSYS Fluent durchgeführt. Zusätzlich werden Auswirkungen auf den Druckabfall durch Trägheit, Randbedingungen und variierende Parameter der Störung untersucht. Die analytische Lösung für die maximale wasserfreie Produktionsrate im Fall einer laminaren Strömung in einer Störung mit festgelegter Permeabilität ergibt einen Wert von 2,59•10-6 m3/s. Im Vergleich dazu, resultiert die numerische Lösung in einem höheren Wert von etwa 1,13•10-5 m3/s, welches einen relativen Fehler von 0,8 zur Folge hat. Unter der Annahme einer Permeabilität auf der Basis eines Models bestehend aus zwei parallelen Platten und Forchheimer dominierenden Fließverhalten in den Spalten des Kluftgesteines, wird eine maximale wasserfreie Produktionsrate von 5,36•10-4 m3/s analytisch bestimmt. Eine Veränderung der Eingabe für die Produktionsrate in verschiedenen Simulationsszenarien resultiert in einer numerischen Lösung für eine Produktionsrate von 8,48•10-5 m3/s. In diesem Szenario wird turbulentes Strömungsverhalten und ein relativer Fehler von 3,3 beobachtet.

Details

Titel in ÜbersetzungWasserkegelbildung in geologischen Störungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung27 März 2015
StatusVeröffentlicht - 2015