Strømning i opsprækket kalk

De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland

Projektets formål er dels at øge kendskabet til de mekanismer der er aktive under størmning af olie og vand i opsprækket kalk, og dels at forbedre de simuleringsværktøjer der er til rådighed for studiet af sådan strømning. Vandinjektion i opsprækket kalk blev undersøgt i strømningsforsøg udført på kalkprøver fra boringer i den danske del af Nordsøen.

Projektbeskrivelse
Projektet sigter mod at øge forståelsen af strømningsmekanismer i opsprækket kalk dels at udføre strømningseksperimenter på prøver af opsprækket kalk, dels opstille computermodeller til simulering af de eksperimentelle resultater. I et system uden kapillarkræfter, bestående af to blandbare vandfaser og en prøve af opsprækket kalk bestemmes fordelingen af strømning i matrix og sprække, samt den absolutte permeabilitet for matrix og sprække. Ud fra resultater med tilsvarende forsøg med to-fase strømning i et olie-vand system bestemmesmætningsfunktionerne for matrix og sprække ved history matching i en enkelt-porøsitets model. Desuden foretages sammenlignende forsøg med naturligt og kunstigt opsprækket kalk for at identificere eventuelle forskelle mellem flow i det naturlige og det kunstige opsprækkede materiale. Nuclear Magnetisk Resonans (NMR) anvendes til kvantitativ monitering af eksperimenterne. Der vil blive opstillet en eller flere dobbeltporøsitetsmodeller af de anvendte bjergartsprøver med en betydelig grovere netinddeling end den ekeltporøse beskrivelse, for at undersøge, i hvor høj grad det er muligt ved hjælp af en dobbeltporøsitetsmodel at reproducere de detaljerede resultater fra elkeltporøsitetsmodellen. Endelig vil der blive udviklet en tofase opskaleringsmetode for et matrix-sprække system
Resultater

Prøverne blev først karakterisret i uopsprækket tilstand, hvorved de petrofysiske egenskaber for grundmassen blev fastlagt. Herefter blev der skabt kunstige sprækker i prøverne, som herefter blev karakteriseret. Karakteriseringen anvendte i vid udstrækning billeddannelse ved hjælp af Kernemagnetisk Resonans for at få oplysning om væskernes rumlige fordeling i prøverne under forsøgene. En del af forsøgene anvendte væskesystemet let vand - tungt vand - olie, som sammen med prøven udgjorde en model af et opsprækket oliereservoir, hvor injektionsvand fortrænger formationsvand og olie. Forsøgene blev derpå simuleret med en reservoir simulator. Vigtige resultater omfatter: 1) Permebiliteten af sprækker kan variere med en faktor 10 over afstande på få centimeter. 2) Under vandinjektion bliver formationsvand i vid udstrækning skubbet foran injektionsvandet uden at blande sig hermed. 3) Modstrøms imbibition er en udbredt mekanisme ved imbibition i opsprækket kalk. Det eksperimentelle program blev gennemført som planlagt. Dog blev strømningsforsøg på prøver med naturlige sprække ikke udført, på grund af fravær af egnede prøver, og mætningsfunktioner for sprækker kunne ikke bestemmes på grund af for ringe følsomhed af de anvendte metoder. Det blev undersøgt i hvilken udstrækning dobbelt-porøsitets modeller kan reproducere resultater fra detaljerede enkelt-porøsitets modeller. Arbejdet koncentrerede sig om olie-vand systemet. Det konkluderes at enkelt-porøsitets modeller bør foretrækkes når tætheden af sprækker er så lav at de kan beskrives individuelt. I alle andre situationer bør dobbelt-porøsitets modeller foretrækkes, med anvendelse af pseudo-funktioner for kapillærtryk og relativ permeabilitet. Simulering af vandinjektion i lille skala på opsprækket materiale med lav permeabilitet blev undersøgt. Det er vist hvorledes man analytisk kan udlede shape faktorer og transmissibilitet for grundmasse og sprækker i en dobbelt-porøsitets model med specifikke sprækkekonfigurationer. Heraf udledes en metode til bestemmelse af shape faktorer for arbitrære sprække mønstre. Metoden er implementeret i programmet FracSynt, hvor beregning af shape faktorer for sprække mønstre fra f.eks. kort er mulig

Key figures

Periode:
1998 - 2000
Bevillingsår:
1998
Egen finansiering:
2,26 mio.
Støttebeløb:
2,61 mio.
Støtteprocent:
54 %
Projektbudget:
4,87 mio.

Kategori

Oprindelig title
Strømning i opsprækket kalk
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Andet
Projekttype
Forskning
Journalnummer
1313/98-0008

Deltagere

De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
COWI A/S

Kontakt

Kontakperson
Olsen, Dan
Adresse
Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelse (GEUS). Reservoir Geologisk
Thoravej 8
DK-2400 København NV, Denmark
Olsen, Dan (seniorforsker), 38142000, GEUS@GEUS.DK
Øvr. Partnere: COWI Rådgivende Ingeniører AS