Trefase fortrængningsmekanismers betydning for indvindingsgraden i relation til WAG/CGW-injektion

Projektet blev opdelt i tre sammenhængende delaktiviteter: a) eksperimentelle mikromodelstudier af trefase fortrængningsmekanismer, der styrer WAG-injektion; b) computerstudier af trefasefortrængning ved hjælp af en porenetværkssimulator; c) transformation af trefase relative permeabilitetsfunktioner beregnet ud fra porenetværksmodellen til makroskopisk (reservoir) niveau ved hjælp af en iterativ procedure. Projektets udgangspunkt var eksperimentelle studier af mikroskopiske transportmekanismer, der styrer WAG injektion. Eksperimenterne involverede mikromodelstudier af sammenhænge mellem porebegivenheder, egenskaber af reservoirvæsker, og struktur af det porøse netværk. Mikromodellerne blev fremstillet med anvendelse af ætsningsteknik, der normalt bruges ved design af halvlederkomponenter. Proceduren anvendt til opbygning af mikromodeller er udviklet i samarbejde med Mikroeleketronik Center (DTU). Mikromodellerne blev bl.a. ætset med to forskellige dybder med henblik på studier af sammehænge mellem 'wetting film connecteness' og indvindingsgraden. Blandt vigtigste transportmekanismer, der kun observeres under trefasestrømning og blev identificeret under kapillær ligevægt var dobbelt dræning og dobbelt imbibition. Resultaterne fra mikromodelstudierne blev formuleret som et regelsæt og indbygget i en matematisk netværksimulator for trefasefortrængning. Bl.a. er de dobbelte fortrængningsmekanismer, der kun optræder i trefasefortrængning, inkluderet i netværksmodellen. En matematisk netværksmodel implementeret i netværksimulatoren består af et kubisk lattice. Periodiske grænsebetingelser blev indbygget i netværksmodellen med henblik på begrænsing af 'finite size effexts'. For udvalgte injektionssekvenser af vand og gas beregnes relative permeabilitetsfunktioner for hhv. olie, and, og gas faser vha. en multiskala reservoirsimulator bestående af en netværksmimulator koblet sammen en konventional reservoirsimulator gennemført. Den udviklede beregningsalgoritme indbærer transformaton af relative permeabiliteter beregnet af netværkssimulatoren transformeres til makroskala ved hjælp af en iterativ procedure. Mere konkret, relative permeabilitetsfunktioner beregnes for to indvindingsprocesser: a) gasinjektion, b) Water-Alternating-Gas-injektionsprocesser. For gasinjektionsprocesser konvergerer proceduren mod tre relative permeabilitetsfunktioner for hhv. olie, vand, og gasfaser gældende både på mikro- og makroskala. For en WAG-injektion bryder iterationen sammen, på grund af opspaltning af oliefasen i oliedråber. En ny eksperimentel teknik til bestemmelse af trefasemætninger ved hjælp af NMR blev udviklet og afprøvet. Denne teknik bygger på 'Chemical Shift Imaging (CSI), der tidliger blev brugt til bestemmelse af fsemætninger i tofasesystemer. Førsøgene har vist at metoden også er velegnet til bestemmelse af fasemætninger i trefase systemer for eks., i forbindelse med trefase WAG-injektion