Multiscale modeling of gas hydrate formation in oil reservoirs

Titel in Übersetzung: Multiskalenmodellierung von Gashydratbildung in Öllagerstätten

Daniel Rathmaier

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

127 Downloads (Pure)

Abstract

Untergesättigte Erdöllagerstätten werden oftmals einer Kaltwasserinjektion unterzogen, um die Gewinnung eines Feldes zu verbessern. Während dieses Prozesses besteht das Risiko einer Gashydratbildung, die die intrinsische Permeabilität einer Lagerstätte senkt, wenn spezielle thermodynamische Bedingungen erfüllt sind. Experimente aus einer früheren Arbeit bestätigten die Möglichkeit der Bildung von Gashydraten in ölgesättigten Bentheimer Sandsteinkernproben während der Injektion von kaltem Wasser. Um diesen Prozess weiter zu bewerten, bestand das Ziel dieser Arbeit darin, die Experimente numerisch zu reproduzieren und den Umfang auf verschiedene Skalen auszudehnen, nämlich auf die Porenskala, die Laborkernflutskala und die Feldskala. Es wurden numerische Modelle für zwei verschiedene Kernproben mit unterschiedlichen physikalischen Abmessungen erstellt, um die Bedingungen der Gashydratbildung während der Kaltwasserinjektion zu simulieren. Das erste Modell stellte eine Kernprobe mit den Abmessungen von 3 Zoll im Durchmesser und 10 Zoll in der Länge und das zweite Modell stellte eine Kernprobe mit den Abmessungen von 1,5 Zoll im Durchmesser und 12 Zoll in der Länge dar. Die Modelle wurden fein abgestimmt, um experimentelle Ergebnisse für verschiedene Injektionsraten, Temperaturen und Salzgehalte des injizierten Wassers zu reproduzieren. Die Modelle wurden dann auf die Feldskala, welche eine Fünf-Punkt-Kaltwasserinjektion simuliert, skaliert. Das Modell zeigte einen Effekt auf die Effizienz der Kaltwasserinjektion in der Verringerung der Permeabilität aufgrund der Bildung von Gashydraten. Alle Simulationen wurden mit dem kommerziellen Lagerstättensimulator STARS der Computer Modelling Group (CMG) durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Forschung zeigten, dass der Ort der Wasserfront während der Kaltwasserinjektion in den Labor-Kernflutversuchen durch Abstimmung der numerischen Modelle reproduziert werden konnte. Druckdifferenzmessungen, die indirekte Informationen über die in den Experimenten gebildete Gashydratsättigung liefern sollten, zeigten den gleichen Trend in den numerischen Modellen. Darüber hinaus zeigten die Simulationen im Feldmaßstab eine signifikante Verringerung der Permeabilität aufgrund der Bildung von Hydraten.
Titel in ÜbersetzungMultiskalenmodellierung von Gashydratbildung in Öllagerstätten
OriginalspracheEnglisch
QualifikationMSc
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Ott, Holger, Betreuer (intern)
  • Zerpa, Luis, Betreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung25 Juni 2021
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Gashydrat
  • Numerische Simulation
  • CMG
  • STARS
  • Porenskala
  • Laborkernflutskala
  • Feldskala
  • Wasserinjektion

Dieses zitieren