Digital Rock Physics for Unconsolidated Sandstones – A Grain Size Distribution Approach

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Organisationseinheiten

Abstract

Digitale Gesteinsmodellierung, mit Hilfe von 3D Computertomografie und 2D Dünnschnitten zur Bestimmung petrophysikalischer und mehrphasenströmungsbedingter Eigenschaften, gewann über die letzten Jahre an Relevanz. Es ist in erster Linie der stärkeren Rechenleistung von Computern und dem Fortschritt in der Messtechnik verdankt, sodass 3D Gesteinssimulationen gut verbreitet sind. Durch digitale Gesteinsphysik (DGP) hat die Erdölindustrie eine schnellere Möglichkeit gewisse Eigenschaften, im Vergleich zu konventionellen Methoden wie die routinemäßige Bohrkernanalyse oder spezielle Bohrkernanalyse, herzuleiten. Das Verfahren kann bei nicht konsolidierten Sandsteinen angewendet werden, wo das bröckelige Verhalten des Gesteins Schwierigkeiten bei bisherigen Methoden hervorruft. Dennoch sind Studien über Gesteinsmodellierungen, mit dem Fokus auf Korngrößenverteilungen aus Siebanalysen, nicht weit verbreitet. In dieser Arbeit wird eine Methode für die schnelle Evaluierung der Transporteigenschaften, in nicht konsolidierten Sandsteinen, welche durch Lagerstättenlaborstudien nicht hergeleitet werden können, konzipiert. Des Weiteren wird sich die Studie auf Korngrößenverteilungen, unter der Annahme, dass diese eine einfache und kosteneffektive Informationsquelle darstellt, konzentrieren. Der Datensatz, der von OMV Petrom zur Verfügung gestellt worden ist, besteht aus nicht konsolidierten Sandsteinen die eine Evaluierung auf Permeabilität und kapillare Drücke benötigen. Das Ziel ist eine möglichst realitätsgetreue Porendistribution zu erhalten, basierend auf rekonstruierten 3D Modellen und Strömungssimulationen aus Experimenten in einem Computerprogramm (GeoDict). Hierzu muss ein Arbeitsablauf kreiert werden der die 3D Gesteinsmodellierung für nicht konsolidierte Proben, basierend auf Korngrößenverteilungen, durch die Transporteigenschaften im porösem Medium adäquat repräsentiert. Durch Generalisierung des Modells können die Befunde dann auf alle nicht konsolidierten Gesteine angewandt werden, um Porenraumevaluierungen schneller zu gestalten. Die Arbeit wurde auf Gesteinsproben bezogen, welche mit zufälliger Korngrößenverteilung generiert wurden. Mit der Porenmorphologiemethode (Hilpert und Miller, 2001) wurde die Phasendistribution im Gestein simuliert. Durch Variierung der originalen Korngrößenverteilungen in multiplen Stufen wurden Modelle mit sphärischer und elliptischer Körnung erstellt. Parameter wie Form, Korndimensionen, Anisotropie und die Variierung in Stufen wurden bewertet, um die Auswirkung auf die Resultate zu analysieren. Letztendlich zeigte sich, dass die Simulation mit Hilfe von Korngrößenverteilungen, übereinstimmende Porenhalsdimensionen aufweisen. Durch Optimierung des Arbeitsflusses kann die Modellierung wichtige Information über Strömungscharakteristiken, wie relative Permeabilität und kapillare Drücke, extrahieren.

Details

Titel in ÜbersetzungDigitale Gesteinsphysik für nicht konsolidierte Sandsteine - Ein Ansatz zur Korngrößenverteilung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Arnold, Pit, Mitbetreuer (intern)
  • Rohler, Hendrik, Betreuer (extern), Externe Person
  • Ott, Holger, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung18 Dez 2020
StatusVeröffentlicht - 2020