Bohrlocheinstürze, Meeresbodensenkungen und seismische Ereignisse sind einige der Haupttechnischen und gesellschaftlichen Probleme im Zusammenhang mit der Verformung von produzierenden Kreide-Reservoiren. Trotz der allgemeinen Konsistenz von Kreide in Bezug auf Reservoireigenschaften in den dänischen Nordseefeldern wurden die meisten konstitutiven Modelle erfolgreich auf ein einziges Kohlenwasserstofffeld angewendet. Diese Studie zielt darauf ab, ein umfassendes geomechanisches Modell zu erstellen, das in der Lage ist, die Reservoirverformung unter verschiedenen geologischen Bedingungen und Produktionsstrategien vorherzusagen. Zu diesem Zweck werden insgesamt 215 mechanische Tests, die in der JCR-Datenbank ( http://jointchalkresearch.org/ ) archiviert sind, analysiert und die Zug-, Scher- und Plastikeigenschaften sowohl von Danian- als auch von Maastrichtian-Pelagischen Kreiden aus der Nordsee werden separat charakterisiert. Die Ausbeuteoberflächen beider Kreidearten werden auch in Diagrammen von mittlerem-deviatorischem Stress rekonstruiert. Die untersuchten Proben weisen einen Porositätsbereich von 30 % bis 45 % auf und sind mit Öl und Wasser gesättigt, um ein breites Spektrum von Reservoirgesteinstypen abzudecken, die wahrscheinlich in einem produzierenden Feld plastisch verformen. Die Kontraste und Ähnlichkeiten im mechanischen Verhalten von Kreide aus den Ekofisk- und Tor-Fms werden quantifiziert und die kontrollierenden Faktoren werden diskutiert. Darüber hinaus wird das kalibrierte konstitutive Modell in 1-D auf zwei dänische Nordseefelder angewendet und die Simulationsergebnisse werden durch Daten zur Meeresbodensenkung qualitätsgeprüft. Für jedes Untersuchungsfenster werden zwei Simulationsläufe durchgeführt, indem die Anfangs- und Endausbeutespannungswerte in den konstitutiven Gleichungen berücksichtigt werden. Während der erste Simulationslauf als konservativer Ansatz betrachtet werden kann, ist der zweite ein optimistischer Ansatz, der die Verformung minimiert. Diese Arbeit stellt den ersten Versuch dar, den Bereich möglicher Szenarien für Meeresbodensenkungen zu quantifizieren, indem die Unsicherheit, die mit der Bestimmung der spezifischen Ausbeutespannungen für unterirdische Kreide verbunden ist, in den Modellierungsworkflow integriert wird. Die Fähigkeiten dieses Simulationsworkflows können Ingenieuren bei der Risikobewertung im Zusammenhang mit der Planung von Offshore-Infrastrukturen und bei Feldüberwachungsuntersuchungen helfen.

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Kalibrierung und Anwendungen eines ratenabhängigen geomechanischen Modells für Danian und Maastrichtian Reservoir Kreide (Dänische Nordsee)

  • Frédéric Amour,
  • Mohammad R. Hajiabadi,
  • Hamid M. Nick

摘要

Bohrlocheinstürze, Meeresbodensenkungen und seismische Ereignisse sind einige der Haupttechnischen und gesellschaftlichen Probleme im Zusammenhang mit der Verformung von produzierenden Kreide-Reservoiren. Trotz der allgemeinen Konsistenz von Kreide in Bezug auf Reservoireigenschaften in den dänischen Nordseefeldern wurden die meisten konstitutiven Modelle erfolgreich auf ein einziges Kohlenwasserstofffeld angewendet. Diese Studie zielt darauf ab, ein umfassendes geomechanisches Modell zu erstellen, das in der Lage ist, die Reservoirverformung unter verschiedenen geologischen Bedingungen und Produktionsstrategien vorherzusagen. Zu diesem Zweck werden insgesamt 215 mechanische Tests, die in der JCR-Datenbank ( http://jointchalkresearch.org/ ) archiviert sind, analysiert und die Zug-, Scher- und Plastikeigenschaften sowohl von Danian- als auch von Maastrichtian-Pelagischen Kreiden aus der Nordsee werden separat charakterisiert. Die Ausbeuteoberflächen beider Kreidearten werden auch in Diagrammen von mittlerem-deviatorischem Stress rekonstruiert. Die untersuchten Proben weisen einen Porositätsbereich von 30 % bis 45 % auf und sind mit Öl und Wasser gesättigt, um ein breites Spektrum von Reservoirgesteinstypen abzudecken, die wahrscheinlich in einem produzierenden Feld plastisch verformen. Die Kontraste und Ähnlichkeiten im mechanischen Verhalten von Kreide aus den Ekofisk- und Tor-Fms werden quantifiziert und die kontrollierenden Faktoren werden diskutiert. Darüber hinaus wird das kalibrierte konstitutive Modell in 1-D auf zwei dänische Nordseefelder angewendet und die Simulationsergebnisse werden durch Daten zur Meeresbodensenkung qualitätsgeprüft. Für jedes Untersuchungsfenster werden zwei Simulationsläufe durchgeführt, indem die Anfangs- und Endausbeutespannungswerte in den konstitutiven Gleichungen berücksichtigt werden. Während der erste Simulationslauf als konservativer Ansatz betrachtet werden kann, ist der zweite ein optimistischer Ansatz, der die Verformung minimiert. Diese Arbeit stellt den ersten Versuch dar, den Bereich möglicher Szenarien für Meeresbodensenkungen zu quantifizieren, indem die Unsicherheit, die mit der Bestimmung der spezifischen Ausbeutespannungen für unterirdische Kreide verbunden ist, in den Modellierungsworkflow integriert wird. Die Fähigkeiten dieses Simulationsworkflows können Ingenieuren bei der Risikobewertung im Zusammenhang mit der Planung von Offshore-Infrastrukturen und bei Feldüberwachungsuntersuchungen helfen.