Simulationen in der Digitalen Gesteinsphysik & Digitalen Bohrkernanalyse

Reservoirmodellen beeinflussen die Entscheidungen zu Feldentwicklungen und bestimmen den Lebenszyklus des Reservoirs. Für schnelle und präzise Entscheidungen ist die Qualität der Modelle von großer Bedeutung. Die Genauigkeit solcher Modelle hängt wesentlich von einer ordnungsgemäßen Analyse der Gesteinseigenschaften ab.

Die physikalischen Eigenschaften von Gesteinen werden entweder durch eine physikalische Kernanalyse in einem Labor oder durch eine numerische Kernanalyse mittels Simulationen, auch Digitale Gesteinsphysik genannt, bestimmt. 

Die digitale Gesteinsphysik (Digital Rock Physics, DRP) ist eine innovative Technik für die numerische Kernanalyse im Upstream-Bereich. Sie ermöglicht:

• E&P (Exploration & Production):
  Automatisierung der Routine Core Analysis (RCAL) und der Special Core Analysis (SCAL)
• R&D (Research & Development):
  Entwicklung und Validierung von unternehmens- und anwendungsspezifischen digitalen Arbeitsabläufen.
• EOR (Enhanced Oil Recovery):
  Verbesserung der Rückgewinnungsraten (z. B. Waterflooding)

Die Eingabedaten aus der DRP werden verwendet, um die Permeabilität für das vollständige Reservoirsmodell (modelliert im Kilometermaßstab) zu berechnen und hochzuskalieren. Auf Basis dieser Simulationen können weitergehende Entscheidungen für die Förderung aus diesem Reservoir getroffen werden, z.B. die Platzierung neuer Förderbohrungen.

DRP bietet folgende Vorteile gegenüber konventionellen Laboruntersuchungen:

• Enorme Zeit- und Kostenoptimierung – Ergebnisse innerhalb von Stunden anstelle von Tagen, Wochen oder sogar Monaten verfügbar
• Schnellere Ergebnisse führen zu kürzerer Produktionszeit
• Durchführung mehrerer numerischer Experimente an genau demselben Probenmaterial (zerstörungsfreie Technik)
• Gleichzeitiges Durchführen verschiedener Analysen an einer Probe
• Parameterstudien der Gesteinseigenschaften unter verschiedenen Szenarien
• Testen verschiedener Produktionsstrategien und Verbesserung von Rückgewinnungsszenarien

Computersimulationen mit GeoDict ermöglichen Reservoir-Ingenieuren und Geowissenschaftlern die Digitalisierung und Automatisierung zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften von Reservoirgesteinen.

• Geometrische Parameter
• Absolute Permeabilität
• Relative Permeabilität
• Elektrische Parameter: Formationsfaktor, Resistivität-Index, Sättigungsexponent, Zementationsexponent
• Mechanische Parameter: Elastizitätsmoduli, Steifigkeit, In-situ Bedingungen

Weiterhin generieren Simulationen neue Einsichten in die Prozesse, die in Gesteinsproben ablaufen und ermöglichen die Entwicklung von neuen Lösungsansätzen für das unkonventionelle Verhalten mancher Kohlenwasserstoffreservoire. 

Computer-Simulationen mit GeoDict können verwendet werden zur:

• Berechnung der physikalischen Gesteinseigenschaften, die während der Routine Core Analysis (RCAL) und der Special Core Analysis (SCAL) bestimmt wurden.
• Bewertung der Qualität von Laboranalysen.
• Simulation von reaktivem Transport wie z.B. der Auflösung von Karbonaten.
• Vorhersage der Ergebnisse von Experimenten in mikrofluidischen Systemen.

Durch die digitale Materialanalyse können Gesteinseigenschaften anhand des Drucks und der Temperatur auch unter in-Situ-Bedingungen bestimmt werden.