 |
Reservoirberegninger med computer-modeller
Ved længerevarende produktions- eller testforløb vil de forenklede modeller som er beskrevet i de foregående opslag til Reservoirteknik, ikke længere være tilstrækkelige til at beskrive de processer der foregår i reservoiret, idet termodynamiske processer nu vil begynde at få stor betydning også for strømningsforholdene. Analyseværktøjet til at følge det videre forløb i reservoiret må derfor være tilsvarende komplekst for at kunne danne grundlag for en fortsat evaluering af reservoiret og for at kunne anvendes som et værktøj til forudsigelse af det fremtidige produktionsforløb.
Det er på dette niveau reservoirmodeller kommer ind i billedet som et af de værktøjer, der anvendes i den fortsatte reservoiranalyse.Elementer i reservoirmodellers opbygning
Modeller til simulering af olie- og gasreservoirer beskriver strømningsforhold og termodynamiske processer ved væskernes strømning i porøse strukturer. De involverede matematiske ligninger vil oftest være så komplekse, at det ikke er muligt at finde en analytisk løsning til dem. Det vil derfor næsten altid være nødvendigt at søge en tilnærmet løsning, og denne er oftest baseret på numeriske metoder, hvor reservoiret inddeles i "blokke" som vist på figuren herunder. |
Eksempel på hvordan reservoiret inddeles i blokke i computerberegning af dets strømningsligninger. |
I hver blok regnes størrelser som tryk, temperatur og mætninger kun at være afhængige af tiden, dvs. de beregnede størrelser i hver af blokkene repræsenterer lokale middelværdier i reservoiret. En inddeling af reservoiret i blokke og lokal midling af tilstandsstørrelser og variable over hver af blokkene er grundlaget for den numeriske metode.
En udlægning af blokke for et givet reservoir vil trods det, at beregningerne udføres i to rumlige dimensioner - på figuren ovenfor i et horisontalt plan - kunne give en tilfredsstillende løsning. Dette hænger sammen med, at de fleste reservoirer har en betydelig større horisontal udstrækning end tilsvarende vertikal udstrækning. En horisontal udstrækning på flere kilometer skal ses i sammenhæng med en vertikal udstrækning af størrelse nogle få meter op til omkring 100 m.
Blokinddeling i plan og profil for tredimensional model. G/O er gas-olie kontakten og O/V er olie-vand kontakten.
Den fuldstændige beskrivelse af reservoirstrømninger og ændringer af tilstandsstørrelser i reservoiret kan dog kun opnås ved anvendelse af tredimensionale modeller. Et eksempel på en sådan model er skitseret i figuren til venstre.
Lodret snit i blokmodel med eksempel på beregnet gasmætning omkring en lodret produktionsbrønd.
Figuren ovenfor til højre viser beregnet gasmætning i nærheden af en konkret produktionsbrønd for et dansk felt i Nordsøen. Sådanne beregninger er væsentlige i analysen af produktionsforholdene, idet det er den eneste reelle mulighed for at "se" ned i reservoiret for her at finde forklaringer på ændringer i produktionsforløbet, som det kan observeres på produktionsplatformen. I eksemplet er perforationen udført i oliezonen i et kalklag, men kalklaget har så lav permeabilitet i oliezonen, at der i trækkes gas ned omkring boringen. Olieboringen er dermed blevet til en gasproducent.
Specialmodeller
Er der tale om specielle reservoirforhold eller anvendelse af ikke-traditionelle indvindingsmetoder, vil det kræve mere komplekse modeller til beskrivelse af sådanne processer.
Som eksempel på områder, hvor det oftest vil være nødvendigt at anvende specialmodeller, kan nævnes følgende avancerede metoder som kan tages i anvendelse for at søge at forbedre indvindingsgraden:
- CO2-injektion
- In-situ forbrænding, d.v.s afbrænding af en del af kulbrinterne nede i reservoiret med henblik på at udnytte forbrændingsgasserne til at forbedre indvindingen
- Injektion af kulbrinter, der blander sig med olien i reservoiret for derved at forbedre blandingens strømningsmæssige egenskaber.
Endvidere vil strukturer med stærk opsprækning som oftest kræve en udvidelse af den matematiske formulering.