Skalering og stokastisk modellering

En komplet geomodel består typisk af mere end 500 millioner celler til beskrivelse af reservoirets porøsitet og permeabilitet, hvilket er langt mere end man i dag kan håndtere i en computersimuleringsmodel. Her er det typiske antal af beregningsceller af størrelsesordenen 100.000 celler - højst Det er derfor dette projekts formål at opstille generelle metoder, der så fysisk korrekt som muligt kan omsætte en detaljeret geomodel til en grovere model, der kan anvendes i en reservoirsimulator og selvfølgelig med det særlige hensyn at metoden skal kunne anvendes på danske kalkfelter. I projektet er der fra GEUS' side opstillet et udsnit af et typisk kalkstensreservoir, specifikt den oliemættede øvre Maastricht i Dan-feltet. Geomodellen består af 320.000 geoceller og har en udstrækning på 80x80x10 meter og er blevet omsat til en fuldfeltsimuleringsskala, hvori den blot udgør en enkelt beregningscelle, som er placeret i forskellige positioner i forhold til højden over det fri vandspejl i reservoiret. Modellen vil derved mættes forskelligt med vand og olie som følge af dens højde over det frie vandspejl og som følge af kalkens varierende porøsitet. Derved fremkommer en ofte meget kompleks struktur af varierende vandmætninger. Disse mætninger er vigtige at bestemme præcist, idet de afgør hvor meget olie reservoiret indeholder. Af væsentligte resultater i denne undersøgelse er at vandmætningerne kan beregnes på en grov skala alene ud fra kendskab til middelporøsiteten i den fine model, hvorimod dette ikke gælder for den residuelle oliemætning dvs. den rest af olie som er bundet i reservoiret. Den kan generelt kun findes på den grove skala ved først at beregne den i detaljer på finskalaniveau. I næsten samtlige danske oliefelter opretholdes trykket ved hjælp af vandinjektion. Derfor er det yderst vigtigt også at kunne omsætte den detaljerede tofasestrømning til en grovere beskrivelse. Denne opskalering skal dels tage behørigt hensyn til de finskalavariationer der er i den detaljerede beskrivelse og dels skal beskrivelsen af en fremadskridende vandfront gennem en enkelt grov celle svare ganske nøje tidsligt til frontens bevægelse gennem de tilsvarende fine celler. Der er udarbejdet og undersøgt tre forskellige metoder til opskalering af tofasestrømninger i kalk. Alle metoderne tager udgangspunkt i finskalasimuleringen af et tværsnit af geomodellen, hvori der injiceres vand i den ene ende og produceres olie i den anden. Det drejer sig dels om en renomaliseret Kyte og Berry metode, en stempel fortrængningsmetode med koblet viskositet og en modificeret JBN metode. Den mest vellykkede og derfor anbefalede metode er den modificeret JBN metode, som desuden er i stand til at skelne mellem bidrag der alene skyldes finskalavariationerne i geologien og bidrag der skyldes at beskrivelsen sker på grovere skala. Derved har det været muligt at fastslå at finskala geostatistiske variationer i kalk ikke kan registreres i det tofasede strømningsforløb og kalk kan derfor i den henseende betragtes som et homogent medium. Endelig er der udført eksperimentelle strømningsforsøg for at kvantificere effekten af isolerede mikrosprækker på tofase strømninger. Resultaterne herfra har dog været sparsomme p.g.a. eksperimentelle vanskeligheder, men finskala simuleriner har kunne fastslå at først efter fuld spontant imbibition vil vandet fortrænge olien i de isolerede eller uforbundne sprækker