DGMK/ÖGEW-Frühjahrstagung, Fachbereich Aufsuchung und Gewinnung Celle, 21./22. April 2016 Anwendbarkeit der partiellen hydromechanischen Kopplung in Mehrphasenflusssystemen E. Tillner, T. Kempka Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, Potsdam Abstract Die Nutzung von geologischen Reservoiren zur Speicherung und/oder Produktion von Fluiden führt zu Porendruckänderungen und volumetrischen Dehnungen in den Speichergesteinen und ihren Abdeckern. Die Bewertung und Quantifizierung poroelastischer Prozesse bei der Untergrundnutzung kann mithilfe einer voll-gekoppelten, pseudogekoppelten oder partiell-gekoppelten hydromechanischen Simulation erfolgen. Eine vollgekoppelte hydromechanische Simulation, die auf der Lösung eines monolithischen Gleichungssystems beruht, wird aufgrund des erforderlichen Rechenaufwands nur selten für Mehrphasenflusssysteme angewandt. Dagegen bieten pseudo-gekoppelte Simulationen, welche über statische Eingangsdaten zu Porositäts- und Permeabilitätsänderungen als Funktion des Porendrucks oder der mittleren Hauptspannung gesteuert werden, nur eine begrenzte Flexibilität bei der Bewertung komplexer geologischer Systeme, wie z.B. von geologischen Diskontinuitäten. Partiell-gekoppelte hydromechanische Simulationen können in Einweg- und iterative Zweiwegkopplungen unterteilt werden, wobei letztere auf einer getrennten Berechnung von Fluidfluss und Geomechanik basiert, iterativ aber ein Austausch von Kopplungsparametern zwischen den jeweiligen numerischen Simulatoren erfolgt, bis vorgegebene Konvergenzkriterien erreicht sind. Im Gegensatz dazu, wird in einer Einwegkopplung die zeitabhängige Porendruckverteilung aus der Flusssimulation an den geomechanischen Simulator übergeben, ohne dass eine Datenrückgabe an den Flusssimulator erfolgt. In der vorliegenden Modellstudie präsentieren wir auf der Grundlage repräsentativer Speicher- und Produktionsszenarien der Kohlenwasserstoffindustrie einen Vergleich zwischen den unterschiedlichen Prozesskopplungsstrategien, um die wesentlichen Anforderungen einer partiellen Hydromechanik-Kopplung zu diskutieren und um aufzuzeigen, wie eine gute Übereinstimmung des partiell-gekoppelten Ansatzes mit den Ergebnissen der voll-gekoppelten hydromechanischen Simulation erreicht werden kann.
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