Fachausschuss Lagerstättentechnik
Experimentelle und Numerische Analyse von Polymerflut-Prozessen mithilfe von Mikromodellen – Untersuchungen über mehrere Skalen – Phase 2
Dieser Bericht beschreibt die Resultate, welche in der weitern Projektphase des Forschungsprojektes DGMK 746/2 “Experimental and Numerical Analysis of Polymer Flooding Processes using Micromodels” erzielt wurden. Insgesamt beschäftigt sich das Projekt mit dem Versuch neue Einblicke in den 2-Phasen Verdrängungsprozess zu bieten - insbesondere für Polymer EOR Prozesse - durch den Einsatz von mikrovisuellen Studien mithilfe von verbesserten Mikromodellen („Chips“).
Die Hauptziele der zweiten Projektphase wurden hauptsächlich aufgrund der in der ersten Phase aufgetretenen Herausforderungen definiert, wie (a) die Erweiterung des experimentellen Aufbaus, um Experimente bei typischen Lagerstättentemperaturen durchführen zu können, (b) das Design und die Herstellung neuer, verbesserter Mikromodelle, die auf Micro-CT Untersuchungen basieren und deren Benetzbarkeit eingestellt werden kann, (c) sowie die Validierung der Mikromodell Flutexperimente durch Vergleich mit Kernflutexperimenten und (d) einer Erweiterung der rheologischen Datenbank.
Im Rahmen dieser Projektphase wurde eine Beheizung im experimentellen Aufbau erfolgreich umgesetzt, die es ermöglicht, die Experimente bei den für deutsche Erdöl-Lagerstätten geeigneten Temperatur-Bedingungen durchzuführen. Ebenfalls wurde eine Kernflutapparatur in der Abteilung aufgebaut, die zur Durchführung von Kernflutexperimenten erfolgreich eingesetzt wurde. Zur Herstellung der verbesserten Mikromodelle wurden Mich-CT Bilder von Bentheimer Gesteinsproben angefertigt und ein Arbeitsablauf generiert, der die 3D Fließpfade des echten Gesteins in Pseudo-2D Fließmuster der 3-lagigen Mikromodell konvertiert, die in diesem Forschungsprojekt eingesetzt werden. Anstelle von 5-spot Mustern wurde in dieser Projektphase eine lineare Geometrie - wie sie bei Kernflutexperimenten verwendet wird, in den neuen Chips umgesetzt. Die Benetzbarkeit der Chips wurde mithilfe von Chemikalien erfolgreich modifiziert.
Der Vergleich der Flutversuche zwischen Mikromodellen und den Kernversuchen ist im Projektbericht dokumentiert, ebenfalls die numerische Simulation der Chip und Kernflut Experimente. Die rheologische Datenbank wurde mit weiteren HPAM und auch Biopolymeren erweitert, wobei besonderes Augenmerk auf die viskoelastischen Eigenschaften und die Visualisierung der Streamlines während des Polymerflutens im Chip gelegt wurde.