Fachausschuss Lagerstättentechnik
Numerische Untersuchungen zur Frac-Ausbreitung in Tight Gas Reservoirs mit dem FDM-Programm FLAC3D
Im Rahmen des DGMK-Projektes 680-1 wurde das in der Fachwelt Felsmechanik am weitesten verbreitete FDM-Programm FLAC3D zur Simulation der Frac-Ausbreitung in einem realen Geomodell, basierend auf Daten einer Tight Gas Lagerstätte aus dem Rotliegenden Norddeutschlands, eingesetzt. Diese Lagerstätte wurde 1983 durch einen massiven Frac hydraulisch behandelt. Die Ergebnisse in Bezug auf die Frac-Ausbreitung wurden mit denen des analytischen P3D Simulators FracPro verglichen.
Es ist festzustellen, dass der originale Code FLAC3D, basierend auf der Kontinuumsmechanik, für Feldanwendungen ungeeignet ist. In weiteren Untersuchungen wurde ein eigen entwickelter Algorithmus mit einer wandelbaren Randbedingung auf der Basis der Diskontinuumsmechanik in FLAC3D implementiert, und die Ergebnisse zeigen eine recht gute Übereinstimmung mit denen von FracPro.
Als Vorteile dieses neuen Rechenalgorithmus sind vor allem die Fähigkeit zur Optimierung von Multifracs sowie die realitätsnähere Darstellung mit flexibler und unregelmäßiger Frac-Front zu nennen, die die Spannungszustände in den Multilayern und ihre unterschiedlichen gesteinsmechanischen Eigenschaften widerspiegelt. Die durchgeführte Sensibilitätsanalyse zeigt, dass die Frac-Geometrie in starkem Maße von der Viskosität des Frac-Fluids abhängt, während die Injektionsrate und die Zugfestigkeit des Gesteins einen wesentlich geringeren Einfluss haben.