Fachausschuss Lagerstättentechnik
Simulation des Produktionsverhaltens gefracter Bohrungen in geringpermeablen Gaslagerstätten
Die Produktivität gefracter Bohrungen in Tight-Gas Lagerstätten bleibt häufig hinter den Prognosen zurück. Ziele dieses Forschungsprojektes sind daher die Erkundung des Potentials und der Defizite herkömmlicher Lagerstättensimulatoren, die Simulation gefracter geringpermeabler Gaslagerstätten, die Identifizierung von Schädigungsmechanismen im System Fördersonde-Frac-Lagerstätte sowie die Weiterentwicklung der vorhandenen Standardsoftware mit Ableitung praxisbezogener Modellierungspraktiken.
In der Simulationspraxis gefracter Bohrungen kristallisieren sich generell zwei Problemstellungen heraus: (i) die Simulation der Freiförderung (Clean-Up Period) und (ii) die des Langzeitverhaltens (Post-Fracturing Period). Als Simulator kommt das weitverbreitete Black-Oil Modell Eclipse E100 von GeoQuest mit verschiedenen Diskretisierungstypen zur Anwendung. Die Untersuchung der beiden Phasen erfolgt anhand zweier, von der Industrie bereitgestellter Fallstudien gefracter Vertikalbohrungen aus dem Norddeutschen Rotliegenden.
Im Fall der Bohrung 1 wurde der Clean-Up Prozess über mehrere Tage Förderdauer mit dem Simulationsmodell in adäquater Annäherung zwischen den gemessenen Feldwerten und berechneten Modellwerten abgebildet. Die Durchbruchszeit des Gases sowie die Gas- und Wasserförderraten zeigen eine gute Übereinstimmung. Der Fall der Bohrung 2 simulierte die Produktionsperiode von etwa 4 Jahren nach der Frac-Behandlung mit ebenfalls zufriedenstellenden History Match Ergebnissen: die berechneten Kopfdrücke stimmen im Vergleich zu den Felddaten sehr gut überein.
Wesentliche Einflussfunktionen in den Simulationsmodellen sind neben den erkannten Modellrestriktionen (i) die gebirgsmechanische Abhängigkeit von Reservoir- und Fracparametern von der effektiven Spannung sowie (ii) die Wassersättigungsbedingungen und die Gas-Wasser Fluss-Funktionen für die „dichten“ Reservoirgesteine.