dgmk_project_721

Geomechanische Modellierung eines Erdgasfeldes im Norddeutschen Becken

Schrägansicht auf Störungsnetzwerk des geomechanischen Lagerstättenmodells der Fallstudie. Die Farbkonturierung der Störungsflächen zeigt die berechneten Scherspannungen. (Abb. K.Fischer)
Schrägansicht auf Störungsnetzwerk des geomechanischen Lagerstättenmodells der Fallstudie. Die Farbkonturierung der Störungsflächen zeigt die berechneten Scherspannungen. (Abb. K.Fischer)

Promotionsprojekt: K. Fischer

DGMK Forschungsprojekt 721: Prognose von tektonischen Spannungen und Kluftnetzwerken mit geomechanischen Lagerstättenmodellen – Fallstudie eines Rotliegend Gasfeldes im Norddeutschen Becken.

Das tektonische Spannungsfeld beeinflusst in besonderem Maße die optimale Nutzung sowohl tiefer geothermischer Speicher, als auch konventioneller und unkonventioneller Kohlenwasserstofflagerstätten. So hängen u.a. die Bohrlochstabilität und die Orientierung von hydraulisch induzierter Risse vom rezenten in situ Spannungsfeld ab. Der Spannungszustand in einer Lagerstätte ist allerdings nicht homogen, sondern kann durch Störungen und aufgrund lithologischer Wechsel erheblich variieren.

Solch lokale Spannungsfeldperturbationen bestimmten ebenfalls die Ausprägung früherer Spannungsfelder, die sich vom rezenten Zustand deutlich unterschieden. Diese lokalen Variationen der Paläospannungsfelder während der Kluftentstehung und Reaktivierung waren verantwortlich für die räumlichen Unterschiede in der Kluftorientierung, -typ und -dichte, die heutzutage beobachtet werden.

Bild 2 DGMK-Projekt
Verteilung der minimalen Horizontalspannung in [MPa] innerhalb des Reservoirs der Fallstudie. (Abb. K.Fischer)

Innerhalb des DGMK Forschungsprojekts 721 wird das Potential geomechanischer Lagerstättenmodelle untersucht zur verlässlichen Prognose von in situ Spannungsfeldern und Kluftnetzwerken. Diese Modelle basieren auf der Finiten Elemente Methode (FEM), welche das bevorzugte numerische Verfahren ist aufgrund seiner Möglichkeiten die Komplexität realer Lagerstätten abzubilden. Eine Prognose, die idealerweise Bohrungen voraus geht ist sehr erstrebenswert um diese zu optimieren und Explorationsrisiken zu minimieren.

Die Lagerstätte der Fallstudie des Forschungsprojekts ist ein vollerschlossenes Gasfeld im Norddeutschen Becken. Für diese Lagerstätte wurde ein großräumiges geomechanisches FE Modell erstellt mit einer großen Anzahl an Störungen, die in der 3D Seismik interpretiert wurden. Eine große Bandbreite an weiteren Eingabe- und Kalibrierungsdaten ist ebenfalls vorhanden und wird von den Projektpartnern zur Verfügung gestellt. Diese sind die ExxonMobil Production Deutschland GmbH, die Gaz de France Suez E&P Deutschland GmbH und die RWE Dea AG, für deren Finanzierung und Unterstützung gedankt wird.

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