SUBI

Geomechanische Fallstudie im mittleren Oberrheingraben

Promotionsprojekt: Ch. Wagner

Seismische Interpretation und Erstellung eines geomechanischen Reservoirmodells – eine Fallstudie aus dem Oberrheingraben.

Störungen und Lithologiewechsel führen zur Beeinflussung des tektonischen Spannungszustands im Untergrund. Dabei kann es lokal zu deutlichen Abweichungen in Magnitude und Orientierung des Spannungsfeldes vom regionalen Trend kommen. Um Risiken im Bereich der KW-Exploration und Tiefen Geothermie zu minimieren, ist eine Vorhersage solcher Spannungsfeldperturbationen von großem Interesse. Für ein realitätsnahes geomechanisches Lagerstättenmodell auf Basis der Finite Elemente Methode werden Daten wie Reservoirgeometrie, regionales Spannungsfeld sowie geomechanische Kennwerte der einzelnen Lithologien und Störungen benötigt. Aus der numerischen Simulation können Prognosen, z.B. zu Spannungsfeld und Kluftnetzwerken, in den noch nicht erschlossenen Lagerstättenbereichen getroffen werden.

Die Fallstudie für die Anwendung dieses Workflows befindet sich im mittleren Bereich des Oberrheingrabens, nordwestlich von Karlsruhe. Die 3D Seismik, die dem geomechanischen Reservoirmodell zu Grunde liegt, deckt ein Areal von ca. 7,5 x 9,5 km ab. Nach der Interpretation der Seismik hinsichtlich Störungen und lithostratigraphischer Grenzflächen wird das Strukturmodell in ein geomechanisches Lagerstättenmodell überführt und mit möglichst spezifischen mechanischen Parametern belegt. Die Modellierung liefert neben dem 3D Spannungstensor für jeden beliebigen Modellteil auch Hinweise zum Bewegungscharakter und der Hydraulik der Störungen, die mit Beobachtungsdaten abgeglichen werden sollen.

Links: Darstellung der für das geomechanische Reservoirmodell relevanten Störungen. Die Störungsgeometrie basiert auf den aus 2D und 3D Seismik gewonnenen Interpretationen. Exemplarisch sind zwei Horizonte des Modells sowie eine seismische Inline (blauer Rahmen) dargestellt. Rechts: Exemplarische Darstellung des Geometrieübertrags von Petrel (Software zur Bearbeitung von seismischen Datensätzen) zu ANSYS ( Finite - Elemente Software) an zwei Störungsblöcken. Darstellung der grundlegenden Punktdaten in Petrel (A), welche aus den Schnitten zwischen Horizonten und Störungen gewonnen werden. Die Punktdaten werden mittels kartesischen Koordinaten zu ANSYS übertragen und dort unter Zuhilfenahme von Splinefunktionen in Linien umgewandelt (B). Aus den Linien können Flächen, so genannte „coons patches“ (C), gewonnen werden. Diese sind der Ausgangspunkt für die Erstellung der eigentlichen Volumen, die einzelnen Flächen werden vertikal miteinander verbunden (D). In diesem Beispiel bauen vier Volumen einen Störungsblock auf. (Abb. Ch.Wagner)
Links: Darstellung der für das geomechanische Reservoirmodell relevanten Störungen. Die Störungsgeometrie basiert auf den aus 2D und 3D Seismik gewonnenen Interpretationen. Exemplarisch sind zwei Horizonte des Modells sowie eine seismische Inline (blauer Rahmen) dargestellt. Rechts: Exemplarische Darstellung des Geometrieübertrags von Petrel (Software zur Bearbeitung von seismischen Datensätzen) zu ANSYS ( Finite – Elemente Software) an zwei Störungsblöcken. Darstellung der grundlegenden Punktdaten in Petrel (A), welche aus den Schnitten zwischen Horizonten und Störungen gewonnen werden. Die Punktdaten werden mittels kartesischen Koordinaten zu ANSYS übertragen und dort unter Zuhilfenahme von Splinefunktionen in Linien umgewandelt (B). Aus den Linien können Flächen, so genannte „coons patches“ (C), gewonnen werden. Diese sind der Ausgangspunkt für die Erstellung der eigentlichen Volumen, die einzelnen Flächen werden vertikal miteinander verbunden (D). In diesem Beispiel bauen vier Volumen einen Störungsblock auf. (Abb. Ch.Wagner)

Das Projekt wird von GDF SUEZ E&P Deutschland GmbH unterstützt.

Kontakte für weitere Informationen:

Dipl.-Geol. Christoph Wagner