3Dgeomech Colombia

Prognose von tektonischen Spannungen und Klüften in geringpermeablen Gasreservoiren – Eine Fallstudie aus dem Lower Magdalena Valley Becken/Kolumbien

Geomechanische Modelle helfen bei der optimalen Erschließung von Kohlenwasserstofflagerstätten. Gerade bei geringpermeablen Erdgasvorkommen ist die Kenntnis des rezenten Spannungsfeldes von entscheidender Bedeutung.

Geomechanisches Reservoirmodell eingebettet in side-, over- und underburden.
Bild: Fachgebiet Ingenieurgeologie

Fakten zum Projekt

Promotionsprojekt: Dr. Clairet I. Guerra +++ Laufzeit: 01.09.2015 bis 31.07.2019

1D geomechanisches Modell.
1D geomechanisches Modell.

Die vollständige Charakterisierung des Spannungszustandes sowie der mechanischen Eigenschaften eines Kohlenwasserstoff-Reservoirs ist entscheidend für die optimale Untersuchung und Erschließung eines geothermalen Reservoirs. Insbesondere bei geringpermeablen Erdgaslagerstätten ist eine detaillierte Kenntnis der räumlich variierenden Spannungsmagnituden und -orientierungen zur Planung der Stimulationsmaßnahmen wichtig. Numerische Modelle können hierzu Informationen liefern, die die geometrische Komplexität und die heterogene Materialverteilung im Untergrundaufbau berücksichtigen.

Rechengitter eines dreidimensionalen geomechanischen Modells, das den Block A (Reservoirbereich) einschliesst, eingebettet in Seiten-, Über- und Unterlager um Randeffekte zu vermeiden. (A) Aufsicht und (B) Seitenansicht.
Rechengitter eines dreidimensionalen geomechanischen Modells, das den Block A (Reservoirbereich) einschliesst, eingebettet in Seiten-, Über- und Unterlager um Randeffekte zu vermeiden. (A) Aufsicht und (B) Seitenansicht.

Als Fallbeispiel wurde ein Erdgasfeld im Lower Magdalena Valley Becken in Nordkolumbien ausgewählt, welches mit verschiedenen Modellierungsansätze untersucht wurde, Für dieses Erdgasfeld standen verschiedene geologische und geophysikalische Datensätzen zur Generierung, Parametrisierung und Kalibrierung eines 3D geomechanischen Modells zur Verfügung.

Auf der Grundlage von Bohrungsdaten wurden zunächst mehrere 1D MEM‘s (mechanical earth models) ertellt, welche u.a. zur Bestimmung von mechanischen Kennwerten und Porendrücken genutzt wurden. Diese Erkenntnisse wurden dann auf ein 3D Modell übertragen, wobei sowohl statistische Methoden zur Extrapolation als auch Informationen aus der 3D Seismik genutzt wurden.

Darüber hinaus wurden verschiedene Simulationskonzepte aus der Becken- und Maturitätsmodellierung sowie der Kluftprognose angewandt. Im Rahmen dieser Fallstudie liefert das 3D Modell einen 3D Spannungstensor sowie Kluftinformationen für den gesamten Modellraum. Somit kann es beispielswiese für die Planung,von Bohrungen und Stimulationsmaßnahmen verwandt werden.

  • Guerra, C., Fischer, K., Henk, A., 2019. Stress prediction using 1D and 3D geomechanical models of a tight gas reservoir—A case study from the Lower Magdalena Valley Basin, Colombia. Geomechanics for Energy and the Environment (2019), https://doi.org/10.1016/j.gete.2019.01.002.