Reservoarmodellering og simulering (GEO506)

I dette emnet ser vi på vi statisk og dynamisk reservoarsimulering basert på teori og praktisk arbeid med industriell standard kommersiell programvare (Schlumberger-pakken som inkluderer Eclipse og Petrel) og modelleringstilnærminger. Studentene trenes i å lage og anvende slike modeller, løse tekniske reservoarproblemer, vurdere fluid-in-place volumer og teste ulike ingeniørløsninger som brønnplassering, injeksjon / produksjonsopplegg. Samspillet mellom berg- og fluidegenskaper, geologi, brønnplassering og drivmekanismer vurderes for deres innvirkning på produksjon og økonomi. Emnet gir relevant kompetanse for modellering av petroleumsproduksjon og karbon/energilagring i porøse medier. Det er basert på konsistent matematisk beskrivelse og implementering i kommersiell programvare. 3D-gridkonstruksjon og geostatistisk egenskapsmodellering vil bli utforsket for å bestemme fluidvolumer, ta hensyn til usikkerhet og gi input til simuleringsmodeller. Black Oil-modellen og komposisjonell modellering vil bli brukt, og rollen til viktige transport- og lagringsmekanismer vil bli utforsket på enkle modellcaser og en realistisk feltmodell fra norsk kontinentalsokkel.

3D-gridbygging og ulike alternativer vil bli utforsket, inkludert viktige hensyn knyttet til forkastningsmodellering og prinsippet om kombinert horisont/forkastningsmodellering. For geostatistisk egenskapsmodellering vil ulike facies-modelleringsteknikker, inkludert objekt- og indikatorsimulering, bli vurdert, sammen med stokastiske petrofysiske modelleringsteknikker, Sw-beregninger og usikkerhetsanalyse. Det vil bli gitt en innføring i fordelene med bruk av workflow, inkludert hvordan dette verktøyet kan brukes til å konstruere flere realiseringer/scenarier for formålet med usikkerhetsanalyse.

Differensialligningene for massebevaring i sammenheng med underjordisk flerfasestrømning er utledet for Black Oil og komposisjonell modellering. Viktige inputparametere og funksjoner beskrives, samt gridparametere, grensebetingelser og transport- og lagringsmekanismer. Vi skisserer kort den numeriske løsningsprosedyren for differensialligningene, inkludert diskretisering ved endelige differanser, linearisering og Newton-Raphson-metoden. Kontinuerlig bruk av kommersiell simulator brukes for å få praktisk erfaring med å løse reservoartekniske problemer. Øvelse og rapporter på enkle eksempler utføres før arbeidet med feltcaset.

Kunnskap:

Etter fullført emne skal studenten kunne:

• Prinsipper for geomodellering
• Hvordan konstruere en geomodell
• Hovedkomponentene i et 3D-grid
• Stokastiske facies/egenskapsmodelleringsteknikker
• Volumberegninger i reservoaret
• Håndtering av usikkerheter i 3D-modeller
• Viktige hensyn og begrensninger ved geomodeller
• Differensialligninger for massekonservering.
• Black Oil og komposisjonsmodeller.
• Vurdere fluid volum.
• Evaluere effekten av usikkerhet i nøkkelparametere.
• Sentrale transportmekanismer for væsketransport og produksjon.
• Hvordan bruke en simulator for å løse reservoartekniske problemer.
• Hovedtrinn i numerisk løsning av reservoarproblemer (diskretisering med endelige differanser, Newton-Raphson, IMPES og fullt implisitt, løsning av lineære ligninger).

Ferdigheter:

Etter fullført emne skal studenten kunne:

• Konstruere en geomodell ved hjelp av typiske feltdata og beregne volumer.
• Forberede modellinndataene for simulering.
• Håndtere usikkerheter i geomodeller.
• Utføre sensitivitetsanalyser og tolke simuleringsresultater.
• Beskrive spesifikke porøse mediestrømningsproblemer konsistent ved hjelp av massebalanseligninger, begrensninger, fluid- og bergartsegenskaper, grensebetingelser og kildeledd.
• Implementere og løse reservoartekniske problemer med simuleringsprogramvare.
• Forstå nøkkeltrekk ved en modell og modifisere den for prediksjon, implementering av nye tekniske løsninger eller forbedret representasjon av geologien eller feltutviklingen.

Generell kompetanse:

Etter fullført emne skal studenten kunne formidle:

• Teknikker som kreves for bygging av 3D-grid
• Ulike metoder for facies og egenskapsmodellering
• Modelleringstilnærminger i reservoarsimulering.
• Rollen til mekanismer som advektive, gravitasjons- og kapillærkrefter og fluidegenskaper for væskefordeling og strømning.
• Løsninger for modellering av spesifikke porøse mediestrømningssystemer.

Forelesninger, gruppeprosjekter, simuleringsøvelser, teoretiske øvinger

Emnet inkluderer en innføring i en industriell programvare som undervises i begynnelsen av semesteret eller slutten av det foregående semesteret. Deltakelse på dette er ikke obligatorisk, men anbefales på det sterkeste for bedre å kunne fullføre vurderingene.

Dette emnet vil inkludere digitale undervisningsformer: forhåndsinnspilte videoer. Dette emnet vil også ha fysiske møter. Studenten er selv ansvarlig for å sjekke pensum og emneinformasjon gitt av underviser i Canvas.