Reservoar fysikk og kjemi (GEO502)
Å utnytte sedimentære bergarters reservoarer til vannforsyning, avfallslagring eller hydrokarbonproduksjon på en bærekraftig og energieffektiv måte krever god forståelse av kjemien og fysikken til de involverte fasene. Å forstå reservoarer er nøkkelen til å forvalte, vedlikeholde og øke lagringskapasiteten eller reservene. Definisjon av reservoarbergarter, deres egenskaper og trykk-, volum- og temperaturforholdene (PVT) som påvirker væskene deres er en del av den grunnleggende kunnskapen som både geoforskere og ingeniører må konfrontere daglig i industrien. Dette emne introduserer geologiske, fysiske og kjemiske prosesser som styrer trykk-, volum- og temperaturforholdene (PVT), som igjen påvirker egenskapene til bergarter og porevæsker ved undergrunnsreservoarforhold.
Karbondioksidinjeksjon brukes til å redusere klimautslipp. Gass- og vanninjeksjon er vanlig for trykkstøtte og forbedret fortrengning av hydrokarboner fra reservoarer. De reaktive artene i injeksjonsvæsken kan forårsake oppløsning eller utfelling av mineraler eller salter i injeksjonsbrønnen, nær brønnbanesonen og videre inn i reservoaret. Dette påvirker ytelsen til produksjonsbrønner, påvirker bergartens styrke/stabilitet, fluidpermeabilitet og reservoarfuktighet, som styrer utvinning av hydrokarboner. God kunnskap om reservoarkjemi kan minimere problemer knyttet til reduksjon i injektivitet og produktivitet, og samtidig optimalisere lagringskapasiteten eller utvinningspotensialet fra reservoarer.
Dette emnet tar for seg de kjemiske egenskapene til hver fase i reservoaret, mineral, vann, gass og/eller hydrokarbon, deres kjemiske og fysiske interaksjoner, og hvordan dette kan påvirke fysiske strømningsegenskaper, og reservoarets integritet for optimalisert reservoarstyring.
Dette er emnebeskrivelsen for studieåret 2025-2026. Merk at det kan komme endringer.
Emnekode
GEO502
Versjon
1
Vekting (stp)
10
Semester undervisningsstart
Høst
Antall semestre
1
Vurderingssemester
Høst
Undervisningsspråk
Engelsk, Norsk
Innhold
Dette emnet dekker:
- Saltlake og steinkjemi
- Reservoar mineralogi
- PVT-egenskaper til saltlake, hydrokarboner og uorganiske gasser
- Interaksjoner mellom reservoarmineraler og væsker
- Fuktbarhet i reservoaret
- Væskestrøm i porøse medier
- Endringsprosesser for fuktbarhet for optimalisert væskestrøm i reservoarer
Læringsutbytte
Kunnskap:
Etter fullført emne skal studentene kunne:
- de forskjellige elementene og prosessene som fører til dannelse av porøse reservoarfeller, og ladning av porevæsker, saltlake, gass eller hydrokarboner i undergrunnen.
- Porøse reservoarer inneholder flere faser: mineraler, formasjonsvann, gass og flytende hydrokarboner. Studentene skal kjenne til kjemiske begreper og definisjoner knyttet til mineraler og mineraloverflater, og kjemien til porevæsker, vann, gass og hydrokarboner.
- Grunnleggende kunnskap om type porevæsker, og oppførselen til væskene i reservoaret, gjennom produksjons- og prosesssystemer.
- Kunnskap knyttet til væske-væske og væske-fast vekselvirkninger, og økt forståelse av faktorene/parametrene som påvirker mineralske overflateladninger, mineraloppløsning og reservoarets integritet under operasjoner.
- Kunnskap knyttet til interaksjoner mellom råolje og saltlake og stein (CoBR) som dikterer initial reservoarfuktbarhet
- hvordan væskestrømmen i porøse medier styres av fuktbarhet og hvordan kjemisk induserte fuktbarhetsendringsprosesser kan optimalisere oljeutvinning ved for eksempel smart vanninjeksjon.
Ferdigheter:
Etter fullført emne skal studentene kunne:
- Beskrive oppførselen til reservoarets mineral- og fluidfaser.
- Beregning av lagringskapasitet for avfallsvæsker i reservoarer, eller tilstedeværende reserver basert på petrofysikk, og produksjons-/testdata.
- Utføre representativ prøvetaking av reservoarvæsker for komposisjons- og PVT-analyse.
- Gjennomføre eksperimentelle teknikker for komposisjons- og PVT-analyse i laboratoriet.
- Bruke komposisjons- og PVT-simuleringsverktøy for reservoar- og produksjonsvæskeegenskapsberegninger.
- Gjøre enkle beregninger innen vannkjemi, bruke de geokjemiske modelleringsverktøyene til å undersøke kompatibilitet mellom formasjons- og injeksjonsvæsker, faseinteraksjoner mellom saltlake og mineraler som påvirker mineraloppløsning og utfelling, og rapportere disse observasjonene.
- Evaluere reservoarfuktighetsevne, og vurdere potensialet for kjemisk fuktbarhetsendring for å forbedre oljeutvinningen
- Formidle den kjemiske og fysiske kunnskapen på en god og grei måte.
Generell kompetanse:
Etter fullført emne skal studentene kunne:
- Kommunisere og forklare industri og samfunn hvordan reservoarfluidsystemer fungerer med hensyn til trykk, volum og temperatur.
- Beskrive hvordan reservoarfasene kan samhandle med injeksjonsvæsker under reservoaroperasjoner.
- Evaluere potensialet for lagring, injeksjon og produksjon av avfallsvæske på en bærekraftig måte uten å påvirke reservoarets integritet under drift.
- Designe optimale og miljøansvarlige løsninger for utnyttelse av reservoarer i undergrunnen
Forkunnskapskrav
Eksamen / vurdering
Vurderingsform | Vekting | Varighet | Karakter | Hjelpemiddel |
---|---|---|---|---|
Skriftlig eksamen | 1/1 | 4 Timer | Bokstavkarakterer | Standard kalkulator |
Skriftlig eksamen med penn og papir
Vilkår for å gå opp til eksamen/vurdering
Følgende rapporter må være godkjent for å få adgang til avsluttende eksamen.
- Prosjekt rapport; Laboratorieøvelser i PVT-analyse av reservoarvæsker.
- Prosjekt rapport; Saltlakekjemi og geokjemiske interaksjoner
Fagperson(er)
Emneansvarlig:
Skule StrandStudieprogramleder:
Lisa Jean WatsonStudiekoordinator:
Karina SanniArbeidsformer
Emnet inkluderer forelesninger, øvinger og laboratorieøvelser.
6 timer per uke med organiserte forelesninger og oppgaveløsning.
Dette emnet vil kun ha fysiske møter. Studenten er selv ansvarlig for å sjekke pensum og emneinformasjon gitt av underviser i Canvas.
Overlapping
Emne | Reduksjon (SP) |
---|---|
PVT i petroleum reservoarer og fluider (PET500_1) | 5 |
Reservoarkjemi (PET570_1) | 5 |