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.

Fakta

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

Ingen

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

Obligatoriske øvinger

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 Strand

Studieprogramleder:

Lisa Jean Watson

Studiekoordinator:

Karina Sanni

Arbeidsformer

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

Åpent for

Enkeltemner ved Det teknisk-naturvitenskaplige fakultet
Energi, reservoar og geovitenskap - master i realfag Petroleumsteknologi - master i teknologi/siv.ing. Petroleumsteknologi - master i teknologi, femårig
Utveksling ved Det teknisk- naturvitenskapelige fakultet

Emneevaluering

Det skal være en tidligdialog mellom emneansvarlig, studenttillitsvalgt og studentene. Formålet er tilbakemelding fra studentene for endringer og justering i emnet inneværende semester.I tillegg skal det gjennomføres en digital emneevaluering minimum hvert tredje år. Den har som formål å innhente studentenes erfaringer med emnet.

Litteratur

Søk etter pensumlitteratur i Leganto