Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

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mensetzungen mit korrespondierenden natürlichen Fluiden
(korreliert anhand des GORs). Dabei zeigte sich, dass
die experimentell generierten Gase im Vergleich zu den
natürlichen Fluiden immer durch erhöhte Anteile an Ethan
und Propan auffielen. Ein solch „nasses“ Gas verändert
das Phasenverhalten von Erdöl in entscheidender Art und
Weise: nasses Gas löst sich sehr gut in Öl, was zu einer
Verringerung des Sättigungsdrucks der fludien Phase
führt. Somit ändert sich auch die Volumetrie der entstehenden
Phasen bei einsetzender Phasentrennung im Zug
der Migration von Bereichen hohen Druckes und Temperatur
(Muttergesteine) zu Zonen niedrigeren Druckes und
Temperatur (Reservoire). Bei gleichen Proportionen von
Gas und Öl in einem gegebenen Erdöl kann die unterschiedliche
Zusammensetzung der Gasphase (trocken,
sprich methanreich oder nass) zu Unterschieden im Sättigungsdruck
von bis zu 200 bar führen.
Aus den experimentellen Ergebnissen konnten wir feststellen,
dass die Gaszusammensetzung der generierten Fluide
sich systematisch mit den experimentellen Aufheizbedingungen
veränderte. Es zeigte sich, dass mit abnehmender
Heizrate das generierte Gas methanreicher („trockener“)
wurde. Demnach ist die generell beobachtete nasse Gaszusammensetzung
von Pyrolyseexperimenten nur ein Artefakt
der Laborbedingungen. Da aber natürliche Heizraten im
Labor nicht reproduziert werden können, bleibt die korrekte
Vorhersage der Gaszusammensetzung ein Problem.
Lösungsansätze erzielten wir unter Verwendung der natürlichen
Probenserien und Daten des Projektes (Abb. 4.76).
Die Gaszusammensetzung der einzelnen Probenserien
zeigte eine exzellente Korrelation zum GOR der Proben
wie in Abb. 4.76 dargestellt. Das Verhältnis von Methan
zur Summe der nassen Gase Ethan bis Pentan zeigte als
Funktion des GORs der Proben Korrelationskoeffizienten,
die in der Regel über 0,98 lagen. Besonders interessant
war die Beobachtung, dass diese Korrelationen für
jedes Explorationsgebiet unterschiedlich waren, wobei
ähnliche Trends für Produkte von Muttergesteinen von
ähnlicher organischer Fazies sichtbar wurden. Da, wie
oben erwähnt, eine Vorhersage des GOR direkt aus den
experimentellen Ergebnissen möglich ist, eröffneten diese
Korrelationen eine Möglichkeit, die fehlerhaften Gaszusammensetzungen
aus dem Labor zu korrigieren. Ein neuronales
Netzwerk wurde trainiert, anhand der verfügbaren
natürlichen und laborgenerierten Datensätze die experimentellen
Gaszusammensetzungen zu korrigieren. Die
so korrigierten Zusammensetzungen wurden verwendet,
um kompositionelle kinetische Modelle, die in 2Dund
3D-Beckenstudien getestet wurden, zu erstellen.
Abb. 4.77 zeigt ein Beispiel einer gelungenen Vorhersage
der Rohöleigenschaften in einem 3D-Model.
Die in diesem Projekt erzielten Ergebnisse erlauben nun
erstmalig die Verwendung experimenteller Ergebnisse für
die kompositionelle Vorhersage von natürlichen Erdölen,
Abb. 4.77: Vergleich von vorhergesagten und beobachteten Rohöleigenschaften in einem der 6 untersuchten Studiengebiete.
In grün werden Akkumulationen gezeigt, rote und grüne Linien zeigen die Migrationsbahnen von jeweils Gas
und Öl.
Comparison between predicted and observed petroleum properties in one of 6 study areas. Predicted accumulations
in green. Red and green lines indicate gas and oil migration pathways respectively.
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam