Sprækker og bjergartsmekanik, fase 2.

Kendskabet til forekomst og hyppighed af sprækker i kalk og disses orientering er vigtig for optimalt at kunne planlægge udnyttelsen af et reservoir og af de tilhørende boringers stabilitet.

Projektbeskrivelse
Projektets formål er via et multidisciplinært samarbejde at kombinere geologisk sprækkebeskrivelse med bjergartsmekaniske/geotekniske egenskaber. Projektet omfatter: 1) Forbedring af metoder til opstilling af sprækkemodeller for reservoirer. 2) Forbedring af metoder til forudsigelse af bjergartsmekaniske egenskaber i reservoirzoner under hensyntagen til sprækkedannelse. Projektet vil opstille modeller for lavpermeable kalkreservoirer, hvor den naturlige opsprækning er af væsentlig betydning for indvindingen. Derved vil det være muligt at modellere sprækkeforekomster, således at naturlige eller nydannede sprækkesystemer kan indgå i f.eks. Finite Element beregninger og reservoirsimulering samt bidrage til øget forståelse af bjergartsspændingers størrelse og orientering i et reservoir. Den koordinerede indsats med integration og geotekniske resultater er tværfaglig forskning, der kan medvirke til sikring af en effektiv udnyttelse af de danske olieressourcer. En tæt koordination til olieindustrien vil ske gennem oprettelsen af en følgegruppe med repræsentanter fra et eller flere olieselskaber. Projektet er tilknyttet emneområdet indvinding og er placeret indenfor delområderne reservoiregenskaber (modellering af sprækkedannelse og sprækkers egenskaber) og reservoirmodeller (metoder til forudsigelse af spændingstilstande)
Resultater

I EFP-96 og EFP-98 programmerne er der udført kombinerede geologiske og geotekniske studier af sprækkernes indflydelse på de bjergartsmekaniske egenskaber i kalk. Data til kvantificering af effekten af naturligt forekommende sprækker i kalk er blevet tilvejebragt vha. triaksialforsøg i normal størrelse og i stor størrelse på tre typer af kalk, nemlig fra Valhal Tor og Tyra Maastrichtian og fra en landforekomst i Hillerslev. Fra den sidste lokalitet blev der også udtaget store prøver til triaksialforsøg i stor skal (500x500 mm) for at opnå en naturlig repræsentation af sprækkerne i kalken fra Hillerslev. Ved at sammenligne forsøgsresultaterne på sprækket og ikke sprækket kalk fra triaksialforsøgene i normal skala med forsøgene i stor skala fandt vi at kalkens stivhed er skalaafhængig, mens forskydningsstyrken ikke viste nogen skalaafhængighed. Endvider viste studierne, at sprækkerne har en signifikant indflydelse på forskydninsstyrken, at brugen af Geological Strength Index, GSI, til karakterisering af sprækkede kalkprøver giver en meget god forudsigelse af forskydningsbrud, at brud- og flydekarakeristik for sprækket og usprækket kalk kan forudsiges ved brug af GSI, at opskalering har indflydelse på kalkens elastiske deformationsegenskaber ved små spændinger og at sprækkerne har indflydelse på kalkens kompressibilitet i det elastiske spændingsområde, men ikke i det plastiske. Til sidst er den praktiske anvendelse af nogle af den fundne resultater vurderet for egentlig reservoirkalk. Specielt er der fokuseret på opskaleringseffekten for styrke og deformationsegenskaberne, når man går fra normale testforhold til egentlige reservoirforhold. De fundne opskaleringslove er relevante ved vurdering af borehulsstabilitet, men ikke for kompaktionen af et reservoir. Generelt er projektets resultater relevante til brug ved kvantificering af effekten af kalken sprækkethed og af prøveforstyrrelsen i konventionelle bjergartsmekaniske forsøg, der udføres ved lavt sidetryk

Key figures

Periode:
1998 - 2000
Bevillingsår:
1998
Egen finansiering:
1,13 mio.
Støttebeløb:
1,96 mio.
Støtteprocent:
63 %
Projektbudget:
3,09 mio.

Kategori

Oprindelig title
Sprækker og bjergartsmekanik, fase 2. Geologisk/geoteknisk undersøgelse af sprækkede, lavpermeable kalkbjergarter
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Andet
Projekttype
Forskning
Journalnummer
1313/98-0006

Deltagere

Geoteknisk Institut (Main Responsible)

Kontakt

Kontakperson
Havmøller, Ole
Adresse
Geoteknisk Institut. Afdeling for Forsøg
Maglebjergvej 1
DK-2800 Lyngby, Denmark
Jørgensen, Morten (afdelingsleder); Projektleder: Havmøller, Ole (civ.ing.), 45884444, ole.havmoeller@geoteknisk.dk
Øvr. Partnere: Danmark og Grønlands Geologiske Undersøgelse (GEUS); Danmarks Tekniske Universitet. Institut for Geologi og Geoteknik