Ingen forudsætninger nødvendige for at simulere petroleumsreservoirer

Skjult dybt under vores fødder, oliebeholdere består af kulbrinter som olie og naturgas, opbevaret i porøs sten. Disse systemer er særligt interessante for fysikere, da de tydeligt viser, hvordan temperaturgradienter mellem forskellige regioner påvirker gradienterne af væsketryk og sammensætninger. Imidlertid, fordi disse reservoirer er så svære at få adgang til, forskere kan kun modellere dem ved hjælp af data fra et par sparsomme punkter, hvilket betyder, at mange af deres egenskaber kun kan gisnes om.

I en ny undersøgelse offentliggjort i EPJ E , fysikere fra Frankrig og Vietnam, ledet af Guillaume Galliero ved University of Pau, har fundet ud af, at dette gæt faktisk ikke er nødvendigt. De viser, at hvis de rigtige valg træffes ved konstruktion af modeller, ingen antagelser er nødvendige for at beregne temperaturgradienters indvirkning på tryk- og sammensætningsgradienter.

Ultimativt, Gallieros team udviklede en ligning, der fuldt ud udtrykker trykgradienten for oliebeholdere, som de derefter brugte til at bestemme variationer i kulbrintesammensætning i hele blandingen. Ved at trække på denne hovedligning, de var i stand til at identificere flere særlige tilfælde, hvor trykgradienten er påvirket af andre egenskaber, inklusive den resterende entropi af væsken - det punkt, hvor stenens permeabilitet bliver lavere end en bestemt tærskel. Når dette sker, temperaturgradienter genererer trykgradienter, der er proportionale med denne resterende entropi. Dette indebærer, at trykgradienterne på tværs af små dele af væsken genereres af balancen mellem deres egen resterende entropi, og væsken som helhed.

Galliero og hans kolleger startede ud fra grundlæggende principper for termodynamik, derefter validerede deres konklusioner ved hjælp af computersimuleringer. Deres arbejde kan vise sig at være uvurderligt for petroleumsingeniører og geovidenskabsfolk, der udforsker petroleumsreservoirers spændende termodynamiske egenskaber.