Ten Years of Geomechanical Modelling Using Abaqus

37 Pages·2013·15.82 MB·English

TTeenn YYeeaarrss ooff GGeeoommeecchhaanniiccaall MMooddeelllliinngg
UUssiinngg AAbbaaqquuss
CCuurrrreenntt FFrraammeewwoorrkk aanndd NNeeww PPeerrssppeeccttiivveess
Stefano Mantica E&P
RUM, Milan 07/11/2013
www.eni.it
Outline
(cid:131) Motivation: need for geomechanics, 1999
(cid:131) The choice: Abaqqus test,, 2000
(cid:131) EEnnii’ss wwoorrkkffllooww ffoorr ffiieelldd ssccaallee ggeeoommeecchhaanniiccaall ssttuuddiieess
(cid:131)(cid:131) AAbbaaqquuss UUsseerrss CCoonnffeerreennccee 22000066, BBoossttoonn MMAA
(cid:131) EEnii-SSiimulliia CCooperattiion: JJoiintt RR&&DD PProjjectt, 22000088-22001100
(cid:131) Parameter identification: automatic multiscale optimization
(cid:131) Focus on the well scale: wellbore and completion stability
(cid:131) Future Perspectives in 2013: change the point of view
2
Need for Integrated Geomechanics – 1999
Production//Injjection
t t
0 1
Stress state variation
DDefformattiion
Fluid pressure
p
0
variiattiion
RReesseerrvvooiirr 33DD ““SSttaattiicc”” mmooddeell RReesseerrvvooiirr 33DD “DDyynnaammiicc” mmooddeell GGeeoommeecchhaanniiccaall 33DD mmooddeell
IInntteeggrraatteedd ssiimmuullaattiioonn aapppprrooaacchh
3
Test of the Abaqus Software – 2000
FF.EE.MM. MModdell AAbbaqus
2000
WWoorrkk sscchheedduullee ((RR&&DD pprroojjeecctt))
FFeeaattuurreess
AAccccuurraattee
• Phase 1 – Geertsma synthetic case
FFaasstt
• Phase 2 – Geertsma geometry, c = c (z)
m m
Milestone
EEllastto-pllasttiiciitty • Phase 3 – From ECL to FEM model
UUser ffriienddlly • PPhhase 44 – RReall reservoiir, straiin nuclleii versus FFEEMM
•• PPhhaassee 55 – RReeaall rreesseerrvooiirr, eextteennssiioonn cc ==cc ((z))
Strong support
m m
•• PPhhaassee 66 – RReeaall rreesseerrvvooiirr, eellaassttoo-ppllaassttiicc bbeehhaavviioouurr
Fully integrated
Eni Agip Division - DSC
4
Test of Abaqus Phase 1: Geertsma Synthetic Case
• Cylindrical reservoir
• Homogeneous elastic semi-infinite space
rr
C
…
R
z
DDiissppllaacceemmeenntt
Features
Accurate
FFaasstt
Stress
Elasto-plasticity
User friendly
SSttrroonngg ssuuppppoorrtt
Fully integrated
5
Outline
(cid:131) Motivation: need for geomechanics, 1999
(cid:131) The choice: Abaqqus test,, 2000
(cid:131) EEnnii’ss wwoorrkkffllooww ffoorr ffiieelldd ssccaallee ggeeoommeecchhaanniiccaall ssttuuddiieess
(cid:131)(cid:131) AAbbaaqquuss UUsseerrss CCoonnffeerreennccee 22000066
(cid:131) EEnii-SSiimulliia CCooperattiion: JJoiintt RR&&DD PProjjectt, 22000088-22001100
(cid:131) Parameter identification: automatic multiscale optimization
(cid:131) Focus on the well scale: wellbore and completion stability
(cid:131) Future Perspectives: change the point of view
6
Eni’s Workflow for Subsidence Simulation
(cid:131) FEM construction
(cid:131) griiddddiing
(cid:131) region definition (porous/non-porous; water/oil/gas bearing)
(cid:131) Property assignation
(cid:131) bulk/dry density
(cid:131) fluid ppropperties: sppecific weigght
(cid:131) rock properties: constitutive law / geomechanical properties
(cid:131) Boundary condition & Initialization
(cid:131) ddisspplaacceemeentt aatt tthee bboouunddaarieess
(cid:131) initial stress/pore pressure
(cid:131)(cid:131) iinniittiiaall vvooiidd rraattiioo
(cid:131) EEllaassttoo-ppllaassttiicc ssiimmuullaattiioonnss
(cid:131) load history: pressure evolution assignment 0.0
-0.5
(cid:131)(cid:131) sseennssiittiivviittiieess aanndd mmaattcchh ooff mmeeaassuurreedd ddaattaa
m)m
e (c-1.0
c
n
e
d
si-1.5
b
(cid:131) RReessuullttss su
-2.0
(cid:131) Maps
-2.5
(cid:131)(cid:131) MMaaxxiimmuumm vvaalluuee eevvoolluuttiioonn Dec-01 Dec-03 Dec-05 Dec-07 Dec-09 Dec-11 Dec-13 Dec-15 Dec-17 Dec-19 Dec-21 Dec-23 Dec-25 Dec-27 Dec-29
The Implementation: Eclipse-Abaqus Interface, Grid (1/3)
Interface
Eclliipse Moddell Abbaqus Moddell
FF..DD.. GGRRIIDD FF..EE..MM.. GGRRIIDD
x F.D. pressure
Cell Node coords Node # Coords
o F.E.M. pressure
((1,,1)) ((x ,,yy ))…((x ,,yy )) 1 ((x,,yy))
11 11 44 44
… …
(2,1) (x ,y )…(x ,y ) j=1 j=2 j=3
1 1 4 4
12 (x,y)
… … o o o o
((22,33)) ((xx ,yy ))…((xx ,yy ))
11 11 44 44 x x x
i=1 Element # Node #
o o o o
1 1 2 6 5
xx xx xx
i=2 … …
o o o o 6 7 8 12 11
8
The Implementation: Eclipse-Abaqus Interface, Grid (2/3)
Interface
Eclliipse Moddell Abbaqus Moddell
FF.DD. ggrriidd:: ppiinncchh oouutt
F.D. grid: fault
F.E. grid: pinch out
FF..EE.. ggrriidd:: ffaauulltt
9
The Implementation: Eclipse-Abaqus Interface, Grid (3/3)
Interface
Eclliipse Moddell Abbaqus Moddell
First Abaqus mesh
RReeffiinneedd, YY22KK
of a reservoir, 2000
10