T2015-05-UG University cluster 1:2 Fractures from basin to well scale

Samenvatting

Het lokale krachtenveld in gesteentelagen bepaalt het openen van natuurlijke en geinduceerde scheuren en daarmee de doorlatendheid van schalie gesteenten, die voor wat betreft hun matrix permeabiliteit zeer slecht doorlatend zijn. Het lokale krachtenveld op zijn beurt wordt beïnvloedt door het gedrag van scheurnetwerken en dus sprake van een sterke terugkoppeling .

Doel van het project is het beter kunnen voorspellen van lokale variaties in krachtenverdeling in de slechtdoorlatende fijnkorrelige gesteentelagen in de Nederlandse ondergrond. Het gedrag van bestaande scheurnetwerken wordt bestudeert rond grotere breuken middels veldstudies en mechanische computer simulaties. Hiermee kunnen we beter voorspellen wat voor kleinere scheuren verwacht kunnen, de mate waarin deze openstaan voor vloeistof stroming en in hoeverre deze scheuren en daarmee lokale krachtenverdeling het induceren van nieuwe scheuren beïnvloedt.

Veldstudies zijn uitgevoerd langs de Yorkshire kust waar de kleigesteenten aan het oppervlak liggen die vergelijkbaar zijn met relevante Posidonia schalies in de diepe Nederlandse ondergrond. Dit verschaft inzicht in hoe scheurnetwerken op een ~100m schaal geometrisch zijn georganiseerd. Hierbij richten we ons op de mate van dwarsverbindingen, de hiërarchie van kleine scheuren relatief tot grote scheuren en hoekrelaties van intersecties. Ons onderzoek toont welke aspecten van een breuk-scheurnetwerk kunnen worden vertaald naar de Nederlandse ondergrond. Dwarsverbindingen van een netwerk verbeteren de vloeistofstroming en hiërarchie en hoekrelaties hebben invloed op de mate waarin scheuren mechanisch open worden gedrukt. De mechanische interactie wordt onderzocht middels numerieke computer simulaties. De geometrie van de grootste breuken in het model zijn van de Nederlandse ondergrond bekend. De frequentie en oriëntaties van de kleine scheurtjes kunnen worden bepaald uit boorputgegevens.

Onze netwerksimulaties concentreren zich op de rol van de scheuren op tussengelegen schaal van tientallen meters tot breuken van enkele kilometers. Het openen van scheuren over tientallen meters is wenselijk terwijl de activatie van breuken dient te worden vermeden. Ons onderzoek hoopt daar antwoorden op te vinden.