A Model of Secondary Hydrocarbon Migration As a Buoyancy-Driven Separate Phase Flow Un modèle de migration secondaire des hydrocarbures considéré comme un écoulement en phases séparées régi par la poussée d'Archimède

Abstract

A mathematical model of secondary migration is described which permits the prediction of hydrocarbon migration and accumulation patterns in a sedimentary basin, if source rock expulsion rates and geometrical and hydraulic properties of major carrier systems are known through geological time. In this model, secondary migration is treated as buoyancy-driven, segregated flow of hydrocarbons in hydrostatic aquifers. Lateral, updip migration is conceived as a Boussinesq-type, free-surface flow, with source and sink terms representing supply from source rocks and leakage through cap rocks and faults. This permits a two-dimensional, map-view mathematical description of a three-dimensional, time-dependent secondary migration system. A nine-point finite difference approximation has been developed to minimize numerical dispersion, and upstream-weighting is used to obtain stable solutions. Example computations for simple, single carrier bed structures are presented. L'article décrit un modèle mathématique de migration secondaire prédisant la migration des hydrocarbures et leur accumulation dans un bassin sédimentaire, lorsque les taux d'expulsion des roches mères et les propriétés géométriques et hydrauliques des principaux systèmes de drainage sont connus à l'échelle du temps géologique. Dans ce modèle, la migration secondaire est traitée comme un écoulement des hydrocarbures en phase séparée, contrôlé par la poussée d'Archimède, dans des aquifères hydrostatiques. La migration latérale est considérée comme un écoulement de type Boussinesq, à surface libre, avec des termes sources et puits représentant les apports venant des roches mères et les fuites à travers les couvertures et les failles. Ceci permet une description mathématique bidimensionnelle cartographiable d'un système de migration secondaire tridimensionnel et dépendant du temps. On utilise une approximation type différences finies à neuf points pour minimiser la dispersion numérique et une pondération amont pour obtenir des solutions stables. Des exemples de calcul pour des structures simples avec une seule couche perméable sont présentés.