Рейтинг@Mail.ru
Навигация

← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →

Журнал First Break – Июль 2009 – Выпуск 7 – Том 27 – Новости EAGE

Рассмотрение случаев и результаты тестов на втором семинаре по пассивной сейсмологии на Кипре

2й семинар EAGE по пассивной сейсмологии прошел 22-25 марта в Лимасоле, Кипр. Этот отчет представили члены организационного комитета: Timothy Keho, председатель (Saudi Aramco), Ghiath Ajlani (ADNOC), Peter Duncan (Microseismic), Adel El-Emam (Kuwait Oil Company), Cengiz Esmersoy (Schlumberger), Rodney Johnston (BP), Ramin Nawab (Total), Fernando Neves (PDO, Shell International), Jean-Jacques Postel (CGG Veritas), Anca Rosca (Chevron), и Anupama Venkataraman (ExxonMobil). В составлении отчета приняли также участие Aldo Vesnaver (OGS) и Mike Jervis (Saudi Aramco). Семинар в Лимасоле стал продолжением первого семинара по пассивной сейсмологии, проходившего в Дублине в декабре 2006 года, и был организован Mohammed Al-Faraj из Saudi Aramco. На нем были представлены работы по мониторингу обломочных и карбонатных пластов, гидравлическим разломам, захоронению углерода и низкочастотной спектроскопии. Доклады делали представители крупнейших национальных и международных нефтяных и газовых компаний, сервис-провайдеров, университетов и исследовательских институтов. В семинаре приняли участие 90 делегатов из 20 стран Северной Америки, Европы, Среднего востока и Азии. Основное внимание на семинаре было уделено обработке и интерпретации данных. Представленные методы обработки данных охватывали детектирование волны и ее локализацию, графическое отображение и интерферометрию, а также инте-грацию пассивных и активных сейсмических методов. В представленные методы интерпретации вошли моделирование и анализ данных для описания пластов, оценка продуктивности скважины, механизмы фокусировки, затухание, проницаемость пласта и жидкостной поток. Пассивная сейсмология остается все еще новой технологией для общего мониторинга резервуаров, однако, для мониторинга гидравлических разломов она уже предлагается, как хорошо отработанная коммерческая услуга. Для улучшения качества обработки и интерпретации использовались технологии из других дисциплин и приложений. Например, обратное время миграции и интерферометрия из отображения активных сейсмических данных и анализ механизмов фокусировки из сейсмологии начинают широко использоваться в пассивных сейсмических приложениях. Почти все представленные на семинаре работы касались рассмотрения конкретных ситуаций или проверки новых технологии в полевых условиях. Данные ниже обзоры статей разбиты по приложениям, как мониторинг резервуаров и гидравлических разломов, и по используемым методикам, как графическое отображение и анализ механизмов фокусировки. Локализация волн Общепринятый метод выделения волн через определение времени прохождения волны и ее поляризацию остается основным для обработки пассивных сейсмических данных. Определение погрешности локализации места, связанной с выбором скоростной модели и геометрией сбора данных является ключевой областью исследований. Michaud et al. применяют эту технологию для детектирования события и локализации места на основе анализа времен прибытия сигналов и углов поляризации к горизонтальной мониторинговой конфигурации. Они используют оценку отношения сигнал-шум для P- и S-волн, и функцию плотности вероятностей для погрешности P- поляризованной волны. Новая методика дает автоматическую оценку времени и места волны, и погрешности их определения. Была вычислена магнитуда волны с помощью одномерной анизотропной модели калибровки с использованием перфорации: более мощные волны трактовались, как более поздние. Распределение микросейсмичности соответствовало данным бурения и трехмерной сейсмической интерпретации. Jones et al. подчеркивают важность отклонения поляризации для определения места микросейсмических событий с помощью системы скважинных геофонов. Они идентифицировали порядка 1600 событий, зарегистрированных в течение 18 дней в Ekofisk в апреле 1997 года с учетом и без учета глубины. Они пришли к выводу, что учет информации о глубине дает более точное место события, если ведется наблюдение с меньшим разбросом и большей кучностью событий. В большинстве случаев наблюдаемую микросейсмичность можно было для мониторинга резервуаров с использованием улучшенного метода Wadati по оценке времени возникновения микроземлетрясений. Прямой поток данных по ин-дуцированным микро-землетрясениям позволил графически отобразить тонкие пласты, которые невозможно идентифицировать только при помощи 3D поверхностных сейсмических данных. Eisner et al. представили синтезатор, который трактовал чувствительность определения места события как функцию геометрии расположения дат-чиков, погрешности измерения скорости и погрешности выборки для двухмерных поверхностных конфигураций и одномерных скважинных конфигураций. Было подтверждено, что погрешность определения места является функцией одновременно и апертуры, и расположения датчиков в случае скважины, и отношения апертуры к предполагаемой глубине в поверхностном случае. Было показано, что погрешности скорости влияют на данные конфигураций датчиков в скважине в горизонтальном и вертикальном направлении, и на поверхностные конфигурации, в основном, по вертикали. Было выдвинуто предположение, что если важно контролировать глубину роста разлома, то предпочтительно использовать скважинную конфигурацию, поверхностная конфигурация дает хорошие результаты для наблюдения боковых ответвлений на одном горизон-те. Jervis и Dasgupta рассмотрели ситуацию на месторождении Ghawar, где для наблюдения за инжекцией воды были использованы одновременно поверхностная, глубокая скважинная и неглубокая скважинная конфигурации. Микросейсмические события не были связаны с инжекцией воды в нормальном режиме добычи. Однако когда в режиме тестирования скорость инжекции был искусственно повышена, начала наблюдаться микросейсмика. Более того, увеличилось наблюдаемое время задержки между инжекционным импульсом и началом вторичных собы-тий. Vernier et al. представили анализ точности определения места для конкретного случая. Поверхностная конфигурация детектировала только часть события, которое полностью детектировалось скважинной конфигурацией из-за высокого уровня шума на поверхности. Беспроводная скважинная конфигурация дала более высокое значение отношения сигнал/шум, чем закрепленная. Bardainne и Gaucher представили метод нелинейной инверсии для определения калибровочной скорости, минимизирующей время затухания, остаточную поляризацию и погрешность локализации для известных источников (отдельные и связанные отверстия). Похоже, этот подход может быть полезным для сложных моделей скоростей. Kindy et al. представили рассмотрение ситуации в Омане, где в течение 11 лет постоянные скважинные сенсоры, прикрепленные в наблюдательных скважинах, контро-лировали инжекцию воды и пара и целостность верхней породы. Они идентифицировали шумы, связанные с транспортом, конструкцией, кабелями, каротажным оборудованием, катодной защитой, силовыми линиями и добычей/инжекцией. На примере шума силовых линий был продемонстрирован эффективный метод снижения шумов. Графическое изображение Использование методов графического изображения для пассивных сейсмических приложений находится еще на стадии разработки. Одной из проблем отображения пассивных сейсмических данных, не касающейся активных данных, является модель распространения вторичных микросейсмических событий. Другими проблемами являются пространственный сбор данных и их большие объемы из-за непрерывного наблюдения. Schissel? et al. представили вариацию обычного метода подобия для автоматически определяемых микросеймических событий в ус-ловиях высокого поверхностного шума. Преимущества нового метода были показаны на 3D модельных данных с варьированием отношения сигнал/шум и различным уровнем погрешности в скоростной модели и остаточных атмосферных шумах. Предложенный метод, возможно, немного менее чувствителен к погрешности в скоростной модели, но более чувствителен к отношению сигнал/шум исходных данных. Chambers et al. показали, что методы обработки данных с помощью миграции могут быть применены для получения сигналов, записанных с помощью поверхностных конфигураций датчиков, слишком слабых для непосредственного наблюдения. Результаты зависят от геометрии конфигурации, метода наложения, скоростной модели и уровня посторонних шумов. Ruigrok et al. исследовали возможность отображения слоев, лежащих ниже ослабляющей сигнал покрывающей породы с помощью сейсмической интерферометрии. Для удаления дефектов изображения, связанных с негладкостью распределения источников и потерями сигнала, авторы предложили скомбинировать классическую интерферометрию с многомерной сверткой. Xiao et al. представили результаты использования интерферометрического метода локализации для модельных данных как отправного пункта автоматической локализации слабых событий при наличии шумов. Artman et al. показали, что моделирование с помощью временной инверсии может дать хорошее качество отображения многочисленных источников, даже если волновые фронты не наблюдаются непосредственно и не могут быть разделены и отображены независимо. Механизмы фокусировки Концепции, касающиеся механизмов фокусировки, были привнесены в пассивную сейсмологию для по-вышения возможностей интерпретации. Презентации и обсуждение вращались вокруг определения и интерпретации решений тензора момента, которые содержат двойные пары, Большое число сферических волн возникло вдали от скважины, двойные парные источники посередине, и в основном объемные компоненты вблизи стимуляции. Дальнейшая работа по разработке разломов может привести к возможности определения эффективного объема разлома и помочь в определении возможностей рестимуляции. Kuehn et al. вычислили полный тензор моментов по амплитуде P-волны от события, зарегистрированного в породе в Фин-ляндии. Инверсия 29 событий показала, что пять имели значительную изотропную составляющую, в то время, как у трети требовалась компенсирующая линейная компонента диполя более 50%. В ходе обсуждения было замечено, что многие события хорошо описываются механизмом двойных пар, т.е. Непарная составляющая является незначительной. Godano et al. представили модельную инверсию для опре-деления силы, глубины и угла обеих плоскостей характеризации в двойном парном механизме фокализации. В методе использовались P, SV и SH события, вместо стандартных P. Это позволило получить более точное решение при меньшем количестве приемников. Моделирование Angus et al. показали результаты использования геомеханической модели для предсказания микро-сейсмических событий, возникающих из-за движения жидкостей. Для проверки влияния размеров резервуа-ра и характеристического отноше-ния механизма сейсмического сиг-нала к пространственного распре-деления была использована простая геометрия резервуара. Эта модель давала оценку доминирующей составляющей в зависимости от механизма источника, и зависи-мость роста сейсмической активности от размеров резервуара. Tselentis et al. применяли метод толщины импульса для определения Q из пассивных сейсмических данных с целью использования его для дальнейшей обработки активных отраженных данных. Aker et al. представили лабораторный эксперимент, в котором возникающие акустические сигналы записывались по мере того, как аксиальные сжатия возрастали до максимальных (до разрушения). Наблюдаемые деформации сжатия сравнивались с моделью. Перед началом разрушения в образце наблюдалось возникновение беспорядочных случайных акустических вибраций, в момент разрушения они локализовались вдоль образующихся микротрещин. Kendall et al. наблюдали частотно-зависимую анизотропию в данных по карбонатному резервуару на Среднем Востоке. Сравнение наблюдаемых данных с модельным волновым распределением позволило определить плотность трещин, длину и характери-стическое отношение. Мониторинг гидравлических разломов Wolfe представил разбор ситуации в горах Северной Америки, где проводился скважинный и поверхностных мониторинг песчаного резервуара газа в плотных осадках. Полученный с помощью нескольких скважин анализ микросейсмической активности как функции параметров показал, что существует верхний предел, после которого трещины перестают заметно увеличиваться в размерах. Maxwell et al. ввели понятие эффективности сейсмической инжекции, чтобы сравнить магнитуду событий в зависимости от географического положения. Энергия сейсмической волны, высвобождаемая через сумму сейсмических моментов, нормировалась энергией, связанной со стимуляцией (являющейся, например, функцией давления, жидкости и температуры), даваемой калибровочной моделью. Было выдвинуто предположение, что сжатое состояние породы является важным фактором для высвобождения сейсмической энергии, и что энергетический выход связан с фракционным градиентом. Сделан вывод, что можно использовать программное дополнение для оптимизации сейсмической деформации и, следовательно, разломообразования. Shapiro et al. показали, что пространственно-временное распределение микросейсмических скоплений может использоваться при определении гидравлических свойств резервуаров и при мониторинге и описании гидравлических разломов. Например, по r-t-графикам можно увидеть рост объема разлома и потери жидкости в разломе, а также распространение инжекционного давления в породу и внутрь разлома. Grechka и Shapiro представили исследование эволюции микросейсмичности во времени и пространстве для оценки проницаемости формации. Данные получены при многократном обогащении песчаного резервуара со сжатым газом на месторождении Pinedale в Вайоминге, США. В работе сделано предположение, что с помощью микросейсмического мониторинга можно определить качественные месторождения. Мониторинг резервуаров Rosca et al. представили результа-ты пассивного мониторинга месторождения тяжелой нефти с помощью 12 приемников в скважинной конфигурации. Они использовали взаимозависимость формы сигнала для идентификации вторичных источников и показали, что источники похожих волн расположены поблизости друг от друга. Расположение вторичных источников подтвердило интерпретацию движения жидкости, полученную с помощью других метдов, и было использовано для коррекции процесса инжекции. Sarkar et al. представили подробный разбор использования метода наблюдения индуцированной микросейсмичности для определе-ния схемы расположения дискло-каций в регионе. Использовался набор мелководных (150 м) и (750-1300 м) много-компонентных приемников. Полученное расположение вторичных источников соответствовало расположению дисплокаций, полученному с помощью интерпретации поверхностных сейсмических данных, и кроме того, были выявлены сеймические дислокации. Распределение вторичных источников по глубине показало, что большая часть микроземлетрясений возникает в и рядом с газовым пластом, и, следовательно, вызвана добычей газа, приводящей к уплотнению пласта и последующему избыточному давлению. Исследования выявило в частности, зависимость алгоритма определения расположения вторичных источников от скоростной модели и необходимость точной скоростной калибровки перед любой попыткой интерпретации полученных результатов локализации событий. Rinck представил исследование работы скважинных датчиков, акустически изолированных от трубопровода, в заполненной скважине. Звукоизоляция значительно снизила жидкостные шумы и позволила осуществить запись вторичных микросейсмических событий. Было зафиксировано несколько сотен микройсеймических событий в диапазоне от Mw=-1.8 до Mw=0.6 на расстоянии от 800 м до 10 км. Аккумулирование геотермальных вод/CO2/газа Dyer et al. представили результаты пассивного сейсмического мониторинга в проекте Basel ESG. Наблюдение микросейсмичности проводилось перед началом геотермального проекта, ее интенсивность возросла во время инжекции в геотермальный резервуар с последующим небольшим остаточным эффектом. Хорошее разрешение в локализации вторичных источников позволило провести интерпретацию структуры резервуара. Трехмерный миграционный метод использовался для изображения зон потенциальных разломов, которые не были активированы. Deflandre et al. показали результаты многолетнего пассивного мониторинга подземного газохранилища. В ходе первоначального заполнения наблюдаемая магнитуда составляла от -3.5 до -2.5, что соответствовало существующей системе разломов. Urbancic et al. представили результаты измерений, проведенных с помощью двух временных скважинных конфигураций восьмиуровневых триаксиальных геофонов, помещенных в наблюдательной скважине на расстоянии 750 от инжекционной скважины, в которую за один месяц было инжектировано 10,000т CO2. Целью было определить целостность верхней породы. Было локализовано 100 событий, большинство из которых рас-полагались на линии ориентации макси-мального горизонтального давления в жильной структуре. Низкочастотная спектроскопия Lambert et al. показали, что совместное использование четырех спектральных характеристик внешнего сейсмического волнового поля показывает положение одного из двух резервуаров, находящихся на исследуемой территории. Применение моделирования с помощью временной инверсии показало наличие сейсмических источников в области нахождения обоих резервуаров. Berteussen et al. представили результаты пассивного сейсмического эксперимента с использованием небольших трехмерных конфигураций на карбонатном нефтяном месторождении в Абу Даби. Низкочастотные сигналы наблюдались, однако их интерпретация и связь с углеводородными пластами остались неясны. Анализ показал, что наблюдаемые сигналы с большей вероятностью связаны с поверхностными волнами. Rached представил результаты слепого теста, проведенного в Кувейте. Выводы не делались из-за возможного наличия глубоких резервуаров, в которые волны не проникли. Поскольку семинар прошел очень успешно, было решено провести третий семинар по пассивной сейсмологии в конце 2010 года. Если вы хотите принять участие в его организации вместе с Mike Jervis из Saudi Aramco, обращайтесь офис EAGE по Среднему Востоку, тел: +971 4 369 3897 или e-mail: middle_east@eage.org.




← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →















Яндекс цитирования
Журнал First Break и материалы всех мероприятий EAGE направляются на индексацию в систему Scopus.
Журналы Basin Research, Geophysical Prospecting, Near Surface Geophysics и Petroleum Geoscience направляются на индексацию в системы Scopus и Web of Science.