Description:

"Сейсморазведочный мониторинг месторождения Хейдрун в 2001-2004 г.: применение геофизики при эксплуатации месторождения Анна-Кари Фурре (Anne-Kari Furre), Эйвинд Баккен (Eivind Bakken), Трюгве Клов (Trygve Klov) и Ларс Хакон Нордби (Lars Haakon Nordby) Платформа, на которой планировалось поставить Введение За последние 10 лет сейсморазведочный мониторинг (4D сейсморазведка) стал ценным инструментом для углубленного изучения геологического строения и выработки улучшенных схем эксплуатации на многих месторождений в Северном море (Landro and Stronen 2003, Calvert 2005). В этой работе говорится о вкладе 4D сейсморазведки в улучшение схем эксплуатации месторождения Хейдрун и о возможностях интегрированных рабочих групп по более полному использованию возможностей этой методики. Рассмотрено также улучшение качества интерпретации данных по истории эксплуатации при использовании процедур инверсии данных 4D сейсморазведки, разработанных в компании Statoil. Месторождение Хейдрун, расположенное у берегов средней части Норвегии (рис. 1), открыто в 1985 г. Разведанные запасы составляют 180 млн куб. м нефти и 41,6 млрд куб. м газа. За время эксплуатации, с 1995 г., добыто около 107 млн куб. м нефти. Сейсморазведочный мониторинг проводился при подготовке к добыче оставшихся запасов в рамках кампании по повышению извлекаемости (IOR, improved oil recovery). Повторные сейсморазведочные работы проводились в южной части месторождения Хейдрун (рис. 1) в 2001 и 2004 гг. (Furre et al., 2003 и Furre et al., 2005 соответственно) с опорой на результаты, полученные с 1986 г. Работы 2004 г. проведены на несколько большей площади с целью получить сведения об участке западнее добывающей скважины. Проведение работ позволило не только уточнить представления о геологическом строении месторождения, но и значительно модернизировать схему эксплуатации. Месторождение Хейдрун сложено (рис. 2) русловыми, дельтовыми и мелководными морскими песчаниками формации Аре (Are) и верхов формации Тилье (Tilje), позднетриасового - раннеи среднеюрского возраста, залегающими на отложениях группы Фангст (Fangst). Залежь представляет собой сильно разбитый разломами горст. При эксплуатации требуется отдельно разбуривать каждый участок. Задачей повторных работ 2004 г. являлось уточнение геологического строения месторождения и улучшение схемы добычи из отложений Фангста и верхнего Тилье, расположение и свойства которых позволяли успешно применить 4D сейсморазведку. Полевые работы проводились в сентябре 2001 г. и в июне 2004 г., с интервалом менее чем в три года (то есть вдвое меньшим, чем шестилетний период эксплуатации между опорными работами 1986 г. и повторными работами 2001 г.). Технология эксплуатации месторождения в целом состоит в поддержании давления путем закачки газа в приподнятые части и воды - в опущенные, с соответствующим размещением первого ряда добывающих скважин. Повторные сейсморазведочные работы ставились с целью уточнения положения новых объектов эксплуатации в приподнятой части месторождения, где отмечался выход воды из скважин. Рис. 1. Месторождение Хейдрун расположено на уступе Хальтен у берегов средней части Норвегии (слева). Справа дана карта времен прихода от кровли группы Фангст (рис. 2) на месторождении Хейдрун. Для справки приведены контуры участков повторных сейсморазведочных работ 2001 г. (сплошная черная линия) и 2004 г. (штриховая черная линия). Желтым и белым показаны, соответственно, исходные положения пересечений газонефтяного (ГНК) и водонефтяного (ВНК) контактов с кровлей группы Фангст. Положение добывающей платформы дано черным прямоугольником. 1 Statoil ASA, Trondheim, Norway 2 Statoil ASA, Stjordal, Norway (c) 2006 EAGE 4D сейсморазведка, First Break, том 24, апрель 2006 Среднее различие времен прихода для каждой пары наборов данных (по одному из отражающих горизонтов в перекрывающей толще) не превосходит 0.3 мс. Таким образом, перекрывающую толщу можно считать не изменяющейся на протяжении, поскольку давление все время поддерживалось постоянным. Благодаря большему перекрытию, подавление кратных волн в данных 2001 и 2004 гг. при обработке прошло лучше. Рис. 2. Разрез месторождения Хейдрун. Анализ данных 4D сейсморазведки нацеливался на изучение отложений группы Фангст и верхов формации Тилье (Тилье 3,2-3,4). Каждый объект составлял 0,25-0,5 млн куб. м. Работы 2001 г. дали информацию, которая позволила поставить четыре новых добывающих скважины, а работы 2004 г. - по крайней мере, одну добывающую и три нагнетательных скважины. Повторные сейсморазведочные работы также позволили улучшить общее понимание схемы эксплуатации месторождения и расширить знания специалистов различных отраслей, участвующих в составлении карт обводненности. Качество данных Работы 2001 и 2004 гг. проводились по разработанной компанией WesternGeco методике Q-Marine (Curtis et al., 2002; Eiken et al., 2003), позволяющей выдерживать положение кос относительно направления буксировки с точностью 3°, что улучшает воспроизводимость результатов. Кроме того, благодаря хорошему управлению движением кос буксирующее судно смогло пройти всего в 100 м от добывающей платформы Хейдрун, что позволило правильно провести 3D миграцию данных на целевом участке. В 1986 г. 3D съемка проводилась с буксируемой косой. Использовался одиночный источник и сдвоенная коса. В то время эта методика считалась передовой, но к настоящему времени устарела, главным образом, из-за погрешности в определении положения. Наборы данных по работам 2001 и 2004 гг. получены по результатам съемки с буксируемыми косами с таким же одиночным источником и расстоянием между косами, равным шести косам. Обработка всех трех наборов данных проводилась параллельно в компании WesternGeco. В ходе обработки упор делался на подбор оптимально повторяющихся данных Q-съемки, которые затем подвергались внутренней k-фильтрации. Среднее относительное различие данных 2001 и 2004 гг. составило 21%, а между данными 1986 и 2004 гг. - 34% (рис. 3). Последнее значение соответствует уровню помех, определенному при сравнении данных 1986 и 2004 гг. Интерпретация данных Интерпретация данных 4D сейсморазведки проводилась по картам и кубам разности. Перед вычитанием "новых" данных из "старых" для каждого куба входных данных по надежно выделяемым отражающим границам строились карты амплитуд. На рис. 4 приведен пример результатов предварительной интерпретации, в ходе которой выделена формация Гарн (Garn), которая является однородным коллектором с высокой пористостью мощностью около 30 м. Кровля формации Гарн является хорошей отражающей границей. Проявление закачки воды на карте разности данных 2001 и 2004 гг. соответствует предполагаемому положению контакта в 2001 г. (например, в области А, отражающей закачку воды к северу от положения ВНК в 2001 г.). Наряду с этим видны сложности при интерпретации в пределах областей, бывших в 2001 г. газонасыщенными (например, в областях с пометкой В). Изменения в этих областях могут быть связаны как просто с оттоком газа (т. е. с увеличением нефтенасыщенности), так и с оттоком газа с одновременной закачкой воды. В настоящее время отличить эти ситуации одну от другой невозможно. При выявлении изменчивости коэффициента отражения от тонкого слоя оказалась полезной инверсия. Использован алгоритм инверсии данных 4D сейсморазведки, созданный компанией Statoil. Этот метод инверсии основан на Байесовском подходе к оценке изменений акустического импеданса по объемным данным 4D сейсморазведки (El Ouair et al., 2005). Этим методом рассчитываются также апостериорные, при заданной априорной информации, вероятности расчетных значений оценок качества данных 4D сейсморазведки и поправок в значения упругих параметров среды. Инверсию данных по различиям 1986-2001 гг. не проводили из-за низкого качества данных. По данным 2001-2004 гг., уровень шумов в которых был низок, инверсия проведена успешно. Инверсия оказалась полезным дополнительным инструментом к обычному анализу различий и позволила хорошо проинтерпретировать отражающие границы внутри залежи в отложениях группы Фангст. Рис. 3. Карта относительных расхождений для времени 200 мс в (неизмененной) перекрывающей толще. Слева: разность данных 2001-2004 гг. Справа: разность данных 1986-2004 гг. Отметим, что хотя значения относительного расхождения 2001-2004 гг. невелики, на этой карте видны остаточные полосовые аномалии, протирание которых (запад-северо-запад - восток-юговосток) соответствует направлению профилей съемки. На карте различий 1986-2004 гг. отчетливо видно, что площадь работ в 2004 г. была больше. Рис. 4. Разностные карты формации Гарн. Слева: разностная карта по данным 1986-2001 гг. Справа: разностная карта по данным 2001-2004 гг. Исходные положения контактов показаны сплошными линиями: ВНК - белой, ГНК - желтой. Положение ВНК и ГНК по данным 2001 г. показано штриховыми линиями. Возрастание амплитуд соответствует замещению нефти газом, понижение амплитуд - как правило, замещению нефти водой (например область А на разностной карте 2001-2004 гг.). Изменения в областях с пометкой В могут быть связаны как просто с оттоком газа, так и с оттоком газа с одновременной закачкой воды. Основные отражающие горизонты в отложениях Фангста и верхнего Тилье представлены границами песчаников и сланцев. Поэтому считается, что изменения в основных отражающих горизонтах связаны только с воздействием процесса добычи на песчаные отложения. Это значит, что при изучении основных отражающих границ инверсия не дает значительной дополнительной информации. Изменения же в отражающих границах, расположенных внутри залежи, могут быть связаны с изменениями в процессе добычи, происходящими как выше, так и ниже границы. Эти изменения внутри залежи легче интерпретировать." Ключевые слова: анализ различие, коса, разность, приток, контакт, жидкость, хейдруно, сведение, использование, мониторинг, полезный, область, модель, время, связанный, формация гарна, расширение газовый, составление, формация гарн, правило, нефть, значение, гарны, ссылка, интерпретация, линия, группа, изучение, куб, слева, закачка, скважина, значительный, интерактивный, давление, площадь, ситуация, результат, газовый, показанный, пример, интерактивный итоговый, весьма, строение, запас, граница, газовый шапка, учёт, обводнённость, модель месторождение, месторождение хейдрун, разлом, таблица, уровень, приведенный, чёрный, инверсия, газ, фангст, приподнятый, исходный положение, апрель сейсморазведка, успешный, представление, проведенный, интервал, период, гарна, шапка, масштаб месторождение, отражение, сейсморазведочный работа, оставшийся запас, мощность, формация иль, жёлтый линия, возможность, участок, целом, отражающий горизонт, берег, исходный, разностный, внутри, результат интерпретация, работа, инженер, справа, верхний, месяц, внк, вода, история, месторождение хейдруно, качество, косы, группа фангст, сплошной, данный, добывать, формация тилья, цель, объект, нужный, месторождение, движение, газ придти, весьма полезный, отражающий граница, повторный, коллектор, уточнение, тилья, повторный работа, схема, остаточный, положение, составленный, хейдруна, формация, приход, сравнение, профиль, южный, пометка, отражающий, гнк, геофизик, одиночный источник, подход, добывающий скважина, добыча, сплошной жёлтый линия, интерпретация сейсморазведка, составление карта, разрез, информация, кровля, ход, апрель, млн, место, различие, мочь, соответствие, отложение, чёрный линия, сейсморазведочный, иль, опущенный, часть, расширение, новый скважина, добывать скважина, формация верхний, северный, компания, внутри залежь, данные, эксплуатация, из-за, геологический, достоверность, отток газ, карта обводнённость, повторный сейсморазведочный работа, сейсморазведка, отток, жёлтый, залежь, использованный, карта, анализ, история добыча, разностный карта, эксплуатация месторождение, сегмент, верхний тилья, отложение фангста, изменение, хороший