Description:

"First Break том 22, июнь 2004", "Техническая статья" Новая Геофизика: Ее влияние на добычу углеводородов и возможные сложности проведения сейсмомониторинга. The New Geophysics: Implications for Hydrocarbon Recovery and Possible Contamination of Time-Lapse Seismics Стюарт Кремпин tStuart Crampin* Резюме Самые последние данные теоретических исследований и практических наблюдений говорят о том, что флюидонасыщенные микротрещины в углеводородных коллекторах (а также в большинстве других пород в естественном залегании) настолько тесно расположены, что такие породы являются критической системой, которой грозит обрушение из-за трещинообразования. В результате чего коллекторы являются высокоэластичными системами и реагируют на малые изменения, имея кривую чувствительности в виде крыльев бабочки. Хотя это явление нельзя отразить с помощью стандартной технологии, более масштабные проявления этого феномена могут вызывать трудности при извлечении углеводородов. Рисунок 1 Схематическая иллюстрация к образованию. Этот феномен является предпосылкой к появлению Новой двоякопреломленных поперечных сейсмических волн по оси Геофизики, которая рассматривает отклик на изменение в напряжении. Поперечно-поляризованные сейсмические волны, которые распространяются практически вертикально через серию параллельных вертикальных флюидонасыщенных микротрещин, разделяются на две детальные измерения снижается по прошествии времени от перпендикулярных фазы - поляризованные параллельно и их выполнения. Это означает, что этот характер поведения нельзя осреднять. Это ведет к тому, что многие (возможно большинство) стандартные промысловые процедуры неправомерны. Типичный процент извлечения относительно линии напряжения, наблюдается почти во всех нефти из большинства коллекторов (при этом крайне низкая) составляет 30%, по крайней мере, это частично может объясняться чувствительностью коллекторов и поведением, которое не поддается объяснению в рамках традиционной геофизики. Новая Геофизика объясняет некоторые трудности, которые встречаются при процесс добычи. Микротрещины имеют тенденцию к выравниванию (как и гидравлические разрывы) перпендикулярно к направлению минимального горизонтального напряжения. Стоит отметить несколько характерных особенностей. Наблюдаемые значения анизотропии скоростей распространения поперечных волн от 1,5 до 4,5 указывают на узкий диапазон плотности трещин в неповрежденных породах. Этот диапазон не зависит от геологии (он одинаков для осадочных, вулканических и метаморфических пород), пористости (он один и тот же в гранитах с пористостью 1% и песчаниках с пористостью 30%), и истории тектонического развития, за исключением нескольких вполне объяснимых случаев. Критические разрывы связаны с порогом просачивания, который можно определить теоретически для случая без видимых трещин (две диаграммы слева), микротрещины распределения однонаправленных трещин как 0,055 имеют такое большое влияние, что многие из пород близки к анизотропия скорости поперечных волн. Ограниченный диапазон плотности трещин означает, что трещины во всех породах в естественном залегании являются критическими системами, которые ставят породы на грань разрушения (Рисунок 2). *Группа по изучению поперечных волн, Школа наук о Земле, Университет Эдинбурга, Институт Гранта, West Mains Road, Edinburgh EH9 3JW, Scotland UK; также участник Эдинбургского проекта по анизотропии, Британская геологическая служба, Edinburgh EH9 3LA. scrampin@ed.ac.uk Техническая статья First Break том 22, июнь 2004 Статистические эффекты 1) SWVA во всех породах не зависит от пористости и геологии. 2) Минимум SWVA в неразрушенной породе: наблюденный 1,5; APE-моделированный 1,0. 3) Максимум SWVA в неразрушенной породе: наблюденный 4,5; APE-моделированный 5,5. 4) Узкий диапазон плотности трещин: 0,025 - 0,045. 5) Близость к критическому значению (при пороге просачивания) 5,5. Другие полевые наблюдения 6) Предел критической трещиноватости задает распределение трещин в объеме с порядком величины 9. 7) Изменение поляризации поперечных волн на 2 (90°-поворот) в перегруженных породах, перегруженных коллекторах и сейсмически активных разломах. Динамические эффекты 8) Изменения до и после тестов закачки. 9) Изменения до и после инъекции CO2 под высоким давлением в карбонатном коллекторе. 10) Временные изменения в SWTD перед землетрясениями. Временные изменения в SWTD до извержения вулкана 11) Изменения SWTD за 5 месяцев до извержения вулкана Ватнайокулл 30 сентября, 1996, на расстояниях: 230 км на запад югозапад; 170 км на юго-запад; и 240 км на север. Измерения поперечных волн в лабораторных экспериментах 12) Изменения SWVA и проницаемости в ячейках с одноосным напряжением. 13) Колебания (изотропии) скоростей поперечных волн как реакция на изменения горного давления и давления порового флюида для нефте-, водо-, и газо-насыщения в тензочувствительных элементах в керне песчаников. 14) Изменения скорости распространения и затухания волн для частот в диапазоне от акустических до сейсмических. *APE - анизотропия упругости пористой среды; SWVA - анизотропия скорости поперечных волн; SWTD - запаздывание поперечных волн. Рисунок 2 Схематическая интерпретация наблюдаемых процентов анизотропии скоростей поперечных волн, где плотность трещин и a радиус трещин. Узкий диапазон наблюдаемых значений плотности трещин в неразрушенных породах ниже критического значения ( >0,055) говорит о том, что все породы настолько пронизаны микротрещинами, что находятся в критическом состоянии, возможно их разрушение. 74 © 2004 EAGE First Break том 22, июнь 2004 Техническая статья Едва до породы дотрагиваются, как в ней уже образуются разломы, о чем свидетельствуют записи акустических волн, полученные с помощью чувствительных датчиков при извлечении углеводородов. Эффекты заключаются не просто в готовности к разломообразованиям. Микротрещины делают породы крайне податливыми и чувствительными к небольшим изменениям напряжения и давления. Можно показать, что используя двойное лучепреломление поперечных волн, также известное как сейсмическое двулучепреломление, можно контролировать малые деформации коллектора еще до трещинообразования. В теории имеются предположения, которые подтверждаются наблюдениями (смотрите Рисунок 6, ниже) о том, что породы земной коры настолько податливы и чувствительны к изменениям напряжения, что откликаются на малейшие возмущения, происходящие на значительных расстояниях. Этот отклик пород может играть серьезную роль при традиционных способах извлечения углеводородов. За последние годы мы значительно продвинулись в понимании процесса двулучепреломления поперечной волны (Рисунок 1), ключевого наблюдаемого процесса. Ключевые слова: booth, crampin, землетрясение, eage, наблюсти, пункт, пористость, journal international, известный, плотность, geophysical journal, зафиксированный, nieuwland, технология, chastin, extended, peacock, скорость, относительно, объяснить, июнь, небольшой возмущение, порода, поперечный волна, shear-wave, энергия, глубина, сейсмический, детальный, journal, геофизик, мониторинг, технический, international, извлечение, рисунок, моделирование, abstracts, временной, splitting, закачивание, северо-северо-запад, sonic, наблюдаться, небольшой, insight, предсказание, stefansson, земной, поперечный, явление, разлом, скважина расположенный, реальный, эффект, вариация, пробег, heffer, эксперимент, zatsepin, ape, geophysics, заметить, статья, engineers, анизотропия, volti, флюидонасыщенный, показать, geophysical journal international, трещина, треугольник, км, расстояние, влияние, petromin, ohara, низкий, показанный, геометрия, evans, вертикальный, возбуждение, возможный, критический, изменение, gri, система, acoustic property, геология, гранит, modelling, объем, крупный землетрясение, источник, four-year study, wang, направление, процесс, отражательный сейсмология, break июнь, традиционный, rowlands, дать, углеводород, проницаемость, gao, технический статья, флюид, означать, микротрещина, добыча, волна, подразумевать, крайний мера, зависеть, моделировать, society, трудность, geoscientists, направленный, напряжение, измерение, чувствительность, говорить, коллектор, мова, swi, критический система, закачка, анизотропия скорость, shear-wave splitting, davis, чувствительный, response, малый, earthquake, диапазон, феномен, поведение, smart, вести, наблюдение, скважина, роза-диаграмма, mccann, extended abstracts, break, использовать, плотность трещина, использованный, результат, добыча углеводород, отклик, многий, southern, поляризация, geophysical, исландия, пространство, давление, кора, fletcher, геофизика, значение