Description:

"First Break том 23, Июнь 2005. Темы для обсуждения: Геофизика для исследований и разработки углеводородных ресурсов. Есть ли будущее у пассивной сейсмики? Is there a future for passive seismic? Peter M. Duncan из Microseismic Inc в Хьюстоне приводит честную оценку возможностей и трудностей методики пассивной сейсмической разведки и добычи углеводородов. Геофизики использовали энергию землетрясений почти век для изучения глубинных структур Земли. Люди, занимающиеся геотермальными ресурсами, десятилетиями использовали звук для обнаружения трубок и жерл, проводящих горячие подземные воды и пар. Лишь недавно нефтегазовая индустрия стала использовать пассивную сейсмику для решения повседневных проблем разведки и добычи. Возобновление интереса к пассивному подходу частично было подогрето началом разведки в более трудных районах, а также современными инициативами умного месторождения, когда пассивные измерения позволяют картировать динамические объекты, например, раскрытие трещин и передвижение флюидов. В этой статье я представляю несколько наших опытов с пассивной сейсмикой по различным проектам за последние два года: от структурного картирования до мониторинга гидравлических трещин. Все эти проекты были успешны, даже с технической точки зрения. Что такое пассивная сейсмика? Прежде всего, давайте уточним, что я понимаю под пассивной сейсмикой. Пассивная сейсмика - это исследования, использующие случайные источники. Вместо использования воздушных пушек, вибраторов или динамита при съемке просто устанавливается массив приемников и записывается. Бригада записывает землетрясения и микросейсмы, другие природные и промышленные шумы. Я считаю, что существует два типа пассивных сейсмических съемок: одна служит для создания статичных изображений Земли, почти как обычная 3D сейсмика, а другая служит для картирования динамической активности в резервуаре, как 4D сейсмика, но непрерывная, а не эпизодическая. Структурное картирование Пассивная сеймическая томография на проходящих волнах создает 3D структурные изображения, используя наблюденные времена пробега сейсмических сигналов от микро-землетрясений ниже целевого объекта. Разреженный массив независимых сейсмографов устанавливается над объектом. Массив обычно состоит из 20 до 100 станций, каждая из которых записывает выход с трехкомпонентного геофона. Станции могут функционировать в режиме триггера или непрерывно. Обычные площади исследования для таких массивов от 300 до 1500 км2. 3C приемники обычно помещаются в 10-30 м ниже поверхности, чтобы исключить влияние шумной поверхности. Станции могут хранить собственные данные, но обычно они связаны с центром обработки с помощью телеметрии. После установки приемников съемка продолжается захватыванием сейсмических сигналов, прошедших целевой объект. Местоположение наблюдаемых микроземлетрясений определяется по времени и месту при предположении начальной скоростной модели, используя методы пикирования фаз P и S на каждой станции. Процесс продолжается до достижения желаемого разрешения. Съемки такого типа могут продолжаться от 6 до 18 месяцев для достижения приемлемого разрешения. Кто-то может задать вопрос, где и когда такая съемка становится выгодной? Конечно, в равнинных районах более традиционная сейсмическая разведка методом отраженных волн является лучшим решением. Но в горных районах пассивная сеймика будет дешевле, чем больше высота. В районах с чувствительной окружающей средой проведение пассивных измерений с малым воздействием на природу означает проведение съемки, которая в другом случае никогда бы не стала возможной. В высокоразвитых областях наличие малого воздействия увеличивает вероятность получения разрешения. Чуть больше года назад MicroSeismic была нанята для картирования площади в Скалистых горах Америки с помощью пассивной сеймики. Массив из 20 регистрирующих станций был установлен на площади около 300 км2. Записанные волны были прокореллированы по времени GMT, записанным приемником GPS в каждой станции. Принимающие устройства были марки RefTek 72s. Принимая во внимание только волны, зарегистрированные более чем на трех станциях, мы обычно записывали от 5 до 10 волн каждый день. Но при анализе большинство этих волн было отнесено либо к шуму, либо к волнам, возбуждаемым слишком далеко для их использования в томографии. Это сократило нашу регистрацию землетрясений до менее одного в день. Пассивная сеймическая эмиссионная томография позволяет оценить распределение Vp и Vs скоростей. Чем больше волн будет записано, тем точнее будет оценка скорости. Процесс продолжается до достижения желаемого разрешения. Рис. 1 изображает перспективный разрез и глубинный срез по модели скорости волн сжатия (Vp), определенной после 12 месяцев записи и 200 волн. Структура скорости, кажется, отражает геологию настолько, как известно по редкой 2D сейсмике на этой площади, но разрешение такого картирования еще далеко от приемлемого. Картирование изменений В втором типе пассивной сеймики, часто называемой микросейсмическим мониторингом, микросейсмическая активность сама по себе является целью съемки. Картирование распределения источников сейсмического шума внутри и около резервуара поможет определить динамическую активность в резервуаре: есть ли активные разломы, трещины или какие-то формы перемещения флюида. Одно из наиболее общих применений микросейсмического мониторинга - мониторинг гидравлических трещин. Обычно один набор от восьми до двенадцати приемников закладывается в скважину на уровне резервуара или чуть выше, рядом со скважиной для ГРП. Далее регистрируются первые вступления прямых волн при дроблении пород. Затем используются стандартные алгоритмы определения местоположения землетрясений для определения гипоцентров наблюдаемых волн. Картирование местоположений источников волн отражает развитие трещин. Часто эти результаты представлены в виде клипов, хорошо отображающих динамическую природу процесса. Похожие внутрискважинные наблюдения используются для картирования сейсмической активности, относящейся к инъекции пара, инъекции CO2 и сжатия резервуара. Наша патентованная методика пассивной сеймической эмиссионной томографии применяется для набора геофонов на поверхности. Обычный набор состоит из 40 до 100 станций, распределенных по нескольким км2. Производится последовательная установка на всех интересующих нас точках, и получается 3D карта эмиссионной энергии. Эта карта отражает почти ту же самую информацию, что и места расположения гипоцентров, полученных из скважинных измерений. Использование этого метода может предоставить преимущества в экономике и логистике по сравнению со скважинными измерениями. Мониторинг испытания потока Одно из наших первых предприятий в области эмиссионной томографии было съемка для Burlington Resources на нижних склонах холмов в Западной Канаде. Нашей задачей был мониторинг трещин и испытания потока добычи в газовой скважине. Глубина песчаного коллектора была примерно 3200 м. Набор из 9 трехкомпонентных геофонов был установлен на площади 30 км2, целевой объект был в центре площади, самый дальний приемник был в 3 км от скважины. Сейсмический приемник Kinemetrics K2 был помещен на каждой станции для непрерывной записи во время работы скважины. Данные были сохранены на флэшпамяти в каждой станции. Синхронизация по времени была достигнута по GPS, извлекающему сигнал времени из заголовков данных. Период записи составлял примерно 15 дней." Ключевые слова: помощь, землетрясение, сейсмический сигнал, гидравлический, открытие, месторождение, тема обсуждение, скоростной, сигнал, эмиссионный энергия, скорость, несколький, открытие заслонка, регистрация, глубинный срез, микросейсмический, грп, июнь, час, сейсмический эмиссионный, пассивный сейсмик, картировать, применение, энергия, глубина, съемка, сейсмический, звук, пассивный сейсмика, массив, установленный, геофизик, мониторинг, поле, интерпретировать, рисунок, поток, запись, компрессор, проект, точка, оценка, приемник, метод, динамический, глубинный, каждый станция, вид, использование, пассивный сейсмический эмиссионный томография, разрез, уровень, разведка, целевой, структура, время, изображение, площадь, томография, срез, обсуждение геофизик, непрерывный запись, трещина, км, тема, объект, сейсмик, горизонтальный, целевая объект, гидравлический трещина, пассивный сейсмический, суммирование, эмиссионный, методика, источник, слой, земля, тип, направление, процесс, съёмка, микросейсмический мониторинг, обычный, модель, изучение, уровень резервуар, поверхность, подход, сейсмический эмиссионный томография, опыт, хороший, мочь, испытание, набор, флюид, резервуар, добыча, район, волна, область, разрешение, природа, информация, картирование, измерение, напряжение, обсуждение, исследование, гипоцентр, гц, июнь тема, хороший решение, малый, минута, центр, пассивный измерение, структурный, наблюдение, местоположение, скважина, станция, шум, отдельный, малоглубинный скважина, добыча газ, результат, максимальный напряжение, геофон, обозначать, активность, воздействие, фут, решение, распределение, задача, пассивный, обнадеживающий, непрерывный, приёмник, эмиссионный томография, последний