NO323241B1 - Fremgangsmate for hydrokarbonprospektering i et marint miljo - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for geofysisk prospektering for hydrokarbonfilterreservoarer i et marint miljø basert på. frembringing av lavoppløsningsretningsresistivitetsbilder av undergrunnen innenfor surveyområdet. De hydrokarbonfylte reservoarene kan ha høye verdier av anisotropi definert som forholdet mellom vertikal og horisontal resistivitet. Surveyet består av fiemresistivitetskartlegginger. Hver kartlegging anvender forskjellig kildeorientering og/eller kildetype.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for geofysisk prospektering og nærmere bestemt en fremgangsmåte for retningsresistivitetskartlegging i marine miljø omfattende utsetting av minst en mottaker, aktivering av minst en elektromagnetisk kildeantenne, og måling av minst en komponent i det elektriske feltet av mottakeren(e).

Kontrollert kildeelektromagnetisk "sounding" ("ontrolled source electromagnetic", CSEM) er en velkjent geofysisk metode for kartlegging av resistivitet av undergrunnen (Kauftan A. og Keller G., 1983, "Frequency and transient soundings; Nabighian M.N. Electromagnetic Methods in Applied Geophysics, SEG Investigations i Geophysics Nr 3,1988). I dag er romlig oppløsning av fjernresistivitetskartleggingsteknologi begrenset til 10-20 % av dypet.

Typisk er den elektriske resistiviteten i hydrokarbonfylte sedimenter 10-100 ganger høyere enn vannfylte sedimenter. Denne resistivitetskontrasten kan brukes for å skille mellom hydrokarbonfylte og vannfylte sedimenter. På den annen side har salt, basalt og andre typer stein også høy resistivitet som gjør tolkning av lavoppløsningsresistivitets-bilder usikre.

Med oppløsning som er tilgjengelig med dagens overflate EM-metoder er det vanskelig å identifisere hydrokarbonfylte lag uten anvendelse av ekstra seismiske data, og anvendelse av foreløpig oppsamlede seismiske data har blitt foreslått for å løse dette problemet slik som beskrevet i US-patenter 4,617,518; 4,633,182; 6,603,313; 6,739,165; 6,628,119.

GB 2390904 A, WO 2004053528 Al, GB 2382875 A og WO 2002014906 Al omfatter kartlegging av jordformasjoner for karakterisering av hydrokarbonreservoarer ved bruk av elektromagnetisk havbunnslogging.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge GB 2390904 A er videre kjennetegnet ved at både en vertikal elektrisk dipol (VED-kilde) og en magnetisk dipol (VMD-kilde) blir tatt i bruk og kartlegging av reservoarer basert på data fra forskjellige orienteringer og kilde-typer bestemmes. VED-kilden genererer signaler og både galvaniske og induksjonsmålinger kan foretas. Signalfrekvensen kan også endres.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge WO 2004053528 Al omfatter videre bruk av et flertall elektroder plassert på havbunnen i nærheten av EM-kildene (VED eller/og

HED).

Fremgangsmåtene og anordningene ifølge publikasjonene GB 2382875 A omfatter videre bruk av horisontal elektrisk dipolsendere (HED-kilder) og mulighet for å endre type eller orienteringen/geometri av EM-kildene.

Den totale resistiviteten i en formasjon som inneholder et hydrokarbonfylt lag vil avhenge av retningen av målinger. Denne effekten kalles anisotropi og måles normalt i tverrbrønner eller borehullresistivitetskartlegging. Den elektriske anisotropien kan tilveiebringe verdifull informasjon vedrørende sannsynligheten for at hydrokarboner er til stede i undergrunnen.

For eksempel indikerer høyere vertikalresistivitet informasjon sammenlignet med den horisontale resistiviteten/motstanden potensiell tilstedeværelse av tynne horisontale resistivet lag (det henvises også til patentsøknad av Boulaenko og Hesthammar 2004; "Fremgangsmåte for identifisering av hydrokarbonreservoarer").

Forskjellige kildetyper og orienteringer induserer forskjellige orienterte strømmer. Denne effekten brukes vanligvis til å studere egenskaper i en kjent formasjon. Imidlertid er det blant eksisterende overflatefjernresistivitetskartleggingsmetoder ingen som spesifikt tar for seg generell kartlegging av retningsmessig elektrisk resistivitet innenfor hele surveyområdet. Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for kartlegging av retningsresistivitet og således elektrisk anisotropi som kan relateres til tilstedeværelse av hydrokarboner i undergrunnen.

Fordelen med den foreslåtte surveymetoden er at det er mulig å kartlegge anisotropi i elektrisk konduktivitet i undergrunnen med en bedre nøyaktighet enn med en enkel orientering eller enkelttype kilde. Informasjon om elektrisk anisotropi tilveiebringer midler for identifisering av hydrokarboner i undergrunnen også når seismiske data ikke er tilgjengelige.

Fremgangsmåten for geofysisk prospektering for hydrokarbonfylte reservoarer i et marint miljø er basert på frembringing av lavoppløselighets retningsresistivitetbildet av undergrunnen innenfor surveyområdet. De hydrokarbonfylte reservoarene kan ha høye anisotropiverdier definert som et forhold mellom vertikal og horisontal resistivitet. Surveyet består av fjernresistivitetskartlegginger. Hver kartlegging anvender forskjellig kildeorientering og/eller kildetype.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for retningsmessig resistivitetskartlegging i marine miljø som omfatter utsetting av minst en mottaker, aktivering av minst en elektromagnetisk kildeantenne, måling av minst en komponent i det elektriske feltet av mottakeren(e). Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at den ytterligere omfatter å endre den romlige orienteringen og/eller type av nevnte kilde(r) under måling, og utføre en felles tolkning av innsamlede datasett for de ulike kildetyper og/eller orienteringer, der minst en mottaker er lokalisert på land eller på overflaten.

Fordelaktige utførelsesformer av fremgangsmåten fremgår av de uselvstendige kravene 2 til 10.

Formålet ved den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for overflatefjernretningsmessig resistivitetskartlegging i et marint miljø for prospektering av hydrokarbonfylte formasjoner.

Oppfinnelsen skal nå beskrives i detalj. En utførelsesform av oppfinnelsen skal forklares med henvisning til den medfølgende figur der: Figur la viser et marint elektromagnetisk survey utført ved anvendelse av en horisontal elektrisk dipolkilde;

figur lb viser den marine elektromagnetiske surveyen utført ved anvendelse av en vertikal elektrisk dipolkilde.

En utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen for måling av retningsresistivitet og således den elektriske anisotropi omfatter trinnene:

1. utsette en eller flere mottakere i sjøvann eller på havbunnen

2. eventuelt sette ut en eller flere mottakere på land

3. aktivere en eller flere elektromagnetiske kildeantenner lokalisert i sjøvann

4. måle alle eller noen komponenter av det elektromagnetiske feltet av mottakeren(e)

5. eventuelt måle kildesignaturen av elektroder lokalisert nær kildeelektroder

6 eventuelt taue antennen(e) langs bestemt geometri innenfor surveyområdet

7. eventuelt endre typen kildeantenne(r)

8. eventuelt endre frekvensinnholdet i kilden(e)

9. eventuelt endre geometrien til kildeantennen(e)

10. eventuelt relokalisere mottakeren(e)

11. endre romlig orientering av kildeantennen(e)

12. gjenta trinnene 3 til 11 etter ønske

13. utføre felles inversjon av det oppsamlede datasett med det formål å tilveiebringe bildet av retningsresistiviteten i undergrunnen.

Mulige kildetyper kan være elektrisk dipol, magnetisk dipol (sløyfe), konsentrisk ringdipoler, radialelektriske dipoler og/eller unipoler.

Eksempel

En utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen er vist i figur 1. En marin elektromagnetisk survey bestående av to iterasjoner vist som a) og b) i figur 1. Et sett mottakere 3 som er i stand til å måle elektromagnetiske felt utsettes på havbunnen. Under den første iterasjonen anvendes en horisontal elektrisk dipolkilde 1. Kilden 1 taues 50 m over havbunnen langs en planlagt bane i surveyområdet. Signalet registreres av mottakerne. Under den andre iterasjonen (b) anvendes den vertikale elektriske dipolkilden 2. Kilden taues langs den samme banen som under den første iterasjonen. Signalet måles av mottakerne 3. Hele det samlede datasettet tolkes ved anvendelse av den matematiske inversjonsmetoden for å tilveiebringe retningsresistivitetsdistribusjon i undergrunnen.

Eventuelt kan surveygeometrien, frekvensinnholdet, kildegeometriene og typene optimaliseres for å frembringe best retningsfølsomhet for resistivitet/motstand innenfor det ønskede dybdeområdet og surveyområdet.

Eventuell måling av kildesignaturen er viktig for tolkning av dataene. Dette siden estimeringen av kildesignaturen, som er basert på påtrykt strøm, ikke nødvendigvis er tilstrekkelig på grunn av mulige variasjoner i vannelektrodekontaktene (det henvises til patentsøknad av Boulaenko og Hesthammar 2004, "Fremgangsmåte for elektrisk kildesignaturestimering i marine miljø").

Lavoppløsningsretningsresistivitetsbildene kan brukes til å identifisere hydrokarbon-prospekter før 2D og 3D seismiske surveyer. Tidlige surveyer slik som seismiske, gravitasjons, magnetiske og elektromagnetiske kan eventuelt utføres for å optimalisere surveykonfigurasjonen og brukes under tolkningen.

Fordelen ved den foreslåtte surveymetoden sammenlignet med anvendelse av enkel-orientering eller enkelttypekilder tauet over havbunnen er at retningen av strømmene i undergrunnen vil endres når kilden reorienteres og/eller dens type endres. Dette vil hjelpe til med oppløsning av retningsresistiviteten i undergrunnen.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for retningsmessig fjernresistivitetsmåling i marine miljøer, omfattende trinnene å: sette ut minst en mottaker; aktivere minst en elektromagnetisk kildeantenne; måle minst en av komponentene i det elektriske feltet med mottakelsene); karakterisert ved at fremgangsmåten ytterligere omfatter å endre romlig orientering og/eller type av nevnte kilde(r) under måling; og utføre en felles tolkning av innsamlede datasett for ulike kildetyper og/eller orienteringer, og der minst en mottaker er lokalisert på land eller på overflaten.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kildesignaturen måles av elektroder lokalisert nær kildeelektrodene.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at kildeantennen(e) taues innenfor surveyområdet.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at typen kildeantenne(r) endres under surveyen.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at frekvensen fra kildeantennen(e) endres under surveyet.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at geometrien av kildeantennen(e) endres under surveyet.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at mottakerne relokaliseres under surveyet.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, karakterisert ved at surveyplanen omfatter anvendelse av seismiske data, gravitasjonsdata, magnetiske data eller andre geofysiske data.

9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 9, karakterisert ved at tolkningen involverer anvendelse av seismiske data, gravitasjonsdata, magnetiske data eller andre geofysiske data.

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, karakterisert ved at minst en av kildene er en elektrisk dipol, en magnetisk dipol (strømsløyfe), en konsentrisk ringdipol, en radiell elektrisk bipol eller en unipol.