RU2602735C2 - Method for seismic monitoring of process of development of hydrocarbons in water areas - Google Patents

Method for seismic monitoring of process of development of hydrocarbons in water areas Download PDF

Info

Publication number
RU2602735C2
RU2602735C2 RU2014136780/28A RU2014136780A RU2602735C2 RU 2602735 C2 RU2602735 C2 RU 2602735C2 RU 2014136780/28 A RU2014136780/28 A RU 2014136780/28A RU 2014136780 A RU2014136780 A RU 2014136780A RU 2602735 C2 RU2602735 C2 RU 2602735C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seismic
drilling
well
development
dimensional
Prior art date
Application number
RU2014136780/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014136780A (en
Inventor
Василий Игоревич Богоявленский
Герман Адольфович Максимов
Алексей Викторович Гладилин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева" filed Critical Открытое акционерное общество "Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева"
Priority to RU2014136780/28A priority Critical patent/RU2602735C2/en
Publication of RU2014136780A publication Critical patent/RU2014136780A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602735C2 publication Critical patent/RU2602735C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G01V1/3843Deployment of seismic devices, e.g. of streamers
    • G01V1/3852Deployment of seismic devices, e.g. of streamers to the seabed
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/10Aspects of acoustic signal generation or detection
    • G01V2210/12Signal generation
    • G01V2210/121Active source
    • G01V2210/1216Drilling-related
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/60Analysis
    • G01V2210/64Geostructures, e.g. in 3D data cubes
    • G01V2210/642Faults

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

Abstract

FIELD: geophysics.
SUBSTANCE: invention relates to geophysics and can be used to specify the structure of a deposit of hydrocarbons in water areas and increase the efficiency of its development. Proposed is a method for seismic monitoring of the process of development of a hydrocarbons deposits in water areas including three-dimensional seismic survey and building on its data a model of the reservoir, predicting orientation of subvertical cracks systems and designing arrangement of operational and injection wells, as well as arrangement at the bottom of the water area over the deposit of stationary seismic streamers, recording seismic traces with elastic vibrations from artificial sources and monitoring the process of development of the hydrocarbons deposit by dynamic and kinematic changes in the detected vibrations when processing the seismic traces. Before drilling of the projected horizontal section of the well arranged is a mobile seismic streamers liner on the bottom following a radial different-azimuth observation system on the object of survey with a center located above the horizontal section of the well. During drilling microseismic vibrations are recorded excited by the bit at the bottom hole, when processing which by dynamic and kinematic characteristics determined are anisotropic properties of the medium in the zone of drilling, specified is orientation of subvertical cracks systems and corrected are three-dimensional models of the reservoir. After completion of the well drilling the liner of seismic streamers is dismantled and moved to a new object of analysis. Herewith during the hydraulic fracturing microseismic vibrations are recorded, determined are three-dimensional coordinates of their sources and also refined is the three-dimensional model of the reservoir and orientation of the cracks systems.
EFFECT: technical result is the increase of efficiency of hydrocarbons development in water areas at drilling horizontal wells.
1 cl

Description

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для уточнения строения месторождения углеводородов на акваториях и повышения эффективности процесса его освоения.The invention relates to the field of geophysics and can be used to clarify the structure of a hydrocarbon field in the waters and increase the efficiency of the process of its development.

Известен способ сейсмического мониторинга процесса разработки месторождения углеводородов на акваториях (прототип), включающий проведение трехмерной сейсморазведки и построение по ее данным модели резервуара, прогнозирование ориентации систем субвертикальных трещин и проектирование размещения эксплуатационных и нагнетательных скважин, размещение на дне акватории над месторождением стационарных сейсмокос, регистрацию сейсмотрасс с упругими колебаниями от искусственных источников и контроль процесса разработки месторождения углеводородов по динамическим и кинематическим изменениям регистрируемых колебаний при обработке сейсмотрасс (Smit F., Ligtendag М., Wills P., Calvert R. Towards Affordable Permanent Seismic Reservoir Monitoring Using the Sparse OBC Concept. Exploration and production: the oil and gas review, 2006, p. 56-62).A known method of seismic monitoring of the process of developing a hydrocarbon field in water areas (prototype), including three-dimensional seismic exploration and building a reservoir model based on it, predicting the orientation of subvertical fracture systems and designing the location of production and injection wells, placing stationary seismic streamers at the bottom of the water area, registering seismic surveys with elastic vibrations from artificial sources and control of the development of the coal field hydrodynamics on dynamic and kinematic changes in recorded oscillations during seismic processing (Smit F., Ligtendag M., Wills P., Calvert R. Towards Affordable Permanent Seismic Reservoir Monitoring Using the Sparse OBC Concept. Exploration and production: the oil and gas review, 2006 , p. 56-62).

Известно, что эффективность разработки месторождений нефти и газа, особенно трудноизвлекаемых запасов из низкопроницаемых коллекторов, зависит от точности и детальности трехмерных построений геологической, гидрогеологической и геомеханической моделей среды (месторождения). При построении последних особенно важное значение имеет ориентация субвертикальных трещин, по которым происходит ускоренное перемещение флюидов в процессе жизни месторождений и их разработки. Наиболее достоверные и точные модели среды строятся по данным трехмерной сейсморазведки (3D), результатам геофизических исследований поисково-разведочных скважин и петрофизического анализа керна.It is known that the efficiency of developing oil and gas fields, especially hard-to-recover reserves from low-permeability reservoirs, depends on the accuracy and detail of three-dimensional constructions of geological, hydrogeological and geomechanical models of the medium (field). In the construction of the latter, the orientation of subvertical fractures along which accelerated fluid movement occurs during the life of the fields and their development is especially important. The most reliable and accurate models of the environment are built according to the data of three-dimensional seismic (3D), the results of geophysical studies of exploration wells and petrophysical core analysis.

При современной разведке и разработке месторождений нефти и газа на акваториях повсеместно применяется сейсморазведка 3D на этапе до бурения поисково-разведочных скважин или после бурения первой успешной скважины (последнее часто практиковалось в России). В подавляющем большинстве случаев сейсморазведка 3D реализуется путем возбуждения упругих колебаний группами пневматических источников и их регистрации несколькими (теоретически до 24, а по факту установленного компаний PGS рекорда - 17) многоканальными приемными сейсмическими устройствами (сейсмокосами), непрерывно перемещающимися в водной толще вместе с судном (Ампилов Ю.П., Батурин Д.Г. Новейшие технологии сейсмического мониторинга 4D при разработке морских месторождений нефти и газа. Технологии сейсморазведки, №2, 2013, С. 31-36).In modern exploration and development of oil and gas fields in the waters, 3D seismic is widely used at the stage before drilling exploratory wells or after drilling the first successful well (the latter was often practiced in Russia). In the vast majority of cases, 3D seismic exploration is carried out by exciting elastic oscillations by groups of pneumatic sources and registering them with several (theoretically up to 24, and in fact the record set by PGS companies - 17) multichannel receiving seismic devices (seismic streamers) continuously moving in the water column along with the vessel ( Ampilov Yu.P., Baturin DG The latest 4D seismic monitoring technologies in the development of offshore oil and gas fields. Seismic exploration technologies, No. 2, 2013, P. 31-36).

Однако даже широкие (до 1500 м) разносы сейсмокос не позволяют осуществлять полноценные миграционные преобразования и изучать анизотропные свойства среды за счет ущербной узкоазимутальной системы наблюдений, реализуемой при применении традиционной односудовой сейсморазведки 3D, а применение разноазимутальных или многосудовых вариантов сейсморазведки 3D значительно удорожает стоимость проведения исследований. Кроме того, применение сейсморазведки 3D с плавающими косами усложняет проведение в будущем сейсмического мониторинга (сейсморазведка 4D) и не позволяет проводить сейсмический мониторинг процесса бурения скважин.However, even wide (up to 1,500 m) seismic streak spacings do not allow for full-fledged migration transformations and to study the anisotropic environmental properties due to the flawed narrow-azimuth observation system implemented using the traditional single-vessel 3D seismic exploration, and the use of multi-azimuthal or multi-vessel 3D seismic exploration significantly increases the cost of research. In addition, the use of 3D seismic surveying with floating streamers complicates future seismic monitoring (4D seismic exploration) and does not allow seismic monitoring of the well drilling process.

Отмеченных недостатков сейсморазведки 3D с плавающими сейсмокосами лишены различные модификации технологии OBC (Ocean Bottom Cable) с расстановкой сейсмокос на дне. Пространственная система наблюдений технологии ОВС практически аналогична полноазимутальной сейсморазведке 3D, проводимой на суше, что позволяет получить наиболее качественные результаты. Классическая технология сейсморазведки 4D ОВС подразумевает комплексную обработку старых (желательно до начала разработки месторождения) и новых данных 3D, полученных по одинаковым системам наблюдений с максимально приближенными параметрами возбуждения и регистрации колебаний. Наилучший результат получается при реализации сейсмического мониторинга с сейсмокосами, устанавливаемыми на все время разработки месторождения (PRSM - Permanent Seismic Reservoir Monitoring), и передают регистрируемые колебания, возбуждаемые с периодически (от трех месяцев до двух лет) приходящего судна, по кабелям на ближайшую платформу или по радиоканалу в пункт сбора и обработки данных. Такое оборудование было установлено и успешно применяется за рубежом на ряде месторождений, включая норвежское Valhall в Северном море (с 2003 г. - впервые в мире). Однако в большинстве случаев оно устанавливалось после начала разработки месторождения, в частности через 21 год на месторождении Valhall (компания BP) в Северном море, когда значительная часть углеводородов уже извлечена и получаемая при сейсморазведке 4D информация может повлиять только на размещение и бурение новых эксплуатационных (включая водогазонагнетательных) скважин (Smit F., Ligtendag М., Wills P., Calvert R. Towards Affordable Permanent Seismic Reservoir Monitoring Using the Sparse OBC Concept. Exploration and production: the oil and gas review, 2006, p. 56-62).The various drawbacks of 3D seismic surveys with floating seismic strips are deprived of various modifications of OBC (Ocean Bottom Cable) technology with seismic streamers at the bottom. The spatial observation system of the OVS technology is almost similar to the full-azimuthal 3D seismic survey carried out on land, which allows to obtain the highest quality results. The classical technology of 4D seismic surveys involves the complex processing of old (preferably before the start of field development) and new 3D data obtained using the same observation systems with the most approximate parameters of excitation and registration of oscillations. The best result is obtained when implementing seismic monitoring with seismic streamers installed for the entire field development period (PRSM - Permanent Seismic Reservoir Monitoring), and transmit the recorded oscillations, excited from the incoming vessel periodically (from three months to two years), via cables to the nearest platform or over the air to a data collection and processing center. Such equipment was installed and successfully used abroad at a number of fields, including the Norwegian Valhall in the North Sea (since 2003 - the first in the world). However, in most cases, it was installed after the development of the field began, in particular, after 21 years at the Valhall field (BP) in the North Sea, when a significant part of the hydrocarbons has already been extracted and the information obtained from 4D seismic surveys can only affect the placement and drilling of new production (including water and gas injection wells (Smit F., Ligtendag M., Wills P., Calvert R. Towards Affordable Permanent Seismic Reservoir Monitoring Using the Sparse OBC Concept. Exploration and production: the oil and gas review, 2006, p. 56-62).

Повышению эффективности разработки месторождения может способствовать технология с размещением сейсмокос на дне акватории до начала бурения эксплуатационных скважин. При этом возникает возможность регистрации микросейсмических колебаний, возбуждаемых долотом на забое скважины в процессе бурения, а при обработке регистрируемых упругих колебаний (сейсмических волновых полей) решается ряд важных задач, включая уточнение трехмерной модели резервуара и ориентации систем трещин, выбор оптимальных места для перфорации и гидроразрыва пласта (гидравлического разрыва пласта), контроль гидроразрыва пласта и др.The technology with the placement of seismic streamers at the bottom of the water area before the start of drilling production wells can contribute to improving the efficiency of field development. In this case, it becomes possible to register microseismic vibrations excited by a bit at the bottom of the well during drilling, and when processing the recorded elastic vibrations (seismic wave fields), a number of important tasks are solved, including refining the three-dimensional model of the reservoir and the orientation of the fracture systems, choosing the optimal location for perforation and hydraulic fracturing formation (hydraulic fracturing), control of hydraulic fracturing, etc.

Например, при проведении работ на Штокмановском газоконденсатном месторождении в Баренцевом море, площадь газоносности которого составляет 1600 кв. км, потребовалось бы разместить донные сейсмокосы на практически квадратном участке не менее чем 45×45 км (площадь 2025 кв. км). Даже при большом расстоянии между сейсмокосами в 1 км потребуется порядка 1800-2000 км сейсмокос, что в 15-17 раз больше чем было размещено в 2003 г. на месторождении Valhall (120 км). Кроме того, для решения задач сейсмического мониторинга в процессе бурения требуется гораздо более плотная сеть наблюдений, размещаемая на небольшом удалении от скважины, что связано с сильным затуханием микросейсм с увеличением расстояния от источника колебаний.For example, when carrying out work at the Shtokman gas condensate field in the Barents Sea, the gas area of which is 1600 sq. Km. km, it would be necessary to place bottom seismic streamers in an almost square section of not less than 45 × 45 km (an area of 2025 sq. km). Even with a large distance between seismic streamers of 1 km, about 1800-2000 km of seismic streamers will be required, which is 15-17 times more than was placed in 2003 at the Valhall field (120 km). In addition, to solve seismic monitoring tasks during drilling, a much denser network of observations is required, located at a small distance from the well, which is associated with a strong attenuation of microseisms with increasing distance from the source of oscillations.

Недостатком этого способа является установка большого количества сейсмокос.The disadvantage of this method is the installation of a large number of seismicos.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности процесса освоения месторождения углеводородов на акваториях при бурении горизонтальных скважин.The technical result of the present invention is to increase the efficiency of the process of developing a hydrocarbon field in the water when drilling horizontal wells.

Технический результат достигается за счет того, что в способе сейсмического мониторинга процесса освоения месторождения углеводородов на акваториях, включающем проведение трехмерной сейсморазведки и построение по ее данным модели резервуара, прогнозирование ориентации систем субвертикальных трещин и проектирование размещения эксплуатационных и нагнетательных скважин, размещение на дне акватории над месторождением стационарных сейсмокос, регистрацию сейсмотрасс с упругими колебаниями от искусственных источников и контроль процесса разработки месторождения углеводородов по динамическим и кинематическим изменениям регистрируемых колебаний при обработке сейсмотрасс, до начала бурения запроектированного горизонтального участка скважины размещают мобильную расстановку сейсмокос на дно по радиальной разноазимутальной системе наблюдений на объекте исследований с центром, расположенным над горизонтальным участком скважины, в процессе бурения регистрируют микросейсмические колебания, возбуждаемые долотом на забое скважины, при обработке которых по динамическим и кинематическим характеристикам определяют анизотропные свойства среды в зоне бурения, уточняют ориентацию систем субвертикальных трещин и корректируют трехмерные модели резервуара, а после завершения бурения скважины расстановку сейсмокос демонтируют и перемещают на новый объект исследований. Кроме того, в процессе гидроразрыва пласта регистрируют микросейсмические колебания, определяют трехмерные координаты их источников и дополнительно уточняют трехмерную модель резервуара и ориентацию систем трещин.The technical result is achieved due to the fact that in the method of seismic monitoring of the process of developing a hydrocarbon field in water areas, including three-dimensional seismic exploration and construction of a reservoir model based on it, predicting the orientation of subvertical fracture systems and designing the location of production and injection wells, placement at the bottom of the water area above the field stationary seismic streamers, registration of seismic traces with elastic vibrations from artificial sources and control of percent The development of hydrocarbon deposits according to the dynamic and kinematic changes in the recorded oscillations during seismic processing, before drilling the projected horizontal section of the well, place a mobile arrangement of seismic skids at the bottom using a radial multi-azimuth observation system at the research object with a center located above the horizontal section of the well, microseismic are recorded during drilling oscillations excited by the bit at the bottom of the well, the processing of which is dynamic Kim and kinematic characteristics determine the properties of anisotropic medium in the drilling zone, specify the orientation of sub-vertical fracture systems and corrected three-dimensional reservoir model, and after completion of drilling alignment streamer disassemble and move to a new research facility. In addition, during hydraulic fracturing, microseismic vibrations are recorded, three-dimensional coordinates of their sources are determined, and a three-dimensional reservoir model and the orientation of the fracture systems are further refined.

Сущность способа поясняется чертежом. На чертеже представлены: 1 - водная толща, 2 - резервуар нефти и газа, 3 - устье скважины около буровой установки, 4 - текущее положение забоя горизонтального участка скважины, 5 - центр мобильной радиальной расстановки сейсмокос, 6 - одна из восьми сейсмокос.The essence of the method is illustrated in the drawing. The drawing shows: 1 - the water column, 2 - the oil and gas reservoir, 3 - the wellhead near the rig, 4 - the current position of the bottom of the horizontal section of the well, 5 - the center of the mobile radial arrangement of seismic strips, 6 - one of eight seismic strips.

Сущность изобретения заключается в том, что реализуют сейсмический мониторинг процесса освоения месторождения углеводородов на акваториях на начальной стадии в процессе бурения эксплуатационных скважин с горизонтальным участком внутри месторождения (резервуара). Это позволяет получать детальную информацию о пространственных изменениях анизотропных свойств среды разрабатываемого месторождения с прогнозом ориентации основных систем субвертикальных трещин для уточнения трехмерной гидрогеологической и геомеханической моделей месторождения, оптимизировать размещение вертикальных, наклонных и горизонтальных стволов эксплуатационных скважин и направлений вскрытия пластов при их перфорации, а также выбор мест гидроразрыва пласта и качества его проведения. Технология подразумевает установку на дно мобильной расстановки радиально ориентированных сейсмокос до начала бурения эксплуатационных скважин, при этом центр радиальной расстановки располагают над горизонтальным участком скважины. Количество линий и пунктов приема упругих колебаний задают с учетом экономических соображений, но количество линий должно быть не менее четырех, формирующих крестовую систему наблюдений, у которой две линии располагают по направлению главных экстремумов индикатрис (азимутальных зависимостей) кинематических и динамических характеристик распространения упругих колебаний, определенных в результате предварительных данных сейсморазведки 3D и геофизических исследований в поисково-разведочных скважиных.The essence of the invention lies in the fact that they implement seismic monitoring of the process of developing a hydrocarbon field in the waters at the initial stage in the process of drilling production wells with a horizontal section inside the field (reservoir). This allows you to obtain detailed information about spatial changes in the anisotropic properties of the environment of the field being developed with a forecast of the orientation of the main systems of subvertical fractures to refine three-dimensional hydrogeological and geomechanical models of the field, to optimize the placement of vertical, inclined and horizontal wells of production wells and the directions of opening of the layers during their perforation, as well as the choice places of hydraulic fracturing and the quality of its conduct. The technology involves the installation of radially oriented seismic streamers on the bottom of the mobile array before the start of drilling production wells, with the center of the radial arrangement being located above the horizontal section of the well. The number of lines and points of reception of elastic vibrations is set taking into account economic considerations, but the number of lines should be at least four, forming a cross-observation system, in which two lines are located in the direction of the main extrema of the indicatrixes (azimuthal dependencies) of the kinematic and dynamic characteristics of the propagation of elastic vibrations defined as a result of preliminary 3D seismic data and geophysical surveys in exploratory wells.

В арктических условиях почти повсеместно существует ледяной покров от 7 до 10 месяцев, а до потепления климата нередко и до 12 месяцев (например, в Карском море). Поэтому оперативная установка и демонтаж мобильной донной сейсмической расстановки с судна практически невозможен. Однако эти операции вполне могут быть выполнены с обитаемых или необитаемых аппаратов, спускаемых с судна ледокольного типа или с буровой платформы и несущих серию компактных лебедок. В качестве наиболее оптимального подводного носителя сейсмокос могут быть использованы выпускаемые за рубежом и в ФГУП ОКБ ОТ РАН роботизированные подводные необитаемые аппараты ROV (Remotely Operated Vehicles). В частности ROV адаптированы норвежской компанией SeaBird Exploration в CASE System для расстановки автономных донных сейсморегистраторов (Nodes), переносимых ROV по 6 штук в одной сменной кассете. При этом в реальных условиях расставлялось до 1200 донных сейсморегистраторов. Очевидно, что вместо тяжелых сейсморегистраторов могут быть установлены компактные лебедки с донными сейсмическими косами, которые должны быть максимально легкими и минимального диаметра. Такие косы уже разработаны и изготавливаются в ОАО "АКИН" ("Акустический институт имени академика Н.Н. Андреева"). Их диаметр по несущему кабелю составляет 12 мм, диаметр гидрофона - 22 см, а вес в воздухе - около 100 кг для 500 м косы (а в воде около 30 кг).In Arctic conditions, ice cover exists almost everywhere from 7 to 10 months, and before climate warming it is often up to 12 months (for example, in the Kara Sea). Therefore, the operational installation and dismantling of a mobile bottom seismic arrangement from a ship is practically impossible. However, these operations may well be carried out from inhabited or uninhabited vehicles launched from an icebreaking vessel or from a drilling platform and carrying a series of compact winches. As the most optimal underwater carrier for a seismicos, robotic underwater uninhabited vehicles ROV (Remotely Operated Vehicles) manufactured abroad and at the FSUE OKB OT RAS can be used. In particular, the ROVs were adapted by the Norwegian company SeaBird Exploration in the CASE System for arranging autonomous bottom seismic recorders (Nodes) that carry 6 ROVs in one removable cassette. At the same time, up to 1200 bottom seismic recorders were placed in real conditions. Obviously, instead of heavy seismic recorders, compact winches with bottom seismic streamers can be installed, which should be as light as possible and of a minimum diameter. Such braids have already been developed and are being manufactured at AKIN OJSC (Acoustic Institute named after Academician NN Andreev). Their diameter along the carrier cable is 12 mm, the diameter of the hydrophone is 22 cm, and the weight in air is about 100 kg for 500 m of braids (and in water about 30 kg).

Сейсмокосами осуществляется периодическая регистрация упругих колебаний (сейсмических волновых полей), возникающих в процессе разрушения породы при бурении горизонтальных участков стволов первой и последующих скважин в пласте-резервуаре (микросейсмы). При обработке рассчитываются амплитудно-частотные спектры (АЧС) и другие динамические характеристики регистрируемых волновых полей, выбираются АЧС сейсмических каналов, равноудаленных от точки проекции текущего забоя скважины на дно, для частот максимальных значений амплитуд АЧС строятся индикатрисы амплитуд фиксированных частот АЧС, при интерпретации которых на основе выявления экстремумов определяют ориентацию основных систем субвертикальных трещин (Богоявленский В.И., Урупов А.К., Будагова Т.А., Добрынин С.В. Анизотропные свойства осадочного чехла континентального шельфа. Газовая промышленность, №7, 1997, с. 16-18).Seismic strips periodically record elastic vibrations (seismic wave fields) that occur during rock destruction during the drilling of horizontal sections of the trunks of the first and subsequent wells in the reservoir reservoir (microseisms). During processing, the amplitude-frequency spectra (ASF) and other dynamic characteristics of the recorded wave fields are calculated, the ASF of seismic channels are selected that are equidistant from the projection point of the current bottom of the well to the bottom, for the frequencies of the maximum ASF amplitudes, the indicatrixes of the amplitudes of the fixed frequencies of ASF are constructed, with the interpretation of which Based on the identification of extrema, the orientation of the main systems of subvertical cracks is determined (Epiphany V.I., Urupov A.K., Budagova T.A., Dobrynin S.V. Anisotropic properties sedimentary cover of the continental shelf. Gas industry, No. 7, 1997, S. 16-18).

Возможность получения сейсмических записей волновых полей, возбуждаемых долотом, пригодных для изучения анизотропных свойств среды, доказана в работе (Бланк A.M., Урупов А.К., Жуков A.M. Возможность контроля природно-техногенных процессов в геологической среде методами сейсморазведки при бурении глубоких скважин. В сб.: "Проблемы техногенного изменения среды и охраны недр в горнодобывающих регионах". Пермь, 1991, с. 70-71) на примере полевого эксперимента по изучению околоскважинного пространства в скважине Скворцовская-1 на северном борту Днепрово-Донецкой впадины. Результаты данного эксперимента хорошо согласуются с данными ультразвукового прозвучивания образцов керна. Получаемая информация об анизотропных свойствах среды по данным прямых волн, возбуждаемых долотом в призабойной зоне, отличается большей точностью и корректностью по сравнению с отраженными волнами, возбуждаемыми и регистрируемыми в водной толще или вблизи поверхности земли. Это обусловлено тем, что первые проходят систему субвертикальных трещин до пунктов приема по одному лучу под одним углом к системе трещин, а вторые - по двум лучам (падающему и отраженному) под двумя углами.The possibility of obtaining seismic records of wave fields excited by a bit suitable for studying the anisotropic properties of the medium was proved in (Blank AM, Urupov AK, Zhukov AM Possibility of monitoring natural-technogenic processes in the geological environment by seismic methods for drilling deep wells. .: “Problems of technogenic environmental change and subsoil protection in mining regions. Perm, 1991, pp. 70-71) as an example of a field experiment to study the near-wellbore space in the Skvortsovskaya-1 well on the north side of the Dnieper in the Donetsk Depression. The results of this experiment are in good agreement with the ultrasound data of core samples. The information obtained on the anisotropic properties of the medium according to the data of direct waves excited by a bit in the bottomhole zone is more accurate and correct than the reflected waves excited and recorded in the body of water or near the surface of the earth. This is due to the fact that the former pass through the system of subvertical cracks to the points of reception along one beam at one angle to the system of cracks, and the latter along two rays (incident and reflected) at two angles.

Использование описываемого способа за счет оперативного получения информации об ориентации систем трещин в условиях "реального времени" позволяет уточнить строение месторождения углеводородов на акваториях и повысить эффективность процесса его освоения путем возможной коррекции ориентации горизонтальных стволов скважин, а после завершения бурения скважин выбирать оптимальные места для перфорации и многостадийного гидроразрыва пласта на основе выбора зон с наиболее выраженной анизотропией динамических характеристик зарегистрированных волновых полей. Правильность определения ориентации систем трещин и эффективность каждого гидроразрыва пласта подтверждается при обработке микросейсм, возбуждаемых при его проведении (Бутула К.К., Верещагин С.А. Разработка трудноизвлекаемых запасов - интеграция данных для заканчивания скважин с целью оптимальной разработки месторождений. Oil&Gas Journal Russia, №7 (73), 2013, с. 42-43, Александров С.И., Мишин В.А., Буров Д.И. и др. Применение микросейсмического мониторинга для контроля технологических рисков ГРП. Нефтесервис, №1 (21), 2013, с. 50-52) и регистрируемых донными сейсмокосами той же мобильной расстановки, после чего ее демонтируют и перемещают на новый объект исследований.Using the described method by promptly obtaining information about the orientation of fracture systems in real-time conditions allows us to clarify the structure of a hydrocarbon field in water areas and improve the efficiency of its development by possibly correcting the orientation of horizontal wellbores, and after completing the drilling of wells, select the optimal locations for perforation and multistage fracturing based on the choice of zones with the most pronounced anisotropy of dynamic characteristics bathrooms wave fields. The correctness of determining the orientation of fracture systems and the effectiveness of each hydraulic fracturing is confirmed by processing microseisms excited during its conduct (Butula K.K., Vereshchagin S.A. Development of hard-to-recover reserves - data integration for well completion for optimal field development. Oil & Gas Journal Russia, No. 7 (73), 2013, pp. 42-43, Aleksandrov S.I., Mishin V.A., Burov D.I. et al. The use of microseismic monitoring to control the technological risks of hydraulic fracturing. Nefteservis, No. 1 (21) , 2013, p. 50-52) and recorded by bottom seismic braids of the same mobile arrangement, after which it is dismantled and moved to a new research object.

Claims (2)

1. Способ сейсмического мониторинга процесса освоения месторождения углеводородов на акваториях, включающий проведение трехмерной сейсморазведки и построение по ее данным модели резервуара, прогнозирование ориентации систем субвертикальных трещин и проектирование размещения эксплуатационных и нагнетательных скважин, размещение на дне акватории над месторождением стационарных сейсмокос, регистрацию сейсмотрасс с упругими колебаниями от искусственных источников и контроль процесса разработки месторождения углеводородов по динамическим и кинематическим изменениям регистрируемых колебаний при обработке сейсмотрасс, отличающийся тем, что до начала бурения запроектированного горизонтального участка скважины размещают мобильную расстановку сейсмокос на дно по радиальной разноазимутальной системе наблюдений на объекте исследований с центром, расположенным над горизонтальным участком скважины, в процессе бурения регистрируют микросейсмические колебания, возбуждаемые долотом на забое скважины, при обработке которых по динамическим и кинематическим характеристикам определяют анизотропные свойства среды в зоне бурения, уточняют ориентацию систем субвертикальных трещин и корректируют трехмерные модели резервуара, а после завершения бурения скважины расстановку сейсмокос демонтируют и перемещают на новый объект исследований. 1. A method of seismic monitoring of the process of developing a hydrocarbon field in water areas, including conducting three-dimensional seismic exploration and building a reservoir model based on it, predicting the orientation of subvertical fracture systems and designing the location of production and injection wells, placing stationary seismic streamers at the bottom of the water area, recording elastic seismic surveys fluctuations from artificial sources and control of the process of developing a hydrocarbon field by dyne physical and kinematic changes in the recorded oscillations during processing of seismic surveys, characterized in that prior to the start of drilling the designed horizontal section of the well, a mobile arrangement of seismic skids is placed on the bottom along a radially different-azimuth observation system at the research object with a center located above the horizontal section of the well, microseismic vibrations are recorded during drilling excited by a bit at the bottom of the well, during the processing of which according to dynamic and kinematic characteristics sticks are determined by the anisotropic properties of the medium in the drilling zone, the orientation of the subvertical fracture systems is refined, and three-dimensional reservoir models are corrected, and after completion of the well drilling, the seismic line arrangement is dismantled and moved to a new research object. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе гидроразрыва пласта регистрируют микросейсмические колебания, определяют трехмерные координаты их источников и дополнительно уточняют трехмерную модель резервуара и ориентацию системы трещин. 2. The method according to p. 1, characterized in that during the fracturing process microseismic vibrations are recorded, three-dimensional coordinates of their sources are determined and an additional three-dimensional model of the reservoir and the orientation of the fracture system are specified.
RU2014136780/28A 2014-09-11 2014-09-11 Method for seismic monitoring of process of development of hydrocarbons in water areas RU2602735C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136780/28A RU2602735C2 (en) 2014-09-11 2014-09-11 Method for seismic monitoring of process of development of hydrocarbons in water areas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014136780/28A RU2602735C2 (en) 2014-09-11 2014-09-11 Method for seismic monitoring of process of development of hydrocarbons in water areas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014136780A RU2014136780A (en) 2016-03-27
RU2602735C2 true RU2602735C2 (en) 2016-11-20

Family

ID=55638609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014136780/28A RU2602735C2 (en) 2014-09-11 2014-09-11 Method for seismic monitoring of process of development of hydrocarbons in water areas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602735C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109085642A (en) * 2017-06-14 2018-12-25 中国石油化工股份有限公司 A kind of anisotropic medium micro-seismic event localization method

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109655918B (en) * 2017-10-11 2021-06-25 中国石油化工股份有限公司 Method and system for determining position of ground shallow well micro-seismic monitoring observation station
CN110764136B (en) * 2018-07-27 2021-09-17 中国石油化工股份有限公司 Combined positioning method for time-lapse linear combination and nonlinear combination of anisotropic longitudinal and transverse waves
CN110764138B (en) * 2018-07-27 2021-09-17 中国石油化工股份有限公司 Anisotropy longitudinal and transverse wave travel time nonlinear combined positioning method
CN110764148B (en) * 2018-07-27 2021-08-24 中国石油化工股份有限公司 Well-ground combined positioning method for anisotropic vector wave field
CN110764140B (en) * 2018-07-27 2021-09-17 中国石油化工股份有限公司 Perforation double-difference anisotropy based longitudinal and transverse wave nonlinear combined positioning method
CN110764139B (en) * 2018-07-27 2021-05-25 中国石油化工股份有限公司 Anisotropy longitudinal and transverse wave travel time high-order power linear combination positioning method
CN110764137B (en) * 2018-07-27 2021-08-24 中国石油化工股份有限公司 Anisotropy longitudinal and transverse wave nonlinear combined positioning method based on perforation mixed time difference
CN111257434B (en) * 2020-01-17 2021-03-19 大连理工大学 Knocking device for positioning and correcting microseism of surface

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БОГОЯВЛЕНСКИЙ В.И., УРУПОВ А.К., БУДАГОВА Т.А., ДОБРЫНИН С.В., "Анизотропные свойства осадочного чехла континентального шельфа", ж-л "Газовая промышленность", номер 7, 1997, стр.16-18;АМПИЛОВ ЮП., БАТУРИН Д.Г., "Новейшие технологии сейсмического мониторинга 4D при разработке морских месторождений нефти и газа", ж-л "Технология сейсморазведки", номер 2, 2013, стр.31-36;АЛЕКСАНДРОВ С.И., МИШИН В.А., БУРОВ Д.И. и др., "Применение микросейсмического мониторинга для контроля технологических рисков ГРП", ж-л "Нефтесервис", номер 1(21) 2013, стр.50-52;RU 2483330 C1, 27.05.2013;US 7535800 B2, 19.05.2009. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109085642A (en) * 2017-06-14 2018-12-25 中国石油化工股份有限公司 A kind of anisotropic medium micro-seismic event localization method
CN109085642B (en) * 2017-06-14 2020-05-15 中国石油化工股份有限公司 Anisotropic medium microseism event positioning method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014136780A (en) 2016-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2602735C2 (en) Method for seismic monitoring of process of development of hydrocarbons in water areas
EP3011366B1 (en) Seismic data processing
RU2539745C1 (en) Method for seismic monitoring when developing hydrocarbon deposits at water areas
EP3069171B1 (en) Seismic data processing
Bakulin et al. Virtual source applications to imaging and reservoir monitoring
US8913462B2 (en) Real-time reflection point density mapping during three-dimensional (3D) vertical seismic profile (VSP) surveys
EP3330481A1 (en) Drilling method and apparatus
EP2923222B1 (en) Processing microseismic data
CN105723249A (en) Seismic survey using an augmented reality device
Landrø et al. Gas flow through shallow sediments—A case study using passive and active seismic field data
WO2019112035A1 (en) Method for exploring ocean floor subterranean layers
Wu et al. The application of microseismic monitoring in unconventional reservoirs
Bull et al. Constraining leakage pathways through the overburden above sub-seafloor CO2 storage reservoirs
Francese et al. Mapping the geometry of an aquifer system with a high‐resolution reflection seismic profile
Blackburn et al. Borehole seismic surveys: Beyond the vertical profile
Kovachev et al. Results of Seismological Monitoring in the Baltic Sea and Western Part of the Kaliningrad Oblast Using Bottom Seismographs
Bull et al. Constraining the physical properties of chimney/pipe structures within sedimentary basins
Shillington et al. P‐and S‐wave velocities of consolidated sediments from a seafloor seismic survey in the North Celtic Sea Basin, offshore Ireland
Urosevic et al. Seismic Monitoring and Verification for the CO2CRC Otway Basin Project, Part 2: acquisition and analysis of borehole seismic data
Aminzadeh et al. Geophysics in drilling
Assaad et al. Surface geophysical petroleum exploration methods
Enescu et al. Characterization of an uranium deposit by 3D borehole seismic techniques
Domel Seismicity of the western-Svalbard margin and its relationship with near surface fluid flow and seepage systems-A study using ocean bottom seismometers
Jack et al. The life-of-field seismic system at Valhall, Norwegian North Sea
Nikitin et al. Long offset-refraction surveys for better seismic imaging and reliable depth conversions