علم پشت تصویر برداری 3D Seismic

برای قدردانی از اینکه چگونه تصویربرداری لرزه 3D تولید مخزن روغن را بهینه می کند، ابتدا باید فیزیک پایه را درک کند.این روش بر تولید امواج صوتی کنترل شده متکی است – به طور معمول از کامیون های vibroseis در زمین یا سلاح های هوایی در محیط های دریایی – که از طریق یک منبع تصویر برداری زمینی 3 حرکت می کنند، زیرا این امواج با تغییرات در تراکم سنگ و کشش مواجه می شوند، بخش هایی از انرژی منعکس کننده های سطح ( گیرنده های نور خورشید) و یا منابع تصویری زمینی (در خطوط تصویر برداری های لوله های لوله های زمینی) به جای سیگنال های نور خورشید (آب) سیگنال های نور خورشید) عکس برداری می گیرند.

این سوابق خام سپس با استفاده از الگوریتم های قدرتمند برای تصحیح اثرات نزدیک به سطح، انعکاس های متعدد و سر و صدا پردازش می شوند. نتیجه یک مکعب داده حجم است که در آن هر voxel نشان دهنده یک مکان خاص در زیر سطح است. زمین شناسان این مکعب را تجزیه و تحلیل می کنند تا تله های ساختاری، ویژگی های استریپوگرافی و تماس های مایع را شناسایی کنند.

از داده ها تا تصمیم گیری: خرید و پردازش جریان های کاری

به دست آوردن یک نظرسنجی لرزه 3D یک اقدام لجستیکی عمده است. نظرسنجی های زمینی نیاز به برنامه ریزی دقیق از خطوط منبع و گیرنده برای دستیابی به توزیع بهینه و بی نظیر دارد. نظرسنجی های دریایی از چندین کیلومتر طول به جریان های کنسروی استفاده می کنند، با هزاران هیدروفون در فواصل 3 تا 12.5 متر فضا شده است.

جریان های کار پردازش به طور چشمگیری تکامل یافته اند. پیش از مهاجرت عمق (PSDM) در حال حاضر استاندارد برای زمین شناسی پیچیده، با استفاده از مدل های سرعت ساخته شده از tomography به درستی موقعیت انعکاس، تجزیه و تحلیل چند توزیع شده - مانند دامنه در مقابل افست (AVO)، انحراف طیفی، و انحراف - انتقال داده های لرزه ای به خواص الاستیک مانند دقت صوتی و حساسیت به طور مستقیم با قابلیت اتصال، و اتصال مستقیم با این ویژگی های صوتی، و بی سیمینگ.

مزایای بهینه سازی Reservoir Production

ویژگی های دقیق Reservoir Mapping و Characterization

قبل از اینکه زلزله 3D گسترده شد، حفاری عمدتا توسط خطوط 2D و logs خوب هدایت شد، و عدم اطمینان قابل توجهی در مورد هندسه مخزن مدرن 3D نشان می دهد که محفظه سازی خطا، معماری کانال و زمین لرزه های کربنات در سه بعد، این دقت خطر حفاری سوراخ های خشک را با اجتناب از تفسیر نادرست ناشی از یک زمینه ساختاری، در حال حاضر امکان پذیر شدن احتمال بالا اپراتورهای با کیفیت بالا در محل به خوبی از بالا، کاهش می دهد.

استراتژی های بهبود یافته

داده های لرزه ای 3D برای برنامه ریزی روش های بازیابی ثانویه و سوم مانند آب، تزریق گاز یا بهبود بهبود روغن (EOR) با تصویربرداری بهره وری و شناسایی مناطق نفتی دور افتاده، مهندسان می توانند الگوهای تزریق، چاه های بازسازی شده، و یا حفاری در تولید کنندگان زمان (B) لرزه ای با نشان دادن اینکه چگونه حرکت جلو در ماه ها یا سال ها ثابت شده است، تنظیم کنند.

کاهش هزینه و ریسک

هزینه های حفاری اکتشافی می تواند بیش از 100 میلیون دلار در محیط های عمیق آب باشد. 3D لرزه تعداد چاه های پر زرق و برق مورد نیاز را با ارائه یک تصویر با وضوح بالا از مخزن قبل از اینکه اپراتورها به طور معمول گزارش 20 تا 30٪ کاهش در توسعه چاه از طریق قرار دادن بهبود یافته، علاوه بر این، زلزله واقعی در حالی که تکنیک های حفاری (WD) ادغام با سیگنال های ضد فشار زمین برای کاهش سیگنال های ضد مولد و کاهش خطرات غیر مولد.

نظارت بر تغییرات در طول زمان

بررسی های 3D - جوهر لرزه 4D - اپراتورهای اجازه دهید تا تغییرات در اشباع، فشار و دما را پیگیری کنند.برای مثال، در دریای شمال، شل از لرزه 4D برای نظارت بر آب گل زده در زمینه Gannet، شناسایی مناطق پیشرفت آب و تنظیم تولید برای حفظ میزان فلات استفاده می کند.

تاثیر بر تمرین های صنعت

امن تر و پایدارتر عملیات

تصویربرداری بهتر تعداد چاه های حفاری را کاهش می دهد که به طور مستقیم به حداقل رساندن سطح، زباله حفاری و انتشار گازهای گلخانه ای از عملیات سخت.در مناطق حساس محیط زیست، مانند صخره های مرجانی قطب شمال یا عمیق، لرزه 3D کمک می کند حفاری از طریق شکل گیری های شکننده، علاوه بر این، اپراتورهای می توانند بدون نفوذ به کلاه های گاز یا یک منبع، کاهش تولید ناخواسته و تولید مایع مرتبط با آن، لبه های روغن نازک را هدف قرار دهند.

توسعه مجموعه ای از Field های پیچیده

Reservoirs که یک بار غیراقتصادی در نظر گرفته شده اند - مانند شن های سفت و سخت، کربنات های شکسته، یا فواصل زیر آب عمیق - در حال حاضر به لطف پیشرفت در لرزه 3D توسعه یافته اند، اکتشافات پیش از نمک از حد از برزیل و غرب آفریقا بدون جریان مهاجرت پیچیده که تصاویر زیر لایه های نمک ضخیم، به طور مشابه، شیل از 3D بهره مند می شود تا نقاط طبیعی و شکننده ای که در آن، افزایش بهره وری طبیعی و شکننده است.

ادغام با سایر تکنولوژی ها

هیچ مجموعه داده ای یک تصویر کامل از مخزن را فراهم نمی کند. 3D لرزه قوی ترین زمانی است که با log های خوب، تجزیه و تحلیل هسته ای، داده های تولید و نظارت میکروستیسمیک یکپارچه شده است. الگوریتم های یادگیری ماشین در حال حاضر به طور خودکار تفسیر خطا و افق ها، کاهش زمان تفسیر از ماه ها به هفته ها کمک می کند.

شرکت هایی مانند Shell و ExxonMobil جریان های اختصاصی کار را توسعه داده اند که دو لرزه 4D با شبیه سازی مخزن، به روز رسانی مدل های مطابقت تاریخ هر سال.این روش حلقه بسته اجازه می دهد تا بهینه سازی مداوم استراتژی های تولید، از کاهش آب به بهینه سازی قرار دادن شیمیایی EOR.

چالش ها و محدودیت ها

علی رغم قدرت آن، لرزه 3D یک پاناسا نیست که در زیر انفجار پیچیده ای مانند جریان های پایه، دودکش های گاز یا خطای کم عمق - با وضوح کاهش می یابد؛ زیر 5 کیلومتر، حتی نظرسنجی های پیشرفته ممکن است برای تصویر کردن تخت های نازک مبارزه کنند: یک بررسی بزرگ 3D می تواند از 50 میلیون دلار فراتر رود، اگرچه نیاز به پردازش مقدار کمی از مواد مخدر دارد، اما به طور معمول می تواند مقدار کمی از یک تجزیه و تحلیل های نفتی کاهش یابد.

مسیر های آینده

افزایش Fidelity و کاهش هزینه های سنسور

سنجش صوتی توزیع شده (DAS) با استفاده از کابل های فیبر نوری وعده داده شده ارزان تر، نظارت مداوم. تاسیسات دائمی امکان سنجی مکرر 4D را با حداقل هزینه افزایشی تسهیل می کند. DAS در حال حاضر برای VSP و تصویربرداری متقابلwell محاکمه شده است و ممکن است در نهایت جایگزین آرایه های سنتی ژئوفون در برخی از تنظیمات.

هوش مصنوعی و Full-Waveform Inversion

انحراف کامل موج (FWI) از کل موج ضبط شده به جای زمان سفر برای ساخت مدل های سرعت استفاده می کند، به طور چشمگیری بهبود جزئیات در مناطق پیچیده. یادگیری ماشین سرعت FWI را با ارائه مدل های اولیه که سریعتر هم تراز می شوند.

محاسبات کوانتومی و با کیفیت بالا

نیازهای محاسباتی پردازش 3D و 4D بسیار زیاد است. محاسبات با عملکرد بالا مبتنی بر ابر (HPC) باعث می شود FWI در مقیاس بزرگ و معکوس زمان مهاجرت (RTM) در دسترس اپراتورهای کوچکتر است.در آینده نزدیک، محاسبات کوانتومی می تواند معادلات ارتقاء موج را به طور چشمگیری سریعتر حل کند، و نظارت بر مخزن زمان واقعی را امکان پذیر کند.

نتیجه گیری

تصویربرداری لرزه ای سه بعدی از یک ابزار اکتشافی طاقچه به یک جزء اصلی مدیریت مخزن منتقل شده است.توانایی آن برای نقشه برداری ساختارهای زیر سطحی با وضوح بالا، نظارت بر حرکات مایع در طول زمان، و کاهش ریسک حفاری تبدیل شده است که چگونه میدان های نفتی توسعه یافته و تولید می شوند، زیرا تکنولوژی پیشرفت می کند تا نظارت دائمی و تفسیر مبتنی بر هوش مصنوعی، نقش لرزه در بهینه سازی تولید تنها برای بهبود پایدار است - در حالی که نه سرمایه گذاری ضروری است.

برای مطالعه بیشتر، با [FLT: Society of Exploration Geophysicists (SEG] برای استانداردهای فنی، Society of Petroleum Engineer (SPE) برای مطالعات موردی در مورد برنامه های لرزه ای 4D و .U. Department of Energy [FLT]