Сейсмический мониторинг месторождений углеводородов

скважины на геотермальных электростанциях привело к остановке проекта в Базеле,

Швейцария, в который были инвестированы миллионы евро, угрожает остановке аналогичных проектов (стоимостью до 100 миллионов евро) на юге Германии и других регионах Европы.

микросейсмического (МС) мониторинга на месторождениях УВ
1980-90-е годы – ряд проектов

по МС мониторингу, в основном в США, крупнейший – Cotton Valley Consortium Project в 1997, начало коммерческих проектов
2000 – е годы – бурный рост проектов по МС монторингу, в основном в США, около половины – на Barnett Shale, тысячи ГРП с применением МС мониторинга

Гистограмма изменения результатов запросов по ключевому слову «микросейсмичность» в библиотеках SPE и SEG

событий при проведении серии гидроразрывов пласта на разных глубинах в

двух скважинах:
а) проекция гипоцентров микросейсмических событий на поверхность земли;
б) трехмерное изображение гипоцентров микросейсмических разрывов вблизи скважины 8-11

David Eaton and Maurice Dusseault
Активируемые разломы выявляются микросейсмическим мониторингом

R. Warpinski
магнитуда индуцированных ГРП сейсмических событий и параметры закачки

является поровое давление.
Достижение поровым давлением жидкости некоторой критической величины,

значение которой зависит от величин главных сжимающих напряжений и ориентации естественной трещиноватости, принимается за условие инициирования сейсмогенерирующей подвижки.
Математически данное условие записывается в виде совместности критерия Кулона и соотношения Мора для эффективных напряжений на площадке, произвольно ориентированной по отношению к осям главных напряжений:




где τ - касательное напряжение, τ0 - сцепление (прочность на сдвиг), σn – нормальная по отношению к рассматриваемой площадке компонента напряжений, σ1, σ3 - максимальное и минимальное главные напряжения, p – поровое давление жидкости, θ - угол между направлением действия максимального главного напряжения и нормалью к площадке, μ - коэффициент внутреннего трения.

Физика сейсмичности при изменении порового давления

и распространении сейсмических событий при закачке необходимо:
решить задачу о распространении

порового давления,
задать модель и решить задачу о движении по разломам/трещинам,
решить связную задачу об изменении порового давления в зоне разлома/трещины и изменении состояния скольжения по разлому/трещине,
сформулировать модель, позволяющую оценить магнитуды сейсмических событий.
(Talwani and Acree, 1985, Shapiro et al., 2006, Dinske et al., 2012, McClure, 2012, Willis-Richards et al., 1996; Rahman et al., 2002; Ghassemi and Tarasovs, 2006; Kohl and Mégel, 2007; Bruel, 2007; Baisch et al., 2010; Rachez and Gentier, 2010; Deng et al., 2011)

для МС облака (Shapiro et.al):

МГц.
Длительность регистрации давления 10 и больше, 50 кГц.
Начальное давление 9.5

– 10 МПа
Образец: смесь из песка (характерный размер 0,3 мм) с силикатным клеем (m=1г) в пропорции 100 : 1; высота 83 мм, диаметр 60 мм
Пористость: 35%
Прочность на одноосное сжатие 2,5 МПа

порового давления достигает критического значения
Это значение распределено случайно и может

быть описано распределением Вейбулла
Распределение Вейбулла, которое часто используется для описания распределения размеров неоднородностей в образце:

и распространении сейсмических событий при закачке необходимо:
решить задачу о распространении

порового давления,
задать модель и решить задачу о движении по разломам/трещинам,
решить связную задачу об изменении порового давления в зоне разлома/трещины и изменении состояния скольжения по разлому/трещине,
сформулировать модель, позволяющую оценить магнитуды сейсмических событий.

use of Advanced Technology
More than 120 km seismic cables

Covers 45 sq. Km.
2500 4-component sensors
Flexible and cost effective acquisition strategy
Seismic source to be operated by standby vessel
Direct access to data
Transmission of data to shore by fiber cable

на флюидные системы является микросейсмический мониторинг
Интерпретация данных мониторинга должна опираться

на геомеханические модели движений пористой флюидонасыщенной трещиноватой среды
На основе экспериментальных данных предложены пути решения как прямой задачи прогноза эволюции сейсмической активности при изменении порового давления, так и обратной задачи оценки проницаемости среды по эволюции сейсмичности.
Сейсмичность, связанная с воздействием на флюидные системы, уже стала препятствием для реализации ряда проектов
Прогноз реакции реального породного блочного трещиноватого массива на техногенное воздействие нельзя получить при помощи простых моделей.

активных разломов
Определение пространственных и временных параметров естественных деформационных процессов, сопровождающихся

изменением НДС и проницаемости пласта
Определение опасного нарастания техногенной сейсмичности
Различие естественной и техногенной сейсмичности

Вопросы, решаемые микросейсмическим мониторингом на месторождениях углеводородов.