Введение в геофизику месторождений углеводородов

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Введение в геофизику месторождений углеводородов

Содержание

2. Содержание Техногенные сейсмические явления: водохранилища месторождения углеводородов геотермальные электростанции гидроразрыв пласта Микросейсмичность при ГРП Эволюция сейсмичности
3. Плотинная сейсмичность Временная задержка - показатель «флюидного» механизма инициирования землетрясений.
4. Закачка опасных отходов
5. Разработка месторождений нефти
6. Временная задержка техногенной сейсмичности при разработке месторождений углеводородов
7. Геотермальные Электростанции Гейзеры расположены к северу от Сан-Франциско, Калифорния, и представляют собой комплекс из 22 геотермальных
8. Базельский проект
9. Усиление сейсмической активности при закачке воды в глубокие скважины на геотермальных электростанциях привело к остановке проекта
10. Гидроразрыв пласта
11. Зачем грп?
12. Fractures and Fracturing: Hydraulic Fracturing in Jointed Rock Charles Fairhurst Первая теория ГРП предложена в России
13. σ1 σ3 σ2 Горизонтальная трещина образуется в случае:
14. Технология проведения ГРП 1. Подготовка скважины — исследование на приток или приемистость, что позволяет получить данные
16. 4. Закачка жидкости-носителя проппанта. Песок или другой материал (проппант), закачиваемый в трещину, служит наполнителем трещины, являясь,
17. 6. Выдержка скважины. Промывка. 7. Вызов притока, освоение скважины.
19. Реальные трещины ГРП часто далеки от простых моделей
20. Взаимодействие трещин ГРП с естественными трещинами
21. Пассивный микросейсмический мониторинг на месторождениях углеводородов 1970-е – первые опыты ведения микросейсмического (МС) мониторинга на месторождениях
22. Связь микросейсмичности с трещинами ГРП Геофоны расположены в скважине Пример регистрации микросейсмических событий при проведении серии
23. Microseismic Monitoring Developments in Hydraulic Fracture Stimulation Mirko van der Baan, David Eaton and Maurice Dusseault
24. Understanding Hydraulic Fracture Growth, Effectiveness, and Safety Through Microseismic Monitoring Norm R. Warpinski магнитуда индуцированных событий
25. Описание эволюции сейсмичности при изменении порового давления Уравнение пороупругости: Одномерное уравнение пороупругости: Решение для МС облака
26. Эксперимент длительность регистрации АЭ до 10 секунд, 2.5 МГц. Длительность регистрации давления 10 и больше, 50
27. Результаты эксперимента
28. 20.06.2012 Ольга Мельчаева Оценка коэффициента диффузии + метод наименьших квадратов D, м2/сек
29. Изменения порового давления и акустическая эмиссия. МС событие возникает когда градиент порового давления достигает критического значения
30. Сейсмичность, связанная с воздействием на флюидные системы, уже стала препятствием для реализации ряда проектов Прогноз реакции
32. Скачать презентацию

Слайд 2

Содержание
Техногенные сейсмические явления:
водохранилища
месторождения углеводородов
геотермальные электростанции
гидроразрыв пласта
Микросейсмичность при ГРП
Эволюция сейсмичности при изменении

порового давления
Заключение

Слайд 3

Плотинная сейсмичность
Временная задержка - показатель «флюидного» механизма инициирования землетрясений.

Слайд 4

Закачка опасных отходов

Слайд 5

Разработка месторождений нефти

Слайд 6

Временная задержка техногенной сейсмичности при разработке месторождений углеводородов

Слайд 7

Геотермальные Электростанции
Гейзеры расположены к северу от Сан-Франциско, Калифорния, и представляют собой

комплекс из 22 геотермальных электростанций, использующих пар из более чем 350 источников.
Район характеризуется высокой сейсмической активностью.
Рост объемов закачки для поддержания объемов пара сопровождается увеличением сейсмичности

Слайд 8

Базельский проект

Слайд 9

Усиление сейсмической активности при закачке воды в глубокие 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.

Слайд 10

Гидроразрыв пласта

Слайд 11

Зачем грп?

Слайд 12

Fractures and Fracturing:
Hydraulic Fracturing in Jointed Rock
Charles Fairhurst
Первая теория ГРП предложена

в России в 50-х годах прошлого столетия С.А. Христиановичем и Ю.П. Желтовым.
В основе модели лежит гипотеза о том, что передний край трещины свободно движется и в верхнем, и в нижнем слое пласта. Результирующим вертикальным сечением трещины является прямоугольник.
В 1957 г. были сформулированы классические представления [Hubbert M.K. & Willis D.G., 1957] о том, что трещины «приблизительно перпендикулярны осям наименьшего напряжения».

Уравнение ширины трещины ГРП Перкинса-Керна

Слайд 13

σ1
σ3
σ2
Горизонтальная трещина образуется в случае:

Слайд 14

Технология проведения ГРП
1. Подготовка скважины — исследование на приток или приемистость,

что позволяет получить данные для оценки давления разрыва, объема жидкости разрыва и других характеристик.
2. Промывка скважины — скважина промывается промывочной жидкостью с добавкой в нее определенных химических реагентов.
3. Закачка жидкости разрыва. Жидкость разрыва — тот рабочий агент, закачкой которого создается необходимое для разрыва горной породы давление для образования новых и раскрытия существовавших в ПЗС трещин.
Объемная скорость закачки жидкости разрыва должна удовлетворять в каждый момент времени закачки условию, когда скорость закачки опережает скорость поглощения жидкости пластом.
В случае низкопроницаемых пластов используются жидкости невысокой вязкости при ограниченной скорости их закачки.
Если породы достаточно хорошо проницаемы, то необходимо использовать жидкости разрыва повышенной вязкости.
Момент образования трещины в монолитном коллекторе характеризуется изломом на зависимости «объемный расход жидкости закачки — давление закачки» и значительным снижением давления закачки.
Раскрытие уже существовавших в ПЗС трещин характеризуется плавным изменением зависимости «расход — давление», но снижения давления закачки не отмечается.

Слайд 15

Слайд 16

4. Закачка жидкости-носителя проппанта. Песок или другой материал (проппант), закачиваемый в

трещину, служит наполнителем трещины, являясь, по существу, каркасом внутри нее и предотвращает смыкание трещины после снятия (снижения) давления. Высокая вязкость
5. Закачка продавочной жидкости. Основной целью этой жидкости является продавка проппанта до забоя и внедрение его в трещины. Низкая вязкость.

Слайд 17

6. Выдержка скважины. Промывка.
7. Вызов притока, освоение скважины.

Слайд 18

Слайд 19

Реальные трещины ГРП часто далеки от простых моделей

Слайд 20

Взаимодействие трещин ГРП с естественными трещинами

Слайд 21

Пассивный микросейсмический мониторинг на месторождениях углеводородов
1970-е – первые опыты ведения 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

Слайд 22

Связь микросейсмичности с трещинами ГРП
Геофоны расположены в скважине
Пример регистрации микросейсмических 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

Слайд 23

Microseismic Monitoring Developments in Hydraulic Fracture Stimulation
Mirko van der Baan, David

Eaton and Maurice Dusseault

Активируемые разломы выявляются микросейсмическим мониторингом

Слайд 24

Understanding Hydraulic Fracture Growth, Effectiveness, and Safety Through Microseismic Monitoring
Norm R.

Warpinski

магнитуда индуцированных событий и параметры закачки

Слайд 25

Описание эволюции сейсмичности при изменении порового давления
Уравнение пороупругости:
Одномерное уравнение пороупругости:
Решение для

МС облака (Shapiro et.al):

Слайд 26

Эксперимент
длительность регистрации АЭ до 10 секунд, 2.5 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

Слайд 27

Результаты эксперимента

Слайд 28

20.06.2012
Ольга Мельчаева
Оценка коэффициента диффузии
+ метод наименьших квадратов
D, м2/сек

Слайд 29

Изменения порового давления и акустическая эмиссия.
МС событие возникает когда градиент 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:

Слайд 30

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.
На настоящий момент наиболее информативным средством изучения процессов при воздействии на флюидные системы является микросейсмический мониторинг
Интерпретация данных мониторинга должна опираться на геомеханические модели движений пористой флюидонасыщенной трещиноватой среды

Введение в геофизику месторождений углеводородов

Содержание

Плотинная сейсмичностьВременная задержка - показатель «флюидного» механизма инициирования землетрясений.

Закачка опасных отходов

Разработка месторождений нефти

Временная задержка техногенной сейсмичности при разработке месторождений углеводородов

Геотермальные ЭлектростанцииГейзеры расположены к северу от Сан-Франциско, Калифорния, и представляют собой

Базельский проект

Усиление сейсмической активности при закачке воды в глубокие скважины на геотермальных

Гидроразрыв пласта

Зачем грп?

Fractures and Fracturing:Hydraulic Fracturing in Jointed RockCharles FairhurstПервая теория ГРП предложена

σ1σ3σ2Горизонтальная трещина образуется в случае:

Технология проведения ГРП1. Подготовка скважины — исследование на приток или приемистость,

4. Закачка жидкости-носителя проппанта. Песок или другой материал (проппант), закачиваемый в

6. Выдержка скважины. Промывка.7. Вызов притока, освоение скважины.

Реальные трещины ГРП часто далеки от простых моделей

Взаимодействие трещин ГРП с естественными трещинами

Пассивный микросейсмический мониторинг на месторождениях углеводородов1970-е – первые опыты ведения микросейсмического

Связь микросейсмичности с трещинами ГРПГеофоны расположены в скважинеПример регистрации микросейсмических событий

Microseismic Monitoring Developments in Hydraulic Fracture StimulationMirko van der Baan, David

Understanding Hydraulic Fracture Growth, Effectiveness, and Safety Through Microseismic MonitoringNorm R.

Описание эволюции сейсмичности при изменении порового давленияУравнение пороупругости:Одномерное уравнение пороупругости:Решение для

Экспериментдлительность регистрации АЭ до 10 секунд, 2.5 МГц.Длительность регистрации давления 10