×
13.01.2017
217.015.8994

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССА ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ НА АКВАТОРИЯХ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002602735
Дата охранного документа
20.11.2016
Аннотация: Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для уточнения строения месторождения углеводородов на акваториях и повышения эффективности процесса его освоения. Предложен 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, а также 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. После завершения бурения скважины расстановку сейсмокос демонтируют и перемещают на новый объект исследований. При этом в процессе гидроразрыва пласта регистрируют микросейсмические колебания, определяют трехмерные координаты их источников и дополнительно уточняют трехмерную модель резервуара и ориентацию систем трещин. Технический результат - повышение эффективности процесса освоения месторождения углеводородов на акваториях при бурении горизонтальных скважин. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для уточнения строения месторождения углеводородов на акваториях и повышения эффективности процесса его освоения.

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).

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.

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).

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.

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).

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.

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.

Недостатком этого способа является установка большого количества сейсмокос.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности процесса освоения месторождения углеводородов на акваториях при бурении горизонтальных скважин.

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.

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.

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.

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).

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).

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.

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.


СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССА ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ НА АКВАТОРИЯХ
СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССА ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ НА АКВАТОРИЯХ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-34 of 34 items.
25.08.2017
№217.015.af02

Чувствительный элемент для пьезокабельных бортовых гидроакустических антенн

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим системам навигации подводных аппаратов, и может быть использовано при разработке бортовых гидроакустических антенн и гибких протяженных антенн в системах шумопеленгования надводных кораблей и подводных лодок, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610921
Дата охранного документа: 17.02.2017
25.08.2017
№217.015.d304

Способ подводной сейсмической разведки

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска и уточнения строения месторождений углеводородов и других полезных ископаемых на акваториях, покрытых льдом круглогодично или большую часть года, и повышения эффективности процесса их освоения. При реализации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621638
Дата охранного документа: 06.06.2017
20.01.2018
№218.016.1d6d

Автоматическое устройство для развертывания и свертывания донной антенны под водой и под ледовым покровом

Изобретение относится к области морской сейсморазведки районов, в том числе покрытых льдом, и может быть использовано при поиске полезных ископаемых, для уточнения строения месторождений углеводородов на морском шельфе, в том числе арктическом шельфе, и повышения эффективности процесса его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640896
Дата охранного документа: 12.01.2018
20.01.2018
№218.016.1e6a

Устройство ультразвукового контроля состояния изделий

Использование: для обнаружения дефектов изделий. Сущность изобретения заключается в том, что ультразвуковое устройство контроля состояния изделий, состоящее из генератора зондирующего импульса, соединенного с размещенным на поверхности изделия одним или несколькими излучающими акустическими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640956
Дата охранного документа: 12.01.2018
Showing 41-50 of 50 items.
19.06.2019
№219.017.8400

Способ сейсмического мониторинга образования техногенных залежей углеводородов при разведке и разработке месторождений углеводородов на акваториях

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для контроля, оптимизации и повышения безопасности разработки месторождений углеводородов на акваториях Арктики и других морей. Предложен способ оперативного мониторинга образования техногенных залежей углеводородов в процессе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691630
Дата охранного документа: 17.06.2019
27.06.2019
№219.017.9937

Гибкая протяженная гидроакустическая цифровая кабельная антенна

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к гидроакустическим системам навигации подводных аппаратов, и может быть использовано при разработке гибких буксируемых антенн в системах шумопеленгования надводных кораблей и подводных лодок. Техническим результатом, достигаемым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002417383
Дата охранного документа: 27.04.2011
09.10.2019
№219.017.d397

Устройство для активного гашения акустических шумов в вентиляционных каналах

Изобретение относится к средствам защиты от акустического шума, вызванного работающими системами вентиляции в жилых помещениях и в подвижных объектах. Устройство для активного гашения акустических шумов в вентиляционных каналах содержит размещенный в корпусе (3) громкоговоритель (1), излучающая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702252
Дата охранного документа: 07.10.2019
08.12.2019
№219.017.ea7c

Способ электроискрового нанесения покрытий

Изобретение относится к металлообработке, в частности к электроэрозионным методам упрочнения и легирования электропроводящих поверхностей, и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких, антикоррозийных и жаростойких покрытий на деталях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708196
Дата охранного документа: 04.12.2019
21.12.2019
№219.017.efe3

Устройство для активного гашения акустических шумов в вентиляционных системах

Изобретение относится к средствам защиты от акустического шума, вызванного работающими системами вентиляции в жилых помещениях и в подвижных объектах. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности гашения шума в вентиляционных системах за счет снижения интенсивности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709606
Дата охранного документа: 18.12.2019
24.12.2019
№219.017.f18d

Способ непрерывного ультразвукового приготовления низкотемпературного органического теплоносителя на основе фенилалкана и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области криогенной техники, в частности холодильной техники, и может быть использовано для получения низкотемпературных теплоносителей на основе фенилалкана. Способ непрерывного ультразвукового приготовления низкотемпературного органического теплоносителя на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709889
Дата охранного документа: 23.12.2019
01.02.2020
№220.017.fc97

Способ непрерывного ультразвукового приготовления низкотемпературного органического теплоносителя на основе фенилалкана и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу непрерывного ультразвукового приготовления низкотемпературного органического теплоносителя на основе фенилалкана, заключающемуся в том, что ациклический парафин смешивают с фенильным соединением, полученную смесь нагревают, добавляют катализатор алкилирования,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712456
Дата охранного документа: 29.01.2020
08.02.2020
№220.018.005d

Способ повышения отдачи конденсата эксплуатируемым объектом нефтегазоконденсатного месторождения

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при разработке газоконденсатных месторождений для обеспечения максимального текущего и потенциально возможного конечного коэффициентов конденсатоотдачи благодаря оперативной оптимизации технологического режима...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713553
Дата охранного документа: 05.02.2020
04.07.2020
№220.018.2f35

Многослойная звукоизолирующая конструкция

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для снижения уровня шума в судовых помещениях, а также в жилых и производственных помещениях за счет повышения уровня звукоизоляции конструкций, препятствующих проникновению шума в помещения, вызываемого вибрацией ограждающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725357
Дата охранного документа: 02.07.2020
19.06.2023
№223.018.8288

Способ акустической локализации узлов сети транспондеров для определения положения гибкой протяженной буксируемой антенны

Изобретение относится к области морской сейсморазведки и может быть использовано для определения местоположения узлов плотной акустической сети приемопередающих устройств по временным задержкам излучаемых и принимаемых ими сигналов в ограниченном временном интервале. Согласно заявленному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002797156
Дата охранного документа: 31.05.2023
+ добавить свой РИД