Ocena właściwości złoża siarki na podstawie parametrów geomechanicznych wyznaczonych z danych sejsmicznych

• Autorzy: Dec J. , Cichostępski K.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of sulphur deposit properties on the basis of geomechanical parameters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykorzystanie wyników sejsmicznych badań offsetowych do interpretacji złożowej jest powszechnie stosowane w poszukiwaniach złóż węglowodorów. Podstawowa interpretacja ilościowa parametrów związanych z właściwościami złożowymi oparta jest na analizach zmian amplitudy z offsetem (AVO). W tym wypadku analizowana jest amplituda sygnału odbitego od stropu złoża. Efekty anomalne obserwowane w offsetowej analizie amplitud (zmiana amplitudy z offsetem) wywołane obecnością węglowodorów powodowane są anomalną wartością współczynnika Poissona w warstwie złożowej (obecność np. gazu istotnie zaniża wartość współczynnika Poissona). Dysponując zapisem offsetowym (tzw. składowymi) można z zapisu sejsmicznego pozyskać znacznie bogatszą informację niż tylko sam efekt anomalny widoczny na przekrojach sejsmicznych. Dodatkowymi atrybutami zapisu sejsmicznego korelowanymi z właściwościami warstwy złożowej a obliczanymi na podstawie zmienności amplitud z offsetem są impedancja fali P, impedancja fali S, wskaźnik fluid factor, parametry geomechaniczne λ⋅ρ, μ⋅ρ oraz współczynnik Poissona. W prezentowanym artykule autorzy przedstawiają wyniki pierwszej próby zastosowania szacowania parametrów geomechanicznych w aspekcie oceny właściwości złoża siarki. Do oceny tych parametrów niezbędne są informacje o parametrach petrofizycznych pozyskanych z badań geofizyki otworowej. W tym przypadku autorzy dysponowali danymi dotyczącymi porowatości, gęstości, zawartości siarki, oraz prędkości fali podłużnej P z dwóch otworów. Pomiar wartości prędkości fali poprzecznej S w warunkach produkcyjnych jest niezmiernie utrudniony i autorzy wykorzystali tu zależności opracowane na podstawie wcześniejszych badań opisanych w monografii autorstwa Jerzego Deca pt. Wysokorozdzielcze badania sejsmiczne w celu rozpoznania złoża siarki Osiek oraz określania zmian dynamicznych zachodzących w wyniku eksploatacji. Wieloletnie badania geofizyczne wskazują, że wraz ze spadkiem porowatości obserwuje się wzrost zawartości siarki. Jednocześnie w przypadku podwyższonych koncentracji siarki szkielet wapienny złoża jest bardziej sztywny, a złoże określane jest jako zbite. Dla takich warunków petrofizycznych złoże siarki wykazywać będzie wysokie wartości impedancji fali P i S, co skutkować będzie również wzrostem właściwości geomechanicznych λ⋅ρ i μ⋅ρ. Uzyskane wyniki zaprezentowane są na przykładzie profilu sejsmicznego wykonanego w kopalni siarki w Osieku. Profil ten przebiegał w linii otworów, w których określono podstawowe parametry złoża na podstawie geofizycznych badań otworowych.

EN

The usage of seismic offset data for reservoir characterization is widely used for hydrocarbon exploration. The basic quantitative interpretation of the parameters related to reservoir properties is based on the amplitude versus offset analysis (AVO). The AVO analysis utilizes the signal’s amplitude reflected from the top of the reservoir. Anomalies observed in the offset domain are caused by anomalous changes in Poisson’s ratio values (e.g. hydrocarbon saturation in rock results in lowering Poisson’s ratio). When seismic offset data is available (pre stack CMP gathers) one can obtain more information than just the anomalous effect seen on stacked seismic sections alone. Additional attributes which correlated with the properties of the reservoir rock can be extracted from amplitude changes with offset are P-wave impedance, S-wave impedance, Fluid Factor, geomechanical parameters λ⋅ρ, μ⋅ρ and Poisson’s ratio. In this article, the authors present the results of the first attempt to apply the estimation of geomechanical parameters in the aspect of sulphur deposit properties evaluation. The well log data is necessary for the evaluation of these parameters. In this case, the authors had the measurements of porosity, bulk density, sulphur content and P-wave velocity from two wellbores. Shear wave measurement in the productive area is extremely difficult. Therefore, the authors used relationships developed on the basis of earlier studies described by Jerzy Dec in the monograph entitled: „High-Resolution Seismic Survey for the Recognition of the Osiek Sulphur Deposits and the Determination of Dynamic Changes Resulting from Exploitation”. Long-term geophysical measurements indicate that an increase in sulphur content is accompanied by a decrease in porosity. At the same time, in the case of high sulphur concentrations, the limestone framework is more rigid and the deposit is defined as solid. The sulphur deposit will exhibit high values of P-wave impedance and S-wave impedance for such petrophysical conditions, which will also result in the high values of geomechanical parameters such as λ⋅ρ and μ⋅ρ. The obtained results are demonstrated by the example of the seismic profile recorded in the area of the Osiek Sulphur Mine. The analyzed profile went along the line of wellbores in which the basic reservoir parameters was measured.

Słowa kluczowe

PL

porowatość; zawartość siarki; impedancja; moduł Kirchhoffa; stała Lamègo

EN

porosity; sulphur content; impedance; Kirchhoff modulus; Lamè constants

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 101
• Strony: 203--216
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Dec J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Cichostępski K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Allen, J.L. i Peddy, C.P. 1993. Amplitude variation with offset: gulf coast case studies. SEG Geophysical Developments Series 4.
• 2. Castagna i in. 1985 – Castagna, J.P., Batzle, M.L. i Eastwood, R.L. 1985. Relationships between compressional -wave and shear-wave velocities in clastic silicate rocks. Geophysics 50, s. 571–581.
• 3. Chopra, S. i Castagna, J.P. 2014. AVO. Investigations in Geophysics, No. 16, Society of Exploration Geophysis, Tulsa.
• 4. Cichostępski, K. 2016. Analiza zmian zapisu sejsmicznego z offsetem jako narzędzie do identyfikacji stref akumulacji gazu ziemnego w cienkowarstwowych utworach Zapadliska Przedkarpackiego. AGH, Kraków (praca doktorska).
• 5. Cichostępski, K. i Kasperska, M. 2016. Geomechanical properties of shale gas reservoirs in Poland Baltic Basin using AVO analysis and inversion. 78th EAGE Conference & Exhibition, Extended Abstract, Vienna.
• 6. Dec, J. 2008. Sejsmiczny monitoring otworowej eksploatacji złoża siarki. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 24, z. 2/3, s. 199–213.
• 7. Dec, J. 2012. Wysokorozdzielcze badania sejsmiczne w celu rozpoznania złoża siarki Osiek oraz określania zmian dynamicznych zachodzących w wyniku eksploatacji. Rozprawy Monografie 257. Kraków: Wyd. AGH, ISBN 978-83-7464-528-7.
• 8. Fatti i in. 1994 – Fatti, J.L., Smith, G.C., Vail, P.J., Strauss, P.J. i Levitt, P.R. 1994. Detection of gas in sandstone reservoirs using AVO analysis: a 3-D seismic case history using the Geostack technique. Geophysics 59, s. 1362–1376.
• 9. Gardner i in. 1974 – Gardner, G.H.F., Gardner, L.W. i Gregory, A.R. 1974. Formation velocity and density – The diagnostic basic for stratigraphic traps. Geophysics 39, s. 770–780.
• 10. Goodway i in. 1997 – Goodway, B., Chen, T. i Downton, J. 1997. Improved AVO fluid detection and lithology discrimination using Lamé petrophysical parameters: “λρ”, “μρ”, & “λ/μ fluid stack” from P and S inversions. [W:] 67th Annual International Meeting, SEG Expended Abstract, s. 183–186.
• 11. Goodway i in. 2010 – Goodway, B., Perez, M., Varsek, J. i Abaco, C. 2010. Seismic petrophysics and isotropic -anisotropic AVO methods for unconventional gas exploration. The Leading Edge 29,
• 12, s. 1500–1508. 12. Hampson i in. 2005 – Hampson, D.P., Russell, B.H. i Bankhead, B. 2005. Simultaneous Inversion of Pre-stack Seismic Data. 75th Annual International Meeting, SEG, Expanded Abstracts, s. 1633–1637.
• 13. Kasina, Z. 1998. Przetwarzanie danych sejsmicznych. Wyd. Centrum PPGSMiE PAN, Kraków.
• 14. Latimer i in. 2000 – Latimer, R.B., Davison, R., i Van Riel, P. 2000. An interpreter guide to understanding and working with seismic derived acoustic impedance data. The Leading Edge 19, s. 242–256.
• 15. Pendrel, J. 2006. Seismic inversion – still the best tool for reservoir characterization. CSEG Recorder, s. 5–12.
• 16. Russell, B. 1988. Introduction to seismic inversion methods. Course Notes Series 2, Society of Exploration Geophysicists.
• 17. Zoeppritz, K. 1919. Erdbebenwellen VIII B, Uber Reflexion

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).