Sejsmika 4D - najefektywniejsze narzędzie monitorowania i weryfikacji w zadaniach sekwestracji CO2

• Autorzy: Jędrzejowska-Tyczkowska H.

Warianty tytułu

EN

The role of 4D seismics in the tasks of CO2 sequestration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono podstawowe założenia i definicje charakteryzujące metodykę sejsmiki 4D. Zaprezentowano również, na podstawie bibliografii światowej, liczne przykłady zastosowania tej technologii do rozwiązywania skomplikowanych zadań geologicznych, szczególnie w zakresie dokładnego opisu obiektów złożowych, jak też w zakresie inżynierii złożowej oraz optymalnego zagospodarowania, eksploatacji i sczerpania złóż węglowodorów. Opisano podstawowe procedury i ich sekwencje, umożliwiające interpretację danych sejsmicznych, w sensie własności fizycznych i parametrów zbiornikowych oraz petrofizycznych. Wypunktowano najważniejszą rolę sejsmiki 4D w zakresie eksploatacji złóż, a mianowicie przedstawienia dynamicznego modelu złoża, z możliwością wiarygodnej ekstrapolacji parametrów w czasie i przestrzeni. Sejsmika 4D stanowi też podstawowe źródło informacji wejściowej dla procedur symulacji złożowej (np. typu Eclipse) i - co może jeszcze ważniejsze - pozwala weryfikować wyniki tychże symulacji. Ponadto przedstawiono rolę sejsmiki 4D w scenariuszu sekwestracji dwutlenku węgla. Ostatnio pojawiła się jeszcze jedna domena zastosowań tej technologii - do obserwowania różnic w ośrodku geologicznym wywołanych przede wszystkim ingerencją człowieka. Jest to zastosowanie sejsmiki 4D do obserwowania zmian w ośrodku geologicznym, zachodzących na skutek wyboru pewnych formacji jako składowiska ditlenku węgla. Wzajemna reakcja: ośrodek geologiczny - ditlenek węgla, w pewnym stopniu jest rozpoznany w ramach przemysłowych, wtórnych metod eksploatacji węglowodorów. Jednakże typowe podziemne magazynowanie CO2, a więc zatłaczanie, rozprzestrzenianie się w ośrodku i - co najważniejsze - przeciwdziałanie ewentualnym ucieczkom, stawia przed sejsmiką 4D jako metodyką monitorowania składowisk gazów "cieplarnianych" nowe, nieco różne od już rozpoznanych w eksploatacji węglowodorów wyzwania, których zakres i skala w znacznym stopniu jest jeszcze wielką niewiadomą. Jest to dziedzina, w którą człowiek dopiero wkracza. Zaprezentowano również propozycję, z konieczności bardzo ogólną, projektu sejsmiki 4D dla modelowego ośrodka geologicznego z określoną do składowania CO2 formacją, wykorzystując w tworzeniu modelu informacje geologiczno-geofizyczne, zebrane i opracowane w pierwszej fazie projektu "Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania CO2 wraz z programem ich monitorowania".

EN

The desired characteristics of a reservoir for the long-term storage of CO2 [Melzer and Davis, 2010] are large capacity, sufficient injectivity, and zonal confinement. In addition, the target reservoir should have adequate depth for the CO2 to remain in the dense phase (about 1500 m) be minimally faulted, fractured or folded, and be laterally harmonious. CO2 can be stored in oil and gas reservoirs (active or depleted) deep saline aquifers unminable coals beds, or salt caverns. One of the most important goals of CO2 monitoring is the correct estimation of the mass of in situ stored CO2. The problem to resolve is very difficult due to uncertainties on both - data and model parameters. Those uncertainties can be reduced by application the relation between density, porosity and seismic compressional and shear waves velocities, as well as dependency of seismic impedance and saturation. Carbon, Capture and Storage it isn't only problem of technology; it is very heavy societal problem. From one side, energy consumption defines standard and comfort of our life. From other side we are obliged to find solutions which allows us to secure of safety future for next generation. In this moment we come back to technology - the main objective of presented publication.

Słowa kluczowe

PL

sejsmika 4D; sejsmika; sekwestracja; CO2

EN

4D seismics; seismics; sequestration; CO2

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 166
• Strony: 1--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 47 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jędrzejowska-Tyczkowska H.

• Instytut Nafty i Gazu

Bibliografia

• [1] Amundsen L., Landro M., 2007. 4D Seismic - Status and Future Challenges. GEOExPro, Recent Advances in Technology - October 2007.
• [2] Applied Seismology Consultants. June 2009. Microseismic monitoring of reservoir rock integrity for safe storage of pressurize CO2.
• [3] Arts R., Eiken O., Chadwick A., Zweigel P., Van der Meer B. Kirby G., 2004. Seismic monitoring at the Sleipner underground COZ storage site (North Sea). Geological Society, London, Special Publications; vol. 233, pp. 181-191.
• [4] Bentham M., 2007. CO2ReMoVe: research into monitoring and verification of COZ storage sites. Natural Environement Research Council Issues (87) 8.
• [5] Dasgupta S.N., Aramco S., 2006. Monitoring of Sequestered CO2: Meeting the Challenge with Emerging Geophysical Technologies. First Regional Symposium on Carbon Management, Dhahran, Saudi Arabia, May 2006.
• [6] Dodds K., Daley T., Freifeld B., et al., 2009. Developing a Monitoring and Verification Plan with reference to the Australian Otway CO2 Pilot Project. The Leading Edge, July 2009, vol. 28, no. 7, pp. 812-818.
• [7] Dodds K., Sherlock D., Urosevic M., Etheridge D., De Vries D., Sharma S., 2006. Developing a Monitoring and Verification Scheme for a Pilot Project, Otway Basin, Australia. 8th International Conference on Green- house Gas Control Technologies (GHGT), Trondheim, Norway, June 2006.
• [8] Fanchi J.R., Yamamoto H., Davis T.L., Cardona R., 2002. Forecasting Dynamic Seismic Behavior. Journal of Seismic Exploration 11, pp. 159-171.
• [9] Gielen D., 2003. Uncertainties in relation to COZ capture and sequestration. Working Peper of International Energy Agency.
• [10] Górecki W., Papiernik B., i in., 2009. Opracowanie szczegółowego modelu ośrodka składowiska dolno jurajskiego w rejonie Bełchatowa, Katedra Surowców Energetycznych AGH, Kraków 2009.
• [11] Hoversten G.M., Gasperikova E., 2005. Non-seismic Geophysical Approaches to Monitoring. Edited LBL, Berkeley, CA, USA.
• [12] Hovorka D.S., Benson S.M., et al., 2006. Measuring permanence of COZ storage in saline formations: the Frio experiment. Environmental Geosciences, June 2006, vol. 13, no. 2, pp. 105-121.
• [13] Janssen A., et al.., 2006. Simulation - driven seismic modeling applied to the design of a reservoir surveillance system for Ekofisk Field. First Break, September 2006.
• [14] Jędrzejowska-Tyczkowska H. i in., 2003. Sejsmika 4D-podstawowe narzędzia minimalizacji ryzyka w procesie eksploatacji złóż i podziemnych magazynów. Archiwum IGNiG, Kraków 2003.
• [15] Jędrzejowska-Tyczkowska H. i in., 2004. First Experience with 4D seismic in Poland; Feasibility Studies of BMB Field. EAGE 66th Conference and Exhibition, Paris, June 2004.
• [16] Jędrzejowska-Tyczkowska H., 2003. Sejsmicznie konsystentne estymatory złoża węglowodorów. Prace IGNiG nr 123.
• [17] Jędrzejowska-Tyczkowska H., 2009. Inwersja sejsmiczna, akustyczna i elastyczna fal podłużnych, konwertowanych i poprzecznych w zagadnieniach interpretacji złożowej. Prace INiG nr 160.
• [18] Jordan P.D., Oldenburg C.M., Nicot J.P., 2008. Characterizing fault-plume intersection probability for seolo~it carbon sequestration risk assessment. 9th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT), Washington, USA, November 2008.
• [19] Kalinina A.V., Ammosov S.M., Volkov N.V., 2009. Microseismic identification of geological and tectonic structures. Geologica Carpathica, August 2009, vol. 60, no. 4, pp. 331-338.
• [20] Keith D., 2008. Large-scale CO2 storage study launched. Proce. of UC, Calgary.
• [21] Leśniak G., 2009. Badania petrofizyczne dla potrzeb sekwestracji CO2. Zadanie 1.3.2. w projekcie „Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania COZ wraz z programem ich monitorowania”. Archiwum INiG, Kraków, czerwiec 2009.
• [22] Liu E., Schoenberg M., et al., 2004. Modeling seismic wave propagation during fluid injection in a fractured network: Effects of pore fluid pressure on time-lapse seismic siqnature. The Leading Edge, August 2004, vol. 23, no. 8.
• [23] Lubaś J., 2004. Konstrukcja modelu symulacyjnego złoża ropno-gazowego BMB. Zadanie 7.3 w temacie Optymalizacja warunków wydobycia płynów złożowych. Archiwum INiG.
• [24] Lumley D.E., Behrens R.A., Wang Z., 1997. Assessing the technical risk of a 4-D seismic project. The Leading Edge, September 1997.
• [25] Maxwell S.C., et al., 2008. Passive seismic and surface deformation monitoring of steam injection. First Break, May 2008, vol. 26.
• [26] McCrank J., Lawton D.C., 2009. Seismic characterization of a CO2 flood in the Ardley coals, Alberta, Canada. The Leading Edge, July 2009, vol. 28, no. 7, pp. 820-825.
• [27] Mechanisms, Means and Duration of CO2 Sequestration in Geological Media.
• [28] Melzer L.S., Davis T.L.: A pragmatic look at carbon capture and storage: from global issues to the technical details. The First Breake, vol. 28, no. 1, January 2010.
• [29] Meunier J., Huguet F., Meynier P., 2001. Reservoir monitoring using permanent sources and vertical receiver antennae: The Cere-la-Ronde case study. The Leading Edge 2001, vol. 20, pp. 622-629.
• [30] Parczewski Z., 2008. Wstępna ocena potencjalnych możliwości magazynowania CO2 we wgłębnych strukturach geologicznych, z uwzględnieniem uwarunkowań produkcji gazu ziemnego oraz PMG w Polsce w horyzoncie 2030 roku. Raport 2030, Raport cząstkowy 2, Badania Systemowe „EnergSys”, Warszawa, czerwiec 2008.
• [31] Pieńkowski G.: Magazyny solne. Państwowy Instytut Geologiczny - www.pgi.gov.pl
• [32] Riddiford F., Wright I., Bishop C., Espie T., Tourqui A., 2004. Monitoring Geological Storage the In Salah Gas COZ Storage Project. 7`h International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies GHGT, Vancouver, Canada, September 2004.
• [33] Shanor G., et al., 2002. From seismic to simulator trough geostatistical modeling and inversion. First Break, vol. 20, no. 2.
• [34] Sowizdżał K., 2009. Opracowanie szczegółowych statycznych modeli ośrodka geologicznego składowisk. Zadanie 1.1.15 w projekcie: Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania CO2 wraz z programem ich monitorowania. Archiwum INiG, Kraków, czerwiec 2009.
• [35] Staples R., et al., 2009. An Introduction to Time-Lapse (4D) Seismic Monitoring. DISC - kurs European Association of Geoscientists & Engineers, Kraków, październik 2009.
• [36] Stopa J., Rychlicki S., Kosowski P.: Rola podziemnego magazynowania gazu w kawernach solnych. Gosp. Surowcami Mineralnymi, tom 24, zeszyt 2/3, 2008.
• [37] Tarkowski R., 2009. Opracowanie szczegółowych statycznych modeli ośrodka geologicznego - charakterystyka geologiczna obiektu w poziomach solankowych w rejonie Bełchatowa (zadanie 1.1.15). IGSMiE PAN, Kraków, maj 2009.
• [38] Tarkowski R., Marek S., Eliasz-Misiak B., 2009. Wstępna analiza struktur do składowania CO2 w rejonie Bełchatowa. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, Tom 25, Zeszyt 2, 2009.
• [39] Tarkowski R., Uliasz-Misiak B., et al., 2005. Monitoring podziemnego składowania CO2. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, Tom 21, Zeszyt 2, 2005.
• [40] Tura A., Schuelke J., Soldo, J., 2009. Introduction to this special section: Unconventional resources and CO2 monitoring. The Leading Edge, July 2009, vol. 28, no. 7, p. 791.
• [41] Underhill J.R., Lykakis N., Shafique S., 2009. Turning exploration risk into a carbon storage opportunity in the UK Southern North Sea. Petroleum Geoscience, vol. 15, no. 4, pp. 291-304.
• [42] Urosevic M., Campbell A.J., et al., 2009. Seismic Monitoring and Verification for the CO2CRC Otway Basin Project, Part 2: acquisition and analysis of borehole data. Energy Procedia, Vol. 1 Issue 1, February 2009, pp. 3135-3140,
• [43] Waggoner J.R., 2007. 4D Reservoir Management. DISC - kurs, European Association of Geoscientists and Engineers 69`” Conference & Exhibition, London, UK, 11-14 June 2007.
• [44] White D., 2009. Monitoring CO2 storage during EOR at the Weyburn-Midale Field. The Leading Edge, July 2009, vol. 28, no. 7, pp. 838-842.
• [45] Wildenborg A.F.B., Leijnse A.L., Kreft E., Nepveu M.N., et al, 2005. Risk Assessment Methodology for CO2 Storage: The Scenario Approach.
• [46] Wójcicki A., 2008. Strona internetowa projektu „Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologiczne- go składowania CO2 wraz z programem ich monitorowania”.
• [47] Yu-Chiung Teng, et al., 2008. 4D seismic reservoir simulation. World Oil, November 2008.