Mikrosejsmika, sejsmika, sejsmologia – wspólne korzenie, różne cele, zintegrowane działania

• Autorzy: Jędrzejowska-Tyczkowska, H.

Warianty tytułu

EN

Microseismics, seismics, seismology – common roots, different aims, integrated activities

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W publikacji scharakteryzowano krótko ważniejsze informacje z wybranych dziedzin nauk o Ziemi, które doprowadziły do sformułowania zasad monitorowania mikrosejsmicznego, jako narzędzia śledzenia i oceny skuteczności szczelinowania hydraulicznego. Rozpoznanie przedstawionych w bogatej literaturze światowej rozwiązań opartych na studium rzeczywistych przypadków realizowanych przez kampanie przemysłu poszukiwań ropy i gazu w różnych i różnorodnie położonych miejscach globu doprowadziło do konkluzji, że przypuszczalne i udokumentowane do chwili obecnej formacje łupkowe w Polsce, z usprawiedliwiającym udostępnianie i produkcję potencjałem węglowodorowym, wymagają rozwiązań przygotowujących i konkretnych działań przemysłowych, różnych od najczęściej stosowanych na świecie, co związane jest przede wszystkim ze specyfiką ich budowy geologicznej. Za ważny czynnik na drodze do sukcesu poszukiwawczego uznano rozpoznanie a priori wielorakich opcji reakcji ośrodka geologicznego (geological response) na działalność inżynieryjną. W konsekwencji zaproponowano i przedstawiono koncepcję i algorytm trójwymiarowego modelowania mikrosejsmicznego, umożliwiającego symulację odpowiedzi sprężystej ośrodka na wzbudzanie i zaburzenie równowagi naprężeń spowodowane szczelinowaniem hydraulicznym. Komentowane badanie przeprowadzono w ramach realizacji programu BLUE GAS – projekt GASŁUPMIKROS.

EN

In the paper, selected elements and concepts of the most important disciplines of Earth Sciences, which led to the formulation of rules of seismic monitoring, as a tool to track and evaluate the effectiveness of hydraulic fracturing. Recognition of solutions presented in a wide scope of literature and works, based on actual cases carried out by the oil and gas industry during hydrocarbons exploration in different object across the globe, led to the conclusion that the potential and documented until now in Polish shale formation, require specific solutions and actions to be taken by the industry, different from those most commonly used in the world. An important aspect on the way to successful exploration was to recognize a priori the geological response of reservoir formation to the engineering activities. As a result, the concept of three-dimensional microseismic modeling enabling simulation of elastic response of rock medium to inducing and loss of stresses equilibrium due to hydraulic fracturing was proposed and presented. Results of calculations performed in MICROMOD 3D software, implemented for geological models created based on data measured in L-1 borehole were discussed. Likely directions of further development of the software, especially regarding the visualization of graphic results were also presented.

Słowa kluczowe

PL

sejsmologia; metoda sejsmiczna; fale mikrosejsmiczne; model mechaniczny; tensor naprężeń; parametry wytrzymałości skał; modelowanie pola sprężystego; szczelinowanie hydrauliczne

EN

seismology; seismics methods; microseismics waves; geomechanical model; stress tensor; strength properties of rocks; elastic field modeling; hydraulic fracturing

• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 72, nr 7
• Strony: 487--501
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jędrzejowska-Tyczkowska, H.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków,

Bibliografia

• [1] Baig A., Viegas G., Gallagher J., Urbancic T., von Lunen E.: Constraining geomechanical models by using microseismic-derived fractures from source mechanisms. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 8, s. 912-916.
• [2] Baig A., Viegas G., Urbancic T., von Lunen E., Hendrick J.: To frac or not to frac: assessing potential damage as related to hydraulic fracture induced seismicity. First Break 2015, vol. 33, no. 7,s.67-71.
• [3] Barton N.: Non-linear behaviour for naturally fractured carbonates and frac-stimulated gas-shales. First Break 2014, vol. 32, no. 9, s. 51-66.
• [4] Barton N.: Rock Quality, Seismic Velocity, Attenuation and Anisotropy. Taylor & Francis Group - London, Leiden, New York, Philadelphia, Singapore, 2007.
• [5] Del Monte A. A.: Seismic petrophysics: Part 1. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 4, s. 440-442.
• [6] Del Monte A. A.: Seismic petrophysics: Part 2. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 6, s. 700-704.
• [7] Diller D. E., Shuck T., Fish B.: Estimation and interpretation of high-confidence microseismic source mechanisms. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 8, s. 918-924.
• [8] Eaton D. W., Maghsoudi S.: 2b... or not 2b? Interpreting magnitude distributions from microseismic catalogs. First Break 2015, vol. 33, no. 10, s. 79-86.
• [9] Eisner L.: Microseismic monitoring in oil or gas reservoirs. Outline of the Course. Czeska Republika, Praha, 7-8 October 2013.
• [10] Eyre T. S., van der Baan M.: Overview of moment-tensor inversion of microseismic events. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 8, s. 882-888.
• [11] Goodway B.: Introduction to this special section: Passive seismic and microseismic — Part 1. The Leading Edge 2012, vol. 31, no. 11, s. 1296-1299.
• [12] Herwanger J., Koutsabeloulis N.: Seismic Geomechanics: How to Build and Calibrate Geomechanical Models using 3D and 4D Seismic Data. EAGE, 2011.
• [13] Jaeger J. C., Cook N. G. W., Zimmerman R. W.: Fundamentals of Rock Mechanics. Maiden, Oxford, Carlton, Blackwell Publishing, 2007.
• [14] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: Algorithm for computing kinematic and dynamic characteristics of the total field of head waves in a plane -parallel multilayer medium. Acta Geophysica Polonica 1974, vol. 22, no. 1, s. 43-63.
• [15] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: Niejawne aspekty procedur zwiększenia rozdzielczosci i rozszerzenia zakresu częstotliwości sejsmicznego pola falowego. [W:] Rzeczpospolita łupkowa — Studium wiedzy o gazie łupkowym. Prace Naukowe INiG 2012, nr 183, s. 71-89.
• [16] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: Perspektywy i potrzeby w świetle wyzwań, jakie polskim naukowcom i inżynierom niesie odkrywanie i eksploatacja gazu z formacji łupkowych. [W:] Rzeczpospolita łupkowa — Stadium wiedzy o gazie łupkowym. Prace Naukowe INiG 2012, nr 183, s. 43-70.
• [17] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: Polish Shale Gas. Nafta-Gaz 2011, nr 5, s. 307-309.
• [18] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: Renesans roli akwizycji w metodzie sejsmicznej w świetle poszukiwań niekonwencjonalnych złóż węglowodorów. Nafta-Gaz 2011, nr 11, s. 777-792.
• [19] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: Sejsmika 4D - najefektywniejsze narzędzie monitorowania i weryfikacji w zadaniach sekwestracji CO2. Prace Naukowe INiG 2010, nr 166.
• [20] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: Sejsmika refleksyjna i mikro-sejsmika - podstawowe narzędzie poszukiwań i monitorowania węglowodorów w złożach niekonwencjonalnych. Wydawnictwo Akademii Górniczo-Hutniczej, 2011.
• [21] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: Some methods of development monitoring of oil and gas fields and CO2 storage with help of elastic seismic fields. Бурение & Нефть, Mapт 2013, s. 18-23.
• [22] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: The Impact of Phase Characteristics on Seismic Data Resolution. Second EAGE/SBGf Workshop 2014,4-5 November, Copacabana, Rio de Janeiro, Brazil.
• [23] Jędrzejowska-Tyczkowska H.: The influence of disturbances and noise of normal distribution on the correctness of geological interpretation of seismic sections with increased resolution. Nafta-Gaz 2015, nr 12, s. 931-943.
• [24] Jędrzejowska-Tyczkowska H., Davis T. L.: Wanted and unwanted effects of surface seismic data resolution improvments. First Break 2012, vol. 30, no. 9, s. 75-82.
• [25] Jędrzejowska-Tyczkowska H., Słota-Valim M.: Mechaniczny Model Ziemi. Nowy i konieczny warunek sukcesu w poszukiwaniach i eksploatacji złóż niekonwencjonalnych. [W:] Rzeczpospolita łupkowa — Studium wiedzy o gazie łupkowym. Prace Naukowe INiG 2012, nr 183, s. 15-26.
• [26] Jędrzejowska-Tyczkowska H., Sowiżdżał K.: Importance of seismic data resolution on geological results of multi-disciplinary geophysical research including 3D geological modelling. International Conference ,,Engineering and Telecommunications Technology", Moscow, 26-28 November 2014. Publisher IEEE Computer Society, Los Alamitos, CA, USA, s. 116-117.
• [27] Jędrzejowska-Tyczkowska H., Ziemianin K.: Zagadnienie skali w zintegrowanym. dynamicznym procesie poszukiwań, opisu oraz eksploatacji niekonwencjonalnych złóż węglowodorów. [W:] Rzeczpospolita łupkowa — Studium wiedzy o gazie łupkowym. Prace Naukowe INiG 2012, nr 183, s. 27-42.
• [28] Jędrzejowska-Tyczkowska H., Żukowska K., Irlik I.: Rola modelowania mikrosejsmicznego w procesie monitorowania szczelinowania hydraulicznego. Prace Naukowe INiG, Geo-petrol 2014.
• [29] Jędrzejowska-Tyczkowska H., Żukowska K., Malaga M.: Możliwości sejsmiki „ time-lapse " (4D) w zadaniach obliczania ciśnienia górotworu i ciśnień porowych. Actual Problems of Geosciences, Moscow, October 2008, Schmidt Institute of Physics of the Earth RAS (IPE RAS).
• [30] Kamei R., Nakata N., Lumley D.: Introduction to microseismic source mechanisms. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 8, s. 876-878.
• [31] Kowalski H., Godlewski P., Kobusiński W., Makarewicz W., Podolak M., Nowicka A., Mikołajewski Z., Chase D., Dafni R., Canning A., Koren Z.: Imaging and characterization of a shale reservoir onshore Poland, using full-azimuth seismic depth imaging. First Break 2014, vol. 32, no. 10, s. 101-109.
• [32] Labuz J. R, Zang A.: Mohr-Coulomb failure criterion. Rock Mech. Rock Eng. 2012, vol. 45, no. 6, s. 975-979.
• [33] Maxwell S. C., Chorney D., Goodfellow S. D.: Microseismic geomechanics of hydraulic-fracture networks: Insights into mechanisms of microseismic sources. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 8, s. 904-906.
• [34] Maxwell S. C., Zhang F., Damjanac B.: Geomechanical modeling of induced seismicity resulting from hydraulic fracturing. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 6, s. 678-683.
• [35] Meija C., Arbelaez I., Acosta E., et al.: An integrated workflow for hydraulic fracture stage design. First Break 2015, vol. 33, no. 10,s.51-57.
• [36] Rodriguez-Pradilla G.: Microseismic monitoring of a hydraulic-fracturing operation in a CBM reservoir: Case study in the Cerrejón Formation, Cesar-Rancheria Basin, Colombia. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 8, s. 896-902.
• [37] Rutledge J., Yu X., Leaney S.: Microseismic shearing driven by hydraulic-fracture opening: An interpretation of source-mechanism trends. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 8, s. 926-934.
• [38] Shemeta J., Goodway B., Willis M., Heigl W.: An introduction to this special section: Passive seismic and microseismic - Part 2. The Leading Edge 2012, vol. 31, no. 12, s. 1428-1435.
• [39] Shuck T., Diller D. E., Fish B., Smith P., Wallace K.: Surface microseismic in an extreme environment. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 8, s. 936-943.
• [40] Stanĕk R, Jechumtálová Z., Eisner L.: Reservoir stress from microseismic source mechanisms. The Leading Edge 2015, vol. 34, no. 8, s. 890-895.

Uwagi

PL

Artykuł powstał na podstawie projektu badawczego pt. Wybór optymalnej technologii monitoringu mikrosejsmicznego w procesach szczelinowania hydraulicznego. Optymalizacja przetwarzania i interpretacji danych pomiarowych (GASLUP MIKROS) - obszar 2B. Zad. 2. Przetwarzanie i interpretacja danych mikrosejsmicznych oraz symulacje numeryczne fal generowanych w procesie szczelinowania hydraulicznego, w tym mikrosejsmika — aktywna i pasywna - w celu określenia dynamicznych zmian w ośrodku wywołanych procesami udostępniania i eksploatacji formacji łupkowych — praca INiG — PIB na zlecenie NCBR; nr zlecenia 6113/SG, nr archiwalny: DK-4100-0601/10/13.

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2016.07.01