Комплексный мониторинг месторождений сейсмическими технологиями
Одной из ключевых тенденций современных технологий геологоразведки является переход от дискретных измерений (в скважинах, шахтах, выработках) к непрерывному мониторингу геологических и технологических процессов эксплуатации месторождений. Контроль разработки сосредоточен на получении и корректной интерпретации информации о реальных процессах, происходящих при разработке месторождения. Это включает определение временных и пространственных аспектов, а также изучение особенностей фильтрации различных флюидов и связанных с ними физико-химических процессов в пласте и скважинах. Процесс разработки месторождений часто отличается от проектного из-за недостаточного изучения объектов, упрощения геологического строения и схематизации процессов. Эффективность горнодобывающих предприятий во многом зависит от стабильности подземной геомеханической системы, что требует информированности о состоянии производственной среды и контроля за ее изменениями, учитывающими свойства массива и его взаимодействие с выработками. Виды исследований, применяемых для мониторинга: Пассивный микросейсмический мониторинг: Активная сейсморазведка: Каждый проект мониторинга месторождений требует разработки и внедрения своего комплекса методик, которые обеспечивают постоянное или периодическое наблюдение за процессом эксплуатации объекта недропользования. Такие методики должны учитывать уникальные особенности каждого месторождения и предусматривать различные подходы к оценке текущей эффективности разработки и контроля за изменениями в геологических и технологических условиях в течение всего периода эксплуатации. Эффективный мониторинг помогает своевременно выявлять и решать возникающие проблемы, а также оптимизировать использование природных ресурсов. Примеры выполненных проектов мониторинга месторождений Комплексный подход при геофизическом мониторинге ПХГ– гарантия бережной эксплуатации уникального объекта в Арктике. В 2020 году на Восточной Мессояхе реализован уникальный проект утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ). ПНГ, получаемый в процессе добычи нефти, проходит подготовку и транспортируется на Западно-Мессояхское месторождение (ЗМЛУ), где закачивается в неразработанные газовые пласты. Мощность этого подземного хранилища газа (ПХГ) исчисляется миллиарами кубометров ПНГ. ПХГ является по своей сути огромным и сложным геологическим объектом с меняющимися характеристиками по простиранию пласта. Заполнение этого объекта происходит по законам природы, разобраться в которых можно только создав постоянно действующию комплексную систему мониторинга объекта дистанционными геофизическими методами. АО «Мессояханефтегаз» внедрила программу мониторинга, реализованную специалистами компаниями «Геосейс», основанную в значительной мере на сейсмических технологиях, направленных на наблюдение за динамикой закачиваемого в пласт ПНГ по мере эксплуатации ПХГ, и на контроль за сохранностью покрышки ПХГ. Комплекс технологий для мониторинга ПХГ. Принятые в проектной Программе мониторинга ПХГ решения основаны на отечественном и зарубежном опыте эксплуатации ПХГ с учетом арктических условий расположения и горногеологических характеристик объекта: Для определения оптимальной технологии постоянного площадного мониторинга ПХГ были проанализированы все применяемые дистанционные технологии, а также изучен опыт мониторинга ПХГ в России и мире. В результате всесторонней оценки возможных технологий мониторинга ПХГ, для отслеживания распространения закачиваемого газа по пласту и контроля герметичности глинистой покрышки был выбран и организован комплекс сейсмических наблюдений, включающий вертикальное скважинное профилирование в модификациях НВСП, ВСП-МОГ, профили высокоплотной сейсмики 2D, повторяемые периодически, а также полигон для постоянных микросейсмических он-лайн исследований. На полигоне МСМ были запроектированы обязательные работы по ВСП/НВСП/МОГ в 2022 и 2023 годах, включая скважинный источник возбуждения для настройки скоростной модели. В качестве эталонного источника возбуждения сигнала в скв.22-ПО была применена шнуровая торпеда типа ТШД. Также выполнены работы по переинтерпретации выполненной ранее 3D сейсмики с учетом новой информации по специальной методике с оценкой микротрещиноватости. Суть технологии МСМ заключается в фиксировании приповерхностными сейсмодатчиками (геофонами) волн микросейсмической эмиссии (МСЭ), возникающих в процессе эксплуатации ПХГ. Для микросейсмического полигона использовано боле 1700 датчиков (геофонов) с чувствительностью 240 Вольт/метр/секунду, помещенные в скважины, глубиной до 30 м, для минимизации поверхностных шумов. При этом, учитывая, что регистрация МСМ осуществлялась кабельной системой, поддерживаемой внешними аккумуляторами, для повышения технологичности полигона, использовались дополнительные устройства генерации энергии. После опробования различных устройств автономной подзарядки батарей, были выбраны солнечные батареи. В результате такой модернизации смена батарей производилась втрое реже режима стандартной эксплуатации. Солнечные батареи помогают работать в условиях экологических ограничений тундры. Геологические результаты мониторинга ПХГ. Результаты микросейсмического мониторинга (МСМ) отражают большинство процессов в геологической среде, включая движение закачиваемого газа, трещинообразование и др. С увеличением градиента пластового давления (∆Рпл) микросейсмическая активность растёт, а при уменьшении – снижается. При этом резкие перепады ∆Рпл (как положительные, так и отрицательные) активизируют микросейсмическую эмиссию (МСЭ, или просто микросейсмическая активность). В процессе сейсмического мониторинга была получена информация и выполнен анализ по следующим направлениям: Применение технологии МСМ позволяет анализировать динамику МСЭ на любом участке полигона за любой период времени, с учетом геологического районирования недр и технологических параметров эксплуатации ПХГ. Рассмотрены примеры разной динамики МСЭ при остановке закачки (режим тишины при плановом техобслуживании компрессора) и дифференциация показателя сейсмической эмиссии для разных геологических условий при достижении определенного роста пластового давления в зоне нагнетания газа. Примеры карт распределения МСЭ за выбранные периоды эксплуатации ПХГ. Этап 524.05.2022-31.08.2022 Этап 631.08.2022-31.10.2022 Этап 731.10.2022-н.в. Этап 524.05.2022-31.08.2022 Этап 631.08.2022-31.10.2022 Этап 731.10.2022-н.в. Интересные результаты были получены при интерпретации высокоплотной сейсмики 2D, выполненной в 2021 и 2023 годах. Система наблюдений МОГТ-2D – центрально-симметричная с переходом в начале и окончании профиля в асимметричную вплоть до фланговой. Расстояние между пунктами возбуждения (ПВ) — 20 м., Расстояние между пунктами приема (ПП) — 10 м., общая протяженность пяти профилей – более 31км. Изменение акустического импеданса при эксплуатации ПХГ ЗМЛУ по результатам высокоразрешающей сейсмической съемки 2D в 2021 и 2023 годах. Обработка данных 2D обоих сезонов была проведена по единому графу, качество достаточно для выполнения 4D обработки. По всем профилям для интервала закачки зафиксированы участки снижения импеданса на 20-25%, что позволяет говорить о надежном выделении сейсмического сигнала 4D, обусловленного закачкой газа в хранилище. Фиксируется динамика сигнала 4D во времени и в пространстве. Вокруг поисково-разведочных скважин 21ПО, 22ПО, 205Р, 32ПО, 31Р, 5П динамика изменения импеданса минимальна. Причиной этого может быть фиксируемое по пьезометрам снижение пластового давления как после капитального ремонта скважин при их переводе в пъезометры, так и после отбора газа при испытании. Области с ухудшенными ФЕС в рамках одного и того же структурно-формационного объекта соответствуют участкам повышенной микросейсмической активности и пониженных значений сигнала 4D. Напротив, области с улучшенными ФЕС соответствуют участкам со сниженной микросейсмической активностью и повышенными значениями сигнала 4D. Разлом, который фиксируется по профилю 1002 между скважинами 21Р и 22ПО по данным 2D (4D) является экранирующим. Одним из интересных и показательных примеров комплексного анализа явилась корреляция карт МСЭ, фиксируемых в интервале 100 метров вдоль стволов газонагнетательных скважин, и профилей приемистости данных скважин согласно интерпретации промыслово-геофизических исследований (ПГИ). Интервалы горизонтальных скважин с меньшей удельной приемистостью коррелируют с большей микросейсмической эмиссией и наоборот. Проницаемость участков горизонтального участка газонагнетательной скважины №1 и 3 более чем в два
«Геотон» — импульсные малогабаритные источники для больших задач
Электромагнитный источник сейсмических волн «Геотон» предназначен для возбуждения сейсмических колебаний в земной коре при проведении сейсморазведочных работ. Источник «Геотон» относится к группе импульсных наземных невзрывных источников сейсмических колебаний, исполнительный механизм которого осуществляет единичные воздействия на геологическую среду. Длительность этих воздействий меньше периода возбуждаемых колебаний. В основе конструктивного решения импульсного электромагнитного сейсмоисточника положена идея применения в качестве источника силы короткоходового электромагнита, возбуждаемого от импульсной схемы питания, обеспечивающей энергопреобразование в режиме, близком к постоянству потокосцепления магнитного поля электромагнита. Это решение позволило обеспечить к.п.д. преобразования энергии, потребляемой от емкостного накопителя схемы питания, (60-70)% и развивать усилия в десятки тонн короткой длительностью, что и определило эффективное создание сейсмических волн в необходимом для сейсморазведочных работ частотном диапазоне. Электромагнитный двигатель – это тяговый короткоходовый электромагнит с грузом, встроенным в каркас – полоз сейсмоисточника (СИ), в санном варианте. Для увеличения тягового усилия через обмотку электромагнита пропускают ток значительной величины в течение короткого времени, достаточного для срабатывания электромагнита и создания импульса для реакции и движения в пространстве массы каркаса полоза СИ, что и является фактором механического воздействия на почву и излучения полозом сейсмоволн. Возникающая при этом электромагнитная сила, притягивает к якорю индуктор с грузом (пригрузом), в результате чего осуществляется линейное движение индуктора с грузом электромагнита вверх. Одновременно ответная реактивная сила через стойки якоря 2.4. воздействует вниз на массу полоза-излучателя. В результате этого воздействия в грунте формируется сейсмическая волна, которая фиксируется сейсмоприемниками установленных сейсмических кос. Для исключения «вторичного удара» при резком возвращении пригруза на полоз, установлены два демпфера, которые обеспечивают плавное его возвратное опускание. В настоящее время «Геотон» разработан и выпускается в нескольких модификациях – как относительно легкие «Геотон-12», — «Геотон-6», так и утяжеленные – «Геотон-15», и более тяжелый – «Геотон-30». По условиям эксплуатации источник соответствует исполнению У категория I по ГОСТ 15150-69, при температуре окружающей среды от -40°С до +40 °С и относительной влажности воздуха не более 80% при +20°С. В качестве транспортного средства источника применяется трактор Т-170 или другое аналогичное ему по тягово-сцепным характеристикам транспортное средство (МТ-ЛБ, ГТ-Т). Транспортное средство осуществляет транспортировку источника (системы возбуждения) от ПВ к ПВ по профилю при отработке физнаблюдений и между профилями. При эксплуатации источников, работы могут выполняться на площадках с уклонами рельефа не более 15о при любом азимуте относительно направления азимута «транспортное средство-источник». В том числе при работе на грунтах различной влажности, при возможном увеличении скольжения источника или группы источников в сцепке по влажному снегу, оттаявшему участку профиля с мокрым грунтом и т.д. Требование это определяется расположением центра масс источника и предотвращением опрокидывания. Источник «Геотон-12» может использоваться в единичном исполнении при проведении сейсморазведочных работ по изучению верхней части разреза, но возможно построение более мощных систем возбуждения при параллельной работе в едином составе нескольких МИ. Источник можно использовать для производства сейсморазведочных работ на покрытых льдом акваториях рек. Необходимая толщина льда в этом случае определяется согласно инструкции «Правила безопасности при геологоразведочных работах». «Геотон -15» «Геотон-30Д» Вариативность использования источника «Геотон» позволяет решать задачи заполнения ПВ эксклюзивных зон в населенных пунктах, на узких просеках, при меньшей толщине льда. С источником «Геотон» выполнены успешно проекты: Патент на источник «Геотон» оформлен на компанию ООО «Фирма «Геосейс», которая производит, эксплуатирует и предоставляет услуги по аренде электромагнитных источников более 15 лет.
Первый Геофест состоялся в 2009 году и с тех пор стал важным событием в сфере геологоразведки. С 2015 года мероприятие проводится в России, а в 2023 году Геофест прошел в формате «Геофест – EXPO» в Тюмени, собрав участников со всего мира. Организацию конференций Геофест осуществляет компания Геосейс, которая активно продвигает обсуждение стратегии отрасли и внедрение новых технологий. Участники форума получают возможность обмениваться опытом и обсуждать актуальные вопросы, что делает Геофест важной платформой для профессионалов. Геофест — это не только профессиональная встреча, но и праздник общения, где можно завести новые знакомства и обсудить совместные проекты, что подчеркивает значимость компании Геосейс в организации этого мероприятия. ГЕОФЕСТ — СОБИРАЕТ ЛУЧШЕЕ ГЕОФЕСТ — это объединение идей, инноваций, а также продвижение передовых технологий в геофизике.
Различные модификации сейсморазведки 2D, 3D, 4D, ВСП, ВСП-ОГТ и другие методики, в том числе с использованием технологий «Зеленой сейсмики»
Сейсморазведка — один из самых важных и точных, хотя и дорогих, и трудоемких, методов геофизической разведки. Этот метод используется для решения различных геологических задач, начиная с нескольких метров — для изучения физико-механических свойств пород для инженерных задач, и заканчивая километрами и даже несколькими десятками — для анализа земной коры и верхней мантии. Одной из ключевых задач сейсморазведки является поиск и разведка месторождений нефти и газа. В условиях сложного геологического строения, когда другие методы могут оказаться недостаточными, сейсморазведка представляет собой эффективный инструмент для получения высококачественных данных о расположении углеводородных ресурсов. Широкий круг задач определяет и широкий набор технологических инструментов, применяемых в сейсморазведке. Идет постоянное развитие технологий, позволяющее решать более сложные геологические задачи в самых сложных поверхностных условиях. Компания Геосейс, обладая широкой линейкой собственного оборудования: источники возбуждения взрывные и невзрывные различной мощности, сейсморегистрирующие системы от различных производителей, включая оборудование для морских и транзитных работ, сопутствующая техника и полевые лагеря, может формировать полевые партии под любые задачи. Компетенция специалистов Компании «Геосейс» позволяет не просто профессионально решать поставленные Заказчиком задачи, но и предлагать оптимизацию технологий, опираясь на собственный богатый практический опыт. Компания Геосейс обладает обширным ассортиментом собственного оборудования, включая как взрывные, так и невзрывные источники возбуждения различной мощности. В дополнение к этому, в нашем арсенале представлены сейсморегистрирующие системы от различных производителей, что позволяет обеспечивать высокое качество сейсмических исследований. Мы также имеем специализированное оборудование для морских и транзитных работ, а также современную сопутствующую технику и полевые лагеря, что дает возможность формировать полевые партии под любые задачи и требования клиентов. Специалисты компании «Геосейс» не только обладают высокой квалификацией и профессиональным опытом, но и имеют возможность оптимизировать применяемые технологии с учетом конкретных условий и потребностей заказчика. Наш богатый практический опыт позволяет нам находить эффективные решения для широкого спектра геофизических задач, гарантируя максимальную производительность и качество выполнения работ. Мы стремимся не только соответствовать ожиданиям клиентов, но и превосходить их, предлагая инновационные подходы и методы на основе самых современных достижений в области сейсморазведки. Сейсморегистрирующая аппаратура Sercel 408, 428, 508, ARAM, RT-2 (WirelessSeismic), Геотом (Россия) Сейсмоприемники Группы сейсмоприемнкиов 6 шт, 12 шт, одиночные сейсмоприемники 5Гц, болотофоны и др. Источники возбуждения Буровые станки на различной транспортной базе Оборудование для технологии «Зеленая сейсморазведка» Оборудование для работ на акватории Судно источник «СКАТ» с осадкой 1,2 метра может быть оборудовано всем необходимым сейсмическим оборудованием, что обеспечивает работу на профилях до глубин менее 2,5 метров. На мелководных участках работ предполагается использование мелководного судна источника (тримарана) с осадкой 0,3 метра на пневмобаллонах и объёмом пушек 500-700 cu.in (куб. дюймов). Оборудование для работ ВСП SlimWave™ – это цифровой скважинный сейсмокаротажный комплекс малого диаметра использующий до 12 зондов производства компании Sercel. Технологический транспорт и инфраструктура Опыт выполнения проектов в различных регионах и условиях
Курсы обучения операторов
Октябрь 2024 г. – проведены первые курсы подготовки операторов ПАК «ГЕОТОМ». Обучение в ученом классе Геосейса в г. Тюмень прошли специалисты из компаний ТСГК, «Газпром-Недра», «Геосейс Сервис».
Конференция «Встречи на Волге»
Сентябрь 2024 г. – команда специалистов компаний «Сейстех» и «Геосейс» представила ПАК «Геотом» на конференции «Встречи на Волге — 2024» в г. Саратове.
8-я международная конференция специалистов-практиков «Геофест-2024»
Июль 2024 г. – более 100 специалистов приняли участие в международной конференции «Геофест», уже 8й раз организуемой Фирмой «Геосейс». Мероприятие проходило в г. Москва на территории «Moscow Country Club».
Пермский край прошла полевая демонстрация ПАК «Геотом»
Июнь 2024 г. – ПАК «Геотом» работал в производственном режиме на проекте в Пермском крае. Представители компаний-заказчиков сейсморазведочных работ — ЛУКОЙЛ-Пермь и «Урал Ойл» оценили эффективность и надежность российской сейсморегистрирующей системы
Мониторинг рудника
Май 2024 – прошла защита отчета комплексного проекта микросейсмического мониторинга СЛБО и электроразведочных исследований рудного объекта в Норильске
Западно-Усть-Балыкский (ЗУБ) компания ТСГК
Февраль-март 2024 – компания ТСГК выполнила проект на Западно-Усть-Балыкской площади с использование ПАК «Геотом» в производственном режиме. По результатам работы российское оборудование показало свою эффективность и технологические перспективы.