Integrated dynamic drilling hazard identification

Når et oljereservoir produseres vil poretrykket i reservoaret avta. Poretrykkendringenen vil føre til kompaksjon av reservoarbergartene og strekking av takbergarten. Ved hjelp av repetert havbunnsseismikk kan vi observer og måle bevegelsene i og rundt oljereservoaret. Trykkendringene kan også føre til oppsprekking av nye sprekker eller reaktivering av gamle sprekker både i og utenfor reservoaret. Denne oppsprekkingen produserer et svakt lydsignal som ved visse forhold kan detekteres med et nettverk av geofoner plassert på havbunnen. I dette prosjektet vil vi utvikle nye metoder for å detektere og karakterisere oppsprekningshendelser. Vi vil også utarbeide nye metoder for å kombinere repertert havbunnsseismikk med oppsprekningshendelser. Dette vil bidra til å gi et bedre bilde av de dynamiske endringen i undergrunnen. Denne nye kunnskapen kan bidra til sikrere brønnplassering og økt utvinning fra reservoaret ved at vi får et bedre bilde av hvor olje produseres fra og hva som skjer i bergartene under produksjonen av oljen. Hovedfokuset siden oppstarten i april har vært å utvikle metoder for forovermodellering av det seismiske bølgefeltet. Resultater fra dette arbeidet vil bli konkludert i en artikkel om forovermodellering og Born-approksimasjonen. Målet er å få artikkelen ferdig i første kvartal 2016. Verktøyene vil videre bli brukt i resten av prosjektet for å studere indusert seismisitet. En PhD-prosjektrapport er sendt inn og presentert for Universitetet i Bergen, og prosjektet er godkjent av komiteen i petroleum-geovitenskap-gruppen. Rapporten inkluderer en tidslinje for forventet fremdrift og viktige milepæler. Før presentasjonen ved UiB ble det holdt en workshop i Stavanger (Schlumberger Stavanger Research). Dette ga alle prosjekt-partnerne en verdifull mulighet til å møtes og utveksle ideer. I doktorgradsprosjektet har kandidaten utviklet metoder for modellering av seismiske bølger i både elastiske og viskoelastiske heterogene medier. Disse metodene er spesielt effektive da de beregner bølgeformet på gitte tidspunkt uavhengig av alle andre tidspunkt. Slik blir metoder for kildeinversjon som momenttensorinversjon veldig effektiv siden vi da hovedsaklig ser på transmitterte bølger rund direkte bølgen. To artikler med PhD-kandidaten som hovedforfatter vil bli publisert for å beskrive disse metodene. Videre har vi brukt modellerings- og inversjons-metodene på reelle data fra et perforeringskudd. Resultatene fra denne studien vil være referansedata for en videre følsomhetsanalyse hvor vi studerer begrensningene for de nye inversjonsmetodene. Arbeidet gjennom 2017 i dette prosjektet er fokusert på to områder. Først er det arbeidet på beregninger av ray-Born integraler for effektiv forovermodellering. Det andre området er implementering og testing av inversjonsmetoder for mikroseismisk hendelses posisjonering og kildekaraktristikk i 3D hastighetsmodeller. Det arbeides med tre vitenskapelige artikler og ett konferansebidrag fra arbeidet beskrevet i avsnittet over. To artikler er allerede akseptert i nivå 2 tidskriftet Geophysics. Den tredje artikkelen er under utarbeiding. En ny metode for posisjonering av mikroseismiske hendelser har blitt testet på feltdata og sammenlignet med dagens metoder som blir brukt av feltoperatøren. Resultatene vil blir presentert for operatøren mens Schlumberger vil søke å beskytte metodene ved patentsøknader. I 2020 har arbeidet i hovedsak gått ut på å fullføre arbeidet og publisering av den tredjeartikkelen i doktoravhandlingen som omhandler 3D viskoelastisk bølgeform inversjon og sammenstilling av de forskjellige delene av prosjektet til en endelig rapport.

Prosjektet har tilført prosjektpartnerne ny kompetanse om dynamiske forkastnings- og sprekk-endringer observert på repererte seismikkmålinger. Det ventes videre at denne kompetansen brukes for videre utvikling av produkter og tjenester innen reservoarkaraktrisering og reservoarmonitorering.

Well integrity for the total lifespan of an oil field is important for the environment and for the economics of an oilfield. When a field is produced the mechanical state in the reservoir and the overburden changes with time. These changes are important for the integrity of existing wells as well as for the planning of new wells. A Sintef study found that 20-30 % of all wells have well integrity failures. We want to combine active and passive seismic for monitoring to provide a 4D characterization of the overburden, and potentially the reservoir. Together they will give a better understanding of the mechanical changes in the overburden and the reservoir and will allow us to derive drilling parameters that better represent the stress state in subsurface rock. The large compaction and overburden subsidence at Ekofisk is an ideal test case for the innovation. In addition, the PRM system at Ekofisk can be run in a passive mode detecting seismic events in the subsurface. The PRM also ensures high repeatability of the time-lapse seismic surveys. This will provide a field size laboratory for surface passive seismic since the dataset can be partitioned into several different geophone array configurations, less than a full PRM system, which can be studied. In this proposal we investigate how to improve reservoir sweep efficiency and drilling hazard predictions by means of active and passive seismic monitoring. These seismic data types will be applied to characterize stress state changes and mechanical property changes in the subsurface which will provide improved input for drilling. The innovative step is to tightly integrate epicentre events from the passive seismic network with novel time-lapse attributes to dynamically update the coupled geomechanical/reservoir flow model. Thereby compaction effects in the reservoir and potential reactivation of fault and fracture systems may be detected by using the type of DNA search method developed in phase 1 of the project.