Geophysics and Applied Mathematics for Exploration and Safe Production

GAMES-prosjektet fokuserer på å utvikle innovative lete- og produksjonsmetoder for norsk sokkel. Vi utvikler nye geofysiske og statistiske metoder som også kan anvendes andre steder, samt for andre typer anvendelser som baserer seg på rom-tid prediksjon og overvåkning. Når sedimentære bergarter undergår oppløft eller blir begravd så vil de seismiske hastighetene endre seg. Det er viktig å kvantifisere og forstå slike effekter når en skal gjøre en reservoarbeskrivelse før eventuell leteboring. I en ny studie har vi brukt en kunstig sandstein som er laget under høyt trykk for å forstå hva som skjer når denne sandsteinen lastes opp eller avlastes. Vi finner at P-bølgehastigheten er mer følsom for trykkendringer under oppløft. Videre fant vi at P-bølgeanisotropi skiftet fra negativ til positiv. I en annen studie har vi sammenlignet såkalte DAS (Distriubuted Acoustic Sensing) med vanlige hydrofondata i Trondheimsfjorden. Vi har sammenlignet DAS data samlet inn på en fiberkabel som krysser Trondheimsfjorden, og vi finner at de to metodene gir sammenlignbare bilder av den grunne undergrunnen, kanskje med litt dårligere kvalitet for DAS-dataene. Vi har studert ulike metoder for Bayesiansk inversjon av seismiske data og brønndata fra Alvheimfeltet. Her er målet pålitelig prediksjon av gass og olje i reservoaret. Ved å koble geologisk a priori informasjon med en geofysisk modell for data, har vi sett at det kan være muligheter for økt olje og gassutvinning i nærheten av eksisterende brønner på feltet. Det ser samtidig ut til at leirinnholdet er nokså høyt i en del av disse sonene (skitne sander), og det kan gjøre produksjon vanskeligere. Våre prediksjoner og assosierte usikkerheter gir beslutningstøtte i forbindelse med videre reservoarkarakterisering på feltet. I et Eccsel-prosjekt har vi utviklet en laboratorietank som brukes til skalerte ultralydeksperimenter for å studere geofysisk monitorering av CO2-lagringsprosesser. En av våre GAMES postdoc arbeider nå med å gjennomføre eksperimenter i denne laben, og har nylig utviklet metoder for å bevege de ultrasoniske kildene og mottakerne under den simulerte seismiske innsamlingen. Til dette bruker vi en 3-dimensjonal modell som tilsvarer takbergarten på Sleipner CO2-lagringsområdet. Dette arbeidet har betydning for å lage 4D bilder av CO2-lagringsprosesser samt å detektere tidligfase utsiving eller lekkasje fra et geologisk CO2-lager.

-

The project is focused within exploration and production of hydrocarbons, and by combining geophysical and mathematical methods we will develop new methods and insight. We aim to get added value by i) using statistical machine learning techniques to improve the way geophysical data are integrated in subsurface models, ii) realistically constraining spatio-temporal statistical models by rock physics relations. This project proposal focuses on innovative methods for exploration and safe production of hydrocarbon resources offshore Norway, developing geophysical and statistical methodologies that are also applicable to petroleum resources elsewhere, as well as other applications relying on spatio-temporal prediction and monitoring. PhD candidates from the current project will use basic disciplines (mathematical sciences and geophysics) to develop insight that is directly relevant to petroleum-related industries. The generic form of knowledge is also applicable to other domains of earth sciences (mining, oceanography, meteorology, etc.), as well as other industries related to energy or new digital-type companies. Key areas that will be investigated are: - geophysical analysis of uplift - new geophysical monitoring methods - elastic seismic migration and inversion Six PhDs and one postdoc will be employed by the project. Seven companies have the intent to support the project both financially and by sharing data and hosting students. Four international highly reputed academic institutions have stated their willingness and interest to participate in the project.