Hidraulikus rétegrepesztés passzív szeizmikus monitorozása

Átírás

1 Hidraulikus rétegrepesztés passzív szeizmikus monitorozása Készítette: Straub Ágoston ELTE TTK Környezettan BSc geofizikai szakirány Konzulens: Sebe István MOL Belső konzulens: Drahos Dezső

2 Tartalomjegyzék Bevezetés A szénhidrogén keletkezése és csapdázódása A hidraulikus rétegrepesztés rövid ismertetése Az aktív és passzív szeizmika A monitorozás típusai A kutas monitorozás A felszíni monitorozás Esettanulmány (Beru-4 repesztése) Általános adatok A monitorozás menete Feldolgozás és eredmények Összefoglalás és a jövő tervei

3 Bevezetés

4 A szénhidrogének keletkezése és csapdázódása A szénhidrogének keletkezéséhez nagymennyiségű szerves üledék szükséges (növényi, állati) Évmilliók során, magas nyomás és hőmérséklet hatására alakulnak át, oxigénmentes környezetben CH-é A hagyományos csapdázódáshoz szükség van anyakőzetre, tároló kőzetre és záró kőzetre is, valamint a morfológia kedvező helyzeteire Álatlában földgázzá, vagy gázsapkás olajmezővé állnak össze A hagyományos telepek mindössze 1/6 részét adják a Föld szénhidrogén mennyiségének

5 A nem hagyományos telepek képződése A keletkezés első fázisa megegyezik a hagyományossal Ebben az esetben nem szükséges a tároló, vagy a záró kőzet, azonban az anyakőzet igen (agyag, márga) A migráció még nem zajlott le, vagy nem is fog, így ezek a mezők még nem álltak össze hagyományos teleppé Kiterjedésük tekintetében óriási méretűek, a hagyományos telepekhez képest százszorosuk is lehet A legtöbb szénhidrogén ebben a formában fordul elő a Földön, ezért fontos a gazdaságos kitermelésük

6 A hidrulikus repesztés rövid ismertetése Ez a technológiai eljárás a nem hagyományosan csapdázódott szénhidrogének kitermeléséhez segít hozzá Az eljárásban a kút perforálása után repesztőfolyadékot sajtolnak be A kitámasztóanyag megakadályozza a repedések visszazáródását A pórusnyomás növelésével lecsökken az effektív feszültség a potenciális vetőfelületeken A rétegrepesztés egyik fő célja a tárolókőzet hézagtérfogatának, valamint a beáramlási felületnek a növelése

7 A repesztőfolyadék három összetevőből áll: Vízből 80 96% Kvarchomokból és/vagy kerámiából (proppant) 3 19% Kemikáliákból melyek viszkozitásnövelőek és surlódáscsökkentőek 0.5 1%

8 Az aktív szeizmika A passzív szeizmika Az aktív monitorozásnál ismerjük a forrás pontos helyét és kipattanási idejét Az aktív szeizmikát a potenciális lelőhelyek felkutatására alkalmazzák A feldolgozás során a rétegekről egy szelvényt kaphatunk A passzív szeizmikánál a forrást nem ismerjük mindössze becsüljük A pontos kipattanási idő, hely, és a nagyság meghatározása a cél A passzív mérések eredménye nem szelvény, hanem a forráspontok keletkezésének lokalizációs képe

9 A monitorozás típusai

10 A kutas monitorozás A kutas monitorozáshoz szükség van használaton kívüli, a termelőhöz közeli kútra vagy kutakra A geofonokat a kútba helyezik (vertikális), így a mikroszeizmikus esemény hamarabb éri el az érzékelőket Általában csak egy monitoring kutat szoktak alkalmazni Egyik legnagyobb előnye, hogy a felszíni zajnak töredékét érzékelik Hátránya, hogy a geofonok nem hőtűrőek, és hogy ezzel a módszerrel a z (vertikális) komponens határozható meg pontosabban A két kút távolságával romlik az eredmény, a megfelelő távolság pár száz méteren belül van

11 A felszíni monitorozás A geofonok a felszínen helyezkednek el, különböző elrendezésekben, akár több tíz km 2 területen. Előfordulhat, hogy több száz vagy akár ezer geofont is használnak egyszerre Költségeket és a kivitelezést tekintve jóval drágább és időigényesebb eljárás Ez a módszer a horizontális kiterjedésre, ( x és y koordinátákra) jobban alkalmazható A pontos számításokhoz itt is ismernünk kell a sebességteret, amit a kútadatokból számíthatunk Itt a felszíni zaj kiszűrése jelenti a legnagyobb nehézséget, mivel az jóval nagyobb a jelerősségnél

12 Esettanulmány (Beru 4)

13 Adatok a kútról és a repesztésről A Beru-4-es kút Berettyóújfalu mellett található, és jelenleg is termel nem túl nagy hozammal, kb. 10 ezer m 3 /nap átlaggal, a teljesen vertikális kút 3770 m mély A béléscsövet úgynevezett dugózás, perforálás módszerrel repesztették meg a kútnak három kijelölt részén, a perforálást robbantással végezték a modellezés miatt Az egyes repesztéseknél kb m 3 folyadékot szivattyúztak be és ezáltal a lyukban keletkező nyomás 400 és 700 bar között változott

14 A monitorozás eljárása A monitorozáshoz több mint ezer sorba kötött geofont használtak 50 m-es bázisközzel és négyzetrácsos elrendezéssel Az eszközökre egy SN388-as műszert kapcsoltak, ami egy régebbi típusú szeizmográf A szeizmográf több mint két órán keresztül folyamatosan mért 39 másodperces felvételhosszal és 2 mp-s holtidőkkel A eszköz folyamatosan regisztrálta a környezeti zajt is A 42-es főút keresztülhaladása a lefedett területen okozza a zaj nagyrészét

15 A feldolgozás menete A nyers adatokat (SEG-D formátum) több cégnek is kiadta a MOL feldolgozásra: Global (USA), Maorpet Inc. (M.o.) Speciális programokkal, szűrőkkel, erősítőkkel és operátorokkal dolgoznak Ezek közül néhány: Erősítés: a csökkenő jelerősség kompenzálása, amplitúdók visszaállítása, AGC Sávszűrés: Különbőző frekvencia sávokat lehet levágni alulról vagy felülreől, vagy egy bizonyos fr-t Dekonvolúció: Lényege, hogy a szeizmikus csatornából kinyerjük a reflexivitás függvényt Koherencia: Az azonos fázisú hullámok erősítése Migráció: reflexiók visszaállítása eredeti helyzetükbe A feldolgozás legnagyobb nehézsége a környezeti zaj elkülönítése

16 Modellezés és valós eredmény Modell Valós szelvény

17 Eredmények a feldolgozást követően A képen látható a repedéshálózat kiterjedése mely Észak-Kelet Dél-Nyugat irányban meghaladja a 300 métert, míg Nyugat É-Ny Kelet D-K irányban a 200 m-t.

18 Összefoglalás, előretekintés

19 Összefoglalás és előretekintés A repesztés elérte a kívánt eredményt, a Beru-4 jeleneleg is termel így a kísérlet sikeresnek mondható A repesztőfolyadék besajtolása által keletkezett repedéshálózat kiterjedése megfelelő a termeléshez A monitorozásnál használt eljárás használható, de még lehetna javítani az értelmezhetőségében Javaslatom, hogy olyan sekély mélységű kutakat fúrjanak amiknek a fúrási költsége elenyésző ( m) Az ezekben elhelyezett geofonok által szűrhetőbbek a felületi hullámok Ezáltal a felszíni monitoringon is jobban értelmezhető képet kapunk A derecskei árokban ezt az eljárást tesztelik majd, a következő repesztésnél

20 Köszönöm a figyelmet! Továbbá köszönetet szeretnék mondani: Sebe Istvánnak Drahos Dezsőnek

21 Felhasznált Irodalom - MOL GROUP, May.: BERU 4 Well Passive Seismic: Mol Exploration production, Geological and Geophysical Data Managmant and MAORPET Inc. - SEBE ISTVÁN, 2012.: Passiv Seismic exploration during Beru 4 fracturing Campaign MOL, Maorpet Inc. - Dr. MOLNÁR LÁSZLÓ, március: Földgázellátásunk jövője. MKET XVI. Konferencia, Balatonalmádi - VIRÁG ZS. KARÁNVÖLGYI Á : Beru 4. Kútmunkálati befejező jelentés (6. Oldal) MOL-Group - Dr. KOVÁCS GYULÁNÉ, 2012.: Rétegrepesztéses földgáztermelés környezeti hatásainak vizsgálata (pdf) Zöld Vonal 2000 Környezetvédelmi Kft. - Web.: Palagáz Nem hagyományos és nem kívánatos Web.: Kőolaj és földgáz Web.: Hydraulic fracturing - (243 forrásból) - Web.: Milyen erősségű földrengéseket okozhat a repesztés -