Hidraulikus rétegrepesztés passzív szeizmikus monitorozása

Készítette: Straub Ágoston – ELTE TTK Környezettan BSc geofizikai szakirány

Konzulens: Sebe István – MOL Belső konzulens: Drahos Dezső

2014.01.29

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

Bevezetés

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

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

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

A repesztőfolyadék három összetevőből áll:

Vízből 80 – 96%

Kvarchomokból és/vagy kerámiából (proppant) 3 – 19%

Kemikáliákból melyek viszkozitásnövelőek és surlódáscsökkentőek 0.5 – 1%

Az aktív szeizmika

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

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 szeizmika

A monitorozás típusai

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

A felszíni monitorozás

A geofonok a felszínen helyezkednek el, különböző elrendezésekben, akár több tíz km2 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

Esettanulmány (Beru – 4)

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 m3/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. 5-700 m3 folyadékot

szivattyúztak be és ezáltal a lyukban keletkező nyomás 400

és 700 bar között változott

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

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

Modellezés és valós eredmény

Modell Valós szelvény

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.

Összefoglalás, előretekintés

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 (100-200m)

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

Köszönöm a figyelmet!

Továbbá köszönetet szeretnék mondani:

Sebe Istvánnak

Drahos Dezsőnek

Felhasznált Irodalom

- MOL GROUP, 2012. 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, 2013. március: Földgázellátásunk jövője. MKET XVI.

Konferencia, Balatonalmádi

- VIRÁG ZS. – KARÁNVÖLGYI Á. 2012.: 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 - http://www.foeeurope.org/sites/default/files/publications/foee_shale_gas_report_hungary.pdf

- Web.: Kőolaj és földgáz - http://www.foldgaz.sokoldal.hu/?oldal=zlof9Q4br

- Web.: Hydraulic fracturing - http://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_fracturing (243 forrásból)

- Web.: Milyen erősségű földrengéseket okozhat a repesztés - https://www.dur.ac.uk/resources/refine/ResearchBrief_InducedSeismicity_Hungarian.pdf