Monitoreo de Yacimientos

El monitoreo microsísmico es una poderosa herramienta de optimización, regulación y producción para operaciones en campos petroleros, como la Recuperación Mejorada de Petróleo (EOR), captura  de carbono o almacenamiento de gas natural. Durante tales operaciones de inyección, es esencial mantener la integridad del yacimiento.

A través de nuestro servicio RESMAP®, ESG ha sido pionero en el uso de sísmica pasiva (microsismica) monitoreando operaciones de yacimiento a largo plazo, lo que nos da información sobre la integridad del yacimiento. Usando sensores de pozo y equipos de adquisición de datos fabricados por la empresa, ESG ha instalado sistemas permanentes y temporales de monitoreo microsísmico, para monitorear la vida del campo (LOF), para operaciones de EOR y para proyectos de almacenamiento subterráneo en todo el mundo.

Aplicaciones:

  • Caracterización de yacimientos
  • Seguimiento del desarrollo del vapor en las operaciones de inyección/recuperación térmica. (es decir, CSS, SAGD)
  • Monitoreo de la integridad del revestimiento del pozo
  • Supervisión de la integridad de la roca sello, o crecimiento fuera de zona
  • Optimización de inyección de agua y del EOR
  • Almacenamiento de CO2, de gas natural y de residuos
  • Las alertas en tiempo real notifican a los operadores de las tendencias de la sismicidad

Como trabaja un Sistema de Microsísmica:

Microseismic Reservoir SchematicMientras que el monitoreo microsísmico del fracturamiento hidráulico se realiza comúnmente usando arreglos temporales de sensores en pozo, para el EOR y las operaciones de yacimiento a largo plazo, es considerablemente más rentable utilizar para el monitoreo, un enfoque de permanencia durante la Vida del Campo (LOF). La combinación de arreglos permanentes en pozos, junto con redes superficiales (someras),  asegura que sea capturado con precisión un amplio espectro de señales, desde pequeños eventos microsísmicos a actividad sísmica inducida, de  magnitudes mayores.

Los Arreglos de sensores microsísmicos constan de geófonos o acelerómetros y pueden ser desplegados en pozos de control a distancia, y/o en la superficie, para detectar la energía sísmica asociada con fracturamientos de roca, o con la deformación del yacimiento durante las inyecciones. Estos conjuntos de sensores hechos a medida "escuchan" la actividad microsísmica que tiene lugar en el yacimiento. Los microsismos asociados con las inyecciones son capturados usando el sistema de adquisición de datos Paladin® de ESG. Estos dispositivos de baja potencia son adecuados para las estaciones de monitoreo remoto y puede ser alimentado por paneles solares.

Los datos se transmiten a través de Ethernet, DSL, fibra o radio telemetría, a una computadora en una estación central, en la que el programa patentado Hyperion Seismic de ESG comienza el procesamiento automático y la activación por eventos. A continuación los datos microsísmicos se transmiten a través de satélite a las oficinas de ESG para el procesamiento y análisis avanzado. Las imágenes de los eventos microsísmicos se muestran en un formato 3D interactivo y se suben de vuelta a los sitios web del cliente para una interpretación rápida y sencilla.

Servicio RESMAP®

  1. Diseño de arreglos personalizados, basados en rangos de detección esperados e infraestructura del sitio.
  2. Arreglos de sensores para la adquisición de datos, que pueden ser desplegados temporal o permanentemente por períodos desde unas pocas semanas a varios años.
  3. El análisis de datos puede cubrir una amplia gama, incluyendo ubicación de eventos y análisis de parámetros de la fuente, integración con datos del tratamiento y análisis avanzado de los mecanismos de fallamiento, todos ellos diseñados para proporcionar la máxima retroalimentación, sobre la respuesta del yacimiento a la inyección.
  4. Presentación de reportes personalizados que pueden ser entregados en intervalos definidos por el cliente.

Integridad de la Roca Sello

Los sistemas de monitoreo microsísmico se pueden utilizar para verificar que el fluido inyectado y los hidrocarburos se mantienen contenidos dentro del yacimiento y no se escapan a través de las vías de flujo preexistentes o a través de estructuras de fallas dentro del yacimiento.

A medida que aumenta la presión en un yacimiento como resultado de la inyección, el depósito puede expandirse y deformarse ejerciendo presión sobre la roca sello. Las microfracturas pueden desarrollarse en la roca sello y pueden ser reactivadas redes de fracturas, actuando como conductos para la migración de fluidos. Cuando esto sucede, puede ser observada la sismicidad, para rastrear hacia arriba del límite de la roca sello. El monitoreo microsísmico puede identificar la propagación de fracturas dentro de la capa de roca sello y proporcionar una alerta temprana si la integridad de la roca sello se ha visto comprometida, lo que permite a los operadores reducir las presiones del yacimiento.

Integridad del revestimiento del pozo

Las altas temperaturas y la compactación/dilatación cíclica del yacimiento por las operaciones de vapor, a menudo someten los revestimientos de los pozos a severas tensiones de tracción, debilitando su estructura y dando lugar a fallas tales como craqueo del cemento o cizalladura del revestimiento.

Los sistemas de monitoreo microsismico se pueden instalar para controlar específicamente el revestimiento del pozo.  Sistemas de alerta avisan instantáneamente si los acontecimientos cerca del pozo tienen las características de frecuencias específicas de un evento de cizallamiento en el revestimiento. Los operadores pueden responder de manera adecuada para reducir al mínimo el tiempo de inactividad y limitar el daño.

Seguimiento de las inyecciones de fluidos

Existen muchas incertidumbres con respecto a cómo, fluidos como vapor o de agua, viajan vertical y lateralmente dentro de un yacimiento. Debido a los cambios de los esfuerzos dentro del yacimiento durante las operaciones de inyección de vapor, pueden ser inducidas pequeñas fracturas a lo largo de los bordes del frente de vapor.

Los operadores pueden beneficiarse de la capacidad de monitoreo microsísmico, para visualizar la posición y los movimientos de una cámara de vapor dentro de un yacimiento, mientras que aprende como  se está desarrollando el vapor dentro del depósito a lo largo del tiempo. Un mayor conocimiento de la ubicación de la cámara de vapor permite a los operadores controlar y optimizar la operación.

Almacenamiento de Gas y de Residuos en el Subsuelo

ESG ha supervisado activamente una variedad de proyectos de almacenamiento subterráneo, que implican la inyección de aguas residuales procedentes de las operaciones de petróleo y gas, así como el almacenamiento subterráneo de residuos orgánicos humanos y captura de carbono.

Disposición de Aguas Residuales

La inyección en el subsuelo del agua, después de que  ha sido utilizada en el fracturamiento hidráulico o en inyecciónes para recuperación secundaria “waterflooding”, es un método de eliminación común.  El fluido se inyecta típicamente en los yacimientos agotados, en acuíferos o en minas de sal, para el almacenamiento a largo plazo. El monitoreo microsísmico durante la inyección de residuos puede lograrse utilizando arreglos dentro del pozo o arreglos superficiales someros, para asegurar que no se excedan los umbrales o límites establecidos para la sismicidad inducida de los pozos de inyección Clase II. La instrumentación superficial somera  puede ser usada para implementar sistemas tipo “semáforo” para regular la sismicidad inducida.

Residuos Biohumanos

Al igual que en la captación de CO2, los clientes quieren asegurar el confinamiento de los residuos biológicos en formaciones subterráneas tales como formaciones de petróleo y gas agotadas o minas de sal. Una solución temporal de monitoreo microsísmico de pozo, es diseñada e implementada para asegurar la integridad de la roca sello y observar la ubicación de cualquier acontecimiento que pueda significar el movimiento vertical de gas o de fluidos desde la formación.

La inyección subterránea profunda de residuos orgánicos ayuda a abordar la cuestión de las emisiones de CO2 de las aguas residuales municipales. Los métodos típicos de eliminación de residuos biológicos incluyen aplicaciones terrestres, el compostaje o la eliminación en vertederos, donde se degradan y liberan dióxido de carbono a la atmósfera. El secuestro subterráneo de residuos biológicos, proporciona un ambiente ideal para la descomposición anaerobia del material, lo que resulta en la conversión de la materia orgánica en dióxido de carbono (soluble en el fluido de la formación) y la acumulación de gas metano. El gas metano se puede recoger para su uso como fuente de energía.

Secuestro de Carbón

En las operaciones de secuestro y captura de carbono, el dióxido de carbono es capturado de una planta de energía o de una fuente industrial, antes de ser comprimido. El CO2 comprimido requiere un volumen de almacenamiento mucho más pequeño. El dióxido de carbono se inyecta en formaciones geológicas profundas con una capa da roca sello suprayacente, suficientemente competente como para contener el gas dentro de la formación. Las formaciones salinas profundas son buenas candidatas para la captación de CO2, igualmente el uso de CO2 en la recuperación mejorada de petróleo, requiere la inyección de CO2 en los pozos de petróleo existentes para ayudar a aumentar la producción de petróleo.

Como miembro de la Asociación Regional de secuestro de carbono del Medio Oeste (MRCSP) junto con otras colaboraciones industriales, de investigación y gubernamentales, ESG trabaja para desarrollar soluciones de monitoreo de alto valor, con el fin de ayudar a las organizaciones a reducir sus emisiones de carbono. ESG ha proporcionado servicios de monitoreo microsísmico para las actividades de secuestro de carbono en toda América del Norte. Arreglos de sensores de pozo temporales o permanentes de ESG (geófonos duales de 3 componentes) se instalan y se utilizan para detectar y mapear cualquier microsismo asociado con las inyecciones de carbono.

Las aplicaciones incluyen:

  • El seguimiento y la verificación de los avances del flujo de CO2  para asegurar el cumplimiento de las zonas objetivo.
  • Asegurar la integridad de la roca sello.
  • Monitoreo de la integridad del almacenamiento a largo plazo.
  • Identificación de la migración a través de las fallas preexistentes o por las redes de fracturas.
  • Integración del monitoreo microsísmico con los estudios 4D de fuente controlada.

Análisis Microsísmico Avanzado

ESG se diferencia de otras empresas que ofrecen análisis microsísmico, basados en nuestra comprensión avanzada de microsismos y nuestra capacidad para desarrollar constantemente nuevas técnicas de alta gama, para el procesamiento de datos.

Nuestro enfoque en la investigación y el desarrollo significa que podemos desarrollar nuevas maneras de interpretar y comprender la microsismicidad en aplicaciones de yacimientos. Estas capacidades avanzadas de procesamiento permiten a ESG llevar a cabo un análisis más a fondo de los eventos detectados y posteriormente proveer a nuestros clientes de una mejor comprensión de cómo optimizar sus operaciones.

La piedra angular de las capacidades de análisis de avanzadas de ESG para aplicaciones de control de yacimientos a largo plazo, es la Inversion Sísmica del Tensor de Momento. Con esta técnica, ESG puede utilizar su flujo de trabajo (patente pendiente) para describir el mecanismo de fallamiento inducido en el origen del evento y distinguir si la fractura se debió a tensión  de apertura/cierre o a cizallamiento. A partir de esta información, ESG es capaz de identificar los planos de fractura dominantes y construir una red de fractura discreta (DFN) tridimensional, que define el tamaño, la orientación y la complejidad de la generación de fracturas, para evaluar las tendencias y describir los procesos del yacimiento. La observación de los fallamientos con respecto a las redes de fallas y fracturas preexistentes, y el comportamiento de las tensiones en el yacimiento, puede indicar si las fracturas son inducidas por fluidos o debido a efectos de transferencia de estrés, y pueden proporcionar una visión del crecimiento “fuera de zona” o de sismicidad cerca de los límites de la roca sello.

Experiencia en Proyectos

Hasta la fecha, ESG ha instalado más de 500 sistemas de monitoreo microsísmico permanentes alrededor el mundo para la minería, industria del petróleo y  gas y aplicaciones geotécnicas.

Específicamente, ESG ha desplegado sistemas de monitoreo microsísmico permanentes (vida del campo), para aplicaciones de monitoreo de yacimientos a largo plazo (algunos de los cuales han estado operando por más de una década) en las arenas de petróleo pesado del norte de Alberta, los campos de diatomeas de California y campos de petróleo en el Medio Oriente. ESG también ha desplegado sistemas RESMAP® para el secuestro de carbono, almacenamiento de gas, geotermia y sitios de inyección de residuos en todo el mundo.

¿Necesita más información?