Análisis Microsísmico Avanzado

ESG continúa liderando la industria del petróleo y gas no convencionales con nuevos desarrollos en el análisis microsísmico avanzado para la fracturación hidráulica y la estimulación de embalses. De suma importancia para este análisis es el servicio de caracterización mejorada de yacimientos de ESG, que utiliza técnicas microsísmicas avanzadas para ofrecer a sus clientes información incomparable sobre la respuesta del embalse a la estimulación.

Las grabaciones de pozos múltiples ofrecen la oportunidad de examinar tanto el crecimiento de la fractura como la eficacia de los programas de bombeo. Utilizar enfoques basados en la inversión del tensor de momento sismológico (SMTI) establecido exclusivamente por ESG y confirmado mediante la evaluación independiente por grupos de investigación universitarios a nivel mundial; se puede obtener información del campo de tensión y deformación, las orientaciones de las fracturas y la red de fractura. Este análisis se puede utilizar como insumo para los modelos geomecánicos, proporcionando una visión de las regiones de flujo mejorado y de la producción futura.

Caracterización Mejorada de Embalses (ERC)

La caracterización mejorada de embalses (ERC) es la culminación de casi una década de investigación y desarrollo centrada en el análisis microsísmico avanzado, en embalses no convencionales. Fundamentalmente, ERC pretende caracterizar la deformación del embalse así como el flujo a través de este para comprender factores como el estado del estrés, la complejidad de la fractura y la facilidad de deformabilidad del embalse y finalmente relacionar esta información con el potencial de producción. ERC evalúa el comportamiento del embalse utilizando dos herramientas primarias: Seismic Moment Tensor Inversion (SMTI) Production Suite™ y Flow Dynamics Suite™ de ESG usando Parámetros Dinámicos.

SMTI Production Suite™

En cualquier programa de fracturación hidráulica no es suficiente saber que un embalse ha sido estimulado o incluso cómo se produjeron las fracturas si no podemos vincular esta actividad directamente a la producción. Disponible en el mercado en la industria de petróleo y gas desde 2010, el software Seismic Moment Tensor Inversion (SMTI) Production Suite de ESG utiliza el conocimiento del desarrollo de la fracturación para comprender mejor los procesos en el embalse, optimizar completaciones y mejorar la producción de embalses no convencionales.

Los operadores necesitan un mayor nivel de comprensión del movimiento del fluido dentro de las redes de fractura desarrolladas para ser capaz de predecir la eficacia en la entrega de hidrocarburos desde las zonas estimuladas. El nuevo componente de SMTI Production Suite describe el drenaje de hidrocarburos como resultado de la estimulación de fracturas hidráulicas, mapeando las vías de drenaje del yacimiento dentro de un embalse estimulado y ayudando a los operadores a predecir mejor los volúmenes de producción. ESG adaptará el análisis de los datos SMTI para responder las preguntas de interés de sus clientes; las posibles áreas de análisis incluyen:

  • Mecanismos Focales
  • Análisis de Redes de Fracturas Discretas
  • Complejidad e Intensidad de la Fractura
  • Flujo Mejorado de Fluido
  • Potencial de Drenaje
  • y más...

SMTI Production Suite™ de ESG ha sido validado en numerosas formaciones a través de América del Norte y Oriente Medio, incluyendo Horn River, Marcellus, Bakken, Barnett, Basamento Pérmico, Granite Wash, Woodford, Montney, Duvernay, Cadomin y Diatomita California. El flujo de trabajo (patente pendiente), se basa en 20 años de experiencia en la adquisición procesamiento y análisis microsísmico y se ha aplicado con éxito a más de 200.000 inversiones de tensor de momento, hasta la fecha.

Mecanismos Focales

El primer paso en el análisis avanzado microsísmico es calcular los mecanismos focales de los eventos. Los datos de alta calidad adquiridos por múltiples conjuntos de sensores se pueden usar para describir el mecanismo de falla inducido en la fuente del evento. Los resultados de esta etapa incluyen planos de fractura, ejes de deformación y tipos de fuentes (cuando la calidad de los datos lo permite).

Los tensores de momento sísmico (SMT) son comúnmente representados por las icónicas "pelotas de playa". Estas representaciones se utilizan para describir la orientación de las fracturas que se generan en un embalse y si sus mecanismos son de cizallamiento, de apertura de tensión, de cierre o alguna combinación de los mismos.

Análisis de Redes de Fracturas Discretas (DFN)

El análisis SMTI se puede utilizar para determinar las orientaciones relativas, el azimut y la inclinación de las fallas asociadas con eventos microsísmicos discretos y obtener una estimación más precisa de la dimensión de las fracturas. Además, el grado de conectividad de las fracturas también puede ser establecido espacial y temporalmente.

Basado en estos análisis, las redes de fracturas discretas pueden ser establecidas y utilizadas en los modelos de embalses para evaluar la eficacia de los programas de completación y potencialmente establecer los niveles de reserva. ESG también ha desarrollado modelos geomecánicos únicos para incorporar los valores de DFN y SMTI y definir regiones en las que se espera que habrá flujo mejorado de fluido (EFF) o un aumento de la permeabilidad relacionada con la estimulación.

Complejidad e Intensidad de la Fractura

Una vez definida la red de fracturas discretas, los datos pueden ser evaluados posteriormente para examinar la complejidad y la intensidad de la fractura.

La Complejidad de la Fractura (FC) se deriva a partir del número de intersecciones de fracturas por unidad de volumen, mientras que la Intensidad de la Fractura (FI) se centra en la medición relativa y el grado de longitud de las fracturas desarrolladas por unidad de volumen. La evaluación de estos parámetros revela si existe una buena conectividad para las etapas analizadas y el grado en que se ha logrado la estimulación eficaz.

Flujo Mejorado de Fluido 

Utilizando los resultados del análisis SMTI de los datos microsísmicos, es posible desarrollar un modelo basado en la geomecánica de las vías y el volumen de flujo mejorado de fluido dentro de un embalse estimulado. Este enfoque está directamente relacionado con el grado relativo de fracturas abiertas sobre un volumen de fracturas con orientación similar.

En nuestros estudios de diversos embalses de arcilla naturalmente fracturados en América del Norte, se ha identificado que la mayoría de las fallas observadas son fallas de modo mixto, por lo general de corte por tensión, con componentes de falla ya sea de rupturas de abertura o de cierre, y que las fracturas generalmente están relacionados con la falla de fracturas pre-existentes. Al examinar el comportamiento espacial y temporal de las fallas dominadas por la apertura se pueden identificar mapas de las zonas de intersección de potencial flujo mejorado de fluido.

Drenaje del Embalse

El mapeo de las vías de drenaje dentro de un embalse estimulado puede ser usado para ayudar a los operadores a predecir mejor los volúmenes de producción. Utilizando un modelo geomecánico de la tensión impartida sobre la masa rocosa identificamos potenciales vías de flujo dominantes de los hidrocarburos en el embalse, proporcionando una indicación de dónde y qué tan rápido se producirá el drenaje.

Flow Dynamics Suite™

ESG ha desarrollado un nuevo enfoque estadístico de análisis microsísmico que se centra en el comportamiento colectivo de conjuntos de sismicidad. Como parte de este enfoque, fueron identificados un conjunto de parámetros dinámicos, los cuales combinan características de la fuente de microsismos con la sincronización de eventos y la distribución espacial para caracterizar, mapear y estudiar el comportamiento colectivo de la sismicidad en un embalse.

Ejemplos de estos parámetros dinámicos incluyen Índice de Difusión (dirección y velocidad de la actividad sísmica y la transferencia de tensión asociada), Índice de Fractibilidad (susceptibilidad de una masa rocosa a la fractura), Índice de Estrés (donde el flujo sísmico se ve obstaculizado por la complejidad de fractura) y el Índice de Plasticidad (facilidad con el que el embalse se deforma).

Con estas herramientas, ESG ayuda a los operadores a entender mejor los procesos del embalse, optimizar las completaciones y mejorar la producción de embalses no convencionales.

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