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 oxigénmentes környezetben CH-é
át,
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 szénhidrogének
csapdázódott 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 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 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
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 egyszerre
geofont
is
használnak
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
