Problemstilling

Seismiske data samlet inn til forskjellige tider i løpet av et olje-/gassfelts levetid benyttes i industrien for å undersøke hvordan reservoaret utvikler seg under produksjon. Når f.eks. olje dreneres fra et område og erstattes av injisert vann, vil dette påvirke den seismiske responsen. Ved å sammenlikne seismikk samlet inn før og etter slike hendelser, kan man få informasjon om både hvor endringene har skjedd og hvilke endringer det er snakk om. Noen typiske eksempler er forskjeller i fluidsammensetning og/eller poretrykk, samt i de geomekaniske egenskapene.

Seismiske data som er samlet inn til forskjellige tider – typisk med noen få års mellomrom – refereres gjerne til som 4D- eller «time lapse»-data. 4D seismiske data gir en bedre forståelse for hvilke endringer som skjer i feltet, og de kan også brukes i den videre planleggingen av produksjonsstrategien. For eksempel kan man identifisere behov for nye injeksjonsbrønner for bedre drenering av feltet.

I sin enkleste form kan man analysere de seismiske dataene fra forskjellige år separat, og deretter se på forskjellene i analyseresultatene. En slik uavhengig analyse utnytter imidlertid ikke at det er sammenhenger i de bakenforliggende bergartsegenskapene. Når olje dreneres ut av porene i en sandstein, så den i større grad blir vannfylt, er sandsteinen selv uendret. Det eneste som har skjedd er en forandring i hvilken type fluid den inneholder. Dette gir en sterk korrelasjon mellom de seismiske dataene for oljefylt og vannfylt stein. Ved å ta hensyn til denne klarer vi bedre å skille ut støyen i de seismiske dataene, siden de ikke følger denne korrelasjonen. Dermed får man både et mer konsistent bilde av hvilke endringer som har foregått, og en mer presis beskrivelse av initialtilstanden.

GIG-konsertiet utvikler metodikk for å analysere 4D seismiske data. Utviklingen skjer i nært samarbeid mellom NR og konsortiets industrielle sponsorer. For å evaluere metodene benytter vi både syntetiske testeksempler og reelle datasett fra sponsorene. På denne måten sikrer vi at metodikken utvikles i en retning som både er anvendelig og gir gode resultater.

Metodikk

Metodikken baserer seg på de samme idéene som for øvrig benyttes i PCube+. Vi setter opp en Bayesiansk modell der de seismiske AVO-dataene fra flere årganger inverteres simultant. Den simultane inversjonen sørger for at det tas hensyn til korrelasjonene mellom de ulike årgangene, og gir et konsistent resultat for alle årgangene. Sannsynligheten for hver av bergartene, for hver årgang, ekstraheres så fra den simultane inversjonen. Resultatene for én gitt årgang baserer seg således på data fra alle årgangene. På samme måte som for 3D-inversjon, kan en beregne dybder til avsetningsmiljøer (horisonter) og lagtykkelser (isokorer) til bergartene med tilhørende usikkerheter.

Eksempel

Resultat fra en 4D seismisk inversjon på Heidrun-feltet i Norskehavet er vist i figuren nedenfor. Strukturen på Heidrunfeltet domineres av skråstilte forkastningsblokker som styrer strømmingen av fluidene. Det er også en formasjonsdip fra nordøst til sørvest, og den dominerende dreneringen skjer ved at injisert vann strømmer mot nord og erstatter oljen som produseres.

4D inversjonen benyttet seismiske data fra 2008 og 2014. Figuren viser Root Mean Square-verdier for posterior sannsynligheten for olje (venstre) og vann (høyre) i den nedre Ile-formasjonen.  Allerede i 2008 (øvre rad i figuren) er oljesannsynligheten lav og vannsannsynligheten høy sørvest for de indikerte brønnene (svarte punkter). Lengre mot nordøst er oljesannsynligheten høyere i 2008. I 2014 (nedre rad i figuren) er sannsynligheten for olje redusert. Vann har nå trengt lengre mot nord og øst, og fortrengt olje fra dette området. Flytretningen som kommer fram fra figuren er i overensstemmelse med det man kjenner til fra brønnobservasjoner. I tillegg ser vi forkastningsstrukturen i resultatene, med forkastningsretning i hovedsak fra sørøst til nordvest.

Programvare

4D seismisk inversjon er tilgjengelig fra applikasjonen PCube. Det skjer en kontinuerlig videreutvikling av 4D-modulen, både i form av å forbedre resultatene fra 4D-inversjoner og i form av økende brukervennlighet.