A new technology for estimating time shifts in seismic monitoring of the exploitation of oil and gas fields and underground gas storage sites
The process of exploitation of oil and gas fields and underground natural gas and CO2 storage facilities is accompanied by time-dependent changes in the physical properties of both the reservoir itself and the overburden. The study of these changes via time lapse (4D) seismic allows controlling the...
Gespeichert in:
| Datum: | 2018 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2018
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/124006 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Geofizicheskiy Zhurnal |
Institution
Geofizicheskiy Zhurnal| _version_ | 1856543362182545408 |
|---|---|
| author | Tyapkin, Yu. K. Tiapkina, O. Yu. |
| author_facet | Tyapkin, Yu. K. Tiapkina, O. Yu. |
| author_sort | Tyapkin, Yu. K. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2020-10-07T11:12:09Z |
| description | The process of exploitation of oil and gas fields and underground natural gas and CO2 storage facilities is accompanied by time-dependent changes in the physical properties of both the reservoir itself and the overburden. The study of these changes via time lapse (4D) seismic allows controlling the efficiency of operation of oil and gas fields and underground gas storage facilities. A wide class of methods uses, as intermediate information, time shifts arising in time lapse seismic data when studying the changes in the geomechanical properties of a reservoir. In this paper, conditions are formulated under which the values of the reflection coefficients of boundaries when changing the properties of a medium are preserved, but shifted to a new position along the two-way traveltime axis. To assess the time shifts that arise in this way, a new technology is developed. It is based on the statistical properties of the cross-correlation function of two time-limited random processes one of which is a shifted and stretched or compressed in time variant of the other. The proposed technology allows the constant and linear components of the time shifts to be determined simultaneously when the number of accumulated cross-correlation functions of such processes is sufficient. The validity of the theoretical foundations of the method is confirmed by two numerical experiments. As a source of input data required for the application of this technology in practice, it is suggested to use a random component of seismic images generated by chaotic fluctuations in the acoustic impedance in the lower half-space. Some methods for approximating the regular component of seismic records are described. Subtracting this component from the record allows its random component, which is necessary for the implementation of the proposed technology in practice, to be obtained. |
| first_indexed | 2025-07-17T11:09:27Z |
| format | Article |
| id | journalsuranua-geofizicheskiy-article-124006 |
| institution | Geofizicheskiy Zhurnal |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-07-17T11:09:27Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | journalsuranua-geofizicheskiy-article-1240062020-10-07T11:12:09Z A new technology for estimating time shifts in seismic monitoring of the exploitation of oil and gas fields and underground gas storage sites Новая технология оценки временных сдвигов при сейсмическом мониторинге эксплуатации нефтегазовых месторождений и подземных газовых хранилищ Нова технологія оцінки часових зрушень при сейсмічному моніторингу експлуатації нафтогазових родовищ і підземних газових сховищ Tyapkin, Yu. K. Tiapkina, O. Yu. seismic monitoring time-lapse seismic time shift cross-correlation cross-spectrum The process of exploitation of oil and gas fields and underground natural gas and CO2 storage facilities is accompanied by time-dependent changes in the physical properties of both the reservoir itself and the overburden. The study of these changes via time lapse (4D) seismic allows controlling the efficiency of operation of oil and gas fields and underground gas storage facilities. A wide class of methods uses, as intermediate information, time shifts arising in time lapse seismic data when studying the changes in the geomechanical properties of a reservoir. In this paper, conditions are formulated under which the values of the reflection coefficients of boundaries when changing the properties of a medium are preserved, but shifted to a new position along the two-way traveltime axis. To assess the time shifts that arise in this way, a new technology is developed. It is based on the statistical properties of the cross-correlation function of two time-limited random processes one of which is a shifted and stretched or compressed in time variant of the other. The proposed technology allows the constant and linear components of the time shifts to be determined simultaneously when the number of accumulated cross-correlation functions of such processes is sufficient. The validity of the theoretical foundations of the method is confirmed by two numerical experiments. As a source of input data required for the application of this technology in practice, it is suggested to use a random component of seismic images generated by chaotic fluctuations in the acoustic impedance in the lower half-space. Some methods for approximating the regular component of seismic records are described. Subtracting this component from the record allows its random component, which is necessary for the implementation of the proposed technology in practice, to be obtained. Процесс эксплуатации нефтегазовых месторождений и подземных хранилищ природного газа и СО2 сопровождается изменениями во времени физических свойств как самого резервуара, так и перекрывающей толщи. Изучение этих изменений с помощью повторных (4D) сейсмических наблюдений позволяет контролировать эффективность эксплуатации нефтегазовых месторождений и подземных газовых хранилищ. Широкий класс методов использует в качестве промежуточной информации временные сдвиги, возникающие в повторных сейсмических записях, при изучении изменения геомеханических свойств продуктивного резервуара. В статье сформулированы условия, при которых величины коэффициентов отражения границ в процессе изменения свойств среды сохраняются, но смещаются в новое положение вдоль оси двойного времени пробега волн. Для оценки возникающих таким образом временных сдвигов разработана новая технология. Она основана на статистических свойствах функции взаимной корреляции двух ограниченных во времени случайных процессов, один из которых представляет собой сдвинутый и растянутый или сжатый во времени вариант второго. Предлагаемая технология позволяет одновременно определить постоянную и линейную составляющие временных сдвигов при достаточном количестве накопленных функций взаимной корреляции таких процессов. Справедливость теоретических основ метода подтверждена двумя численными экспериментами. В качестве источника входных данных, необходимых для применения данной технологии на практике, предложено использовать случайную компоненту сейсмических изображений, порожденную хаотическими флуктуациями акустического импеданса в нижнем полупространстве. Описаны некоторые методы аппроксимации регулярной компоненты сейсмических записей, вычитание которой из записей позволит получить их случайную компоненту, необходимую для функционирования предлагаемой технологии. 1842/5000Protsess ekspluatatsii neftegazovykh mestorozhdeniy i podzemnykh khranilishch prirodnogo gaza i SO2 soprovozhdayetsya izmeneniyami vo vremeni fizicheskikh svoystv kak samogo rezervuara, tak i perekryvayushchey tolshchi. Izucheniye etikh izmeneniy s pomoshch'yu povtornykh (4D) seysmicheskikh nablyudeniy pozvolyayet kontrolirovat' effektivnost' ekspluatatsii neftegazovykh mestorozhdeniy i podzemnykh gazovykh khranilishch. Shirokiy klass metodov ispol'zuyet v kachestve promezhutochnoy informatsii vremennyye sdvigi, voznikayushchiye v povtornykh seysmicheskikh zapisyakh, pri izuchenii izmeneniya geomekhanicheskikh svoystv produktivnogo rezervuara. V stat'ye sformulirovany usloviya, pri kotorykh velichiny koeffitsiyentov otrazheniya granits v protsesse izmeneniya svoystv sredy sokhranyayutsya, no smeshchayutsya v novoye polozheniye vdol' osi dvoynogo vremeni probega voln. Dlya otsenki voznikayushchikh takim obrazom vremennykh sdvigov razrabotana novaya tekhnologiya. Ona osnovana na statisticheskikh svoystvakh funktsii vzaimnoy korrelyatsii dvukh ogranichennykh vo vremeni sluchaynykh protsessov, odin iz kotorykh predstavlyayet soboy sdvinutyy i rastyanutyy ili szhatyy vo vremeni variant vtorogo. Predlagayemaya tekhnologiya pozvolyayet odnovremenno opredelit' postoyannuyu i lineynuyu sostavlyayushchiye vremennykh sdvigov pri dostatochnom kolichestve nakoplennykh funktsiy vzaimnoy korrelyatsii takikh protsessov. Spravedlivost' teoreticheskikh osnov metoda podtverzhdena dvumya chislennymi eksperimentami. V kachestve istochnika vkhodnykh dannykh, neobkhodimykh dlya primeneniya dannoy tekhnologii na praktike, predlozheno ispol'zovat' sluchaynuyu komponentu seysmicheskikh izobrazheniy, porozhdennuyu khaoticheskimi fluktuatsiyami akusticheskogo impedansa v nizhnem poluprostranstve. Opisany nekotoryye metody approksimatsii regulyarnoy komponenty seysmicheskikh zapisey, vychitaniye kotoroy iz zapisey pozvolit poluchit' ikh sluchaynuyu komponentu, neobkhodimuyu dlya funktsionirovaniya predlagayemoy tekhnologii.Процес експлуатації нафтогазових родовищ і підземних сховищ природного газу і СО2 супроводжується змінами в часі фізичних властивостей як самого резервуара, так і перекриває товщі. Вивчення цих змін за допомогою повторних (4D) сейсмічних спостережень дозволяє контролювати ефективність експлуатації нафтогазових родовищ і підземних газових сховищ. Широкий клас методів використовує в якості проміжної інформації тимчасові зрушення, що виникають в повторних сейсмічних записах, при вивченні зміни геомеханічних властивостей продуктивного резервуара. У статті сформульовані умови, при яких величини коефіцієнтів відбиття меж в процесі зміни властивостей середовища зберігаються, але зміщуються в нове положення уздовж осі подвійного часу пробігу хвиль. Для оцінки виникаючих таким чином тимчасових зрушень розроблена нова технологія. Вона заснована на статистичних властивостях функції взаємної кореляції двох обмежених у часі випадкових процесів, один з яких представляє собою зрушений і розтягнутий або стиснений в часі варіант другого. Пропонована технологія дозволяє одночасно визначити постійну і лінійну складові тимчасових зрушень при достатній кількості накопичених функцій взаємної кореляції таких процесів. Справедливість теоретичних основ методу підтверджена двома чисельними експериментами. Як джерело вхідних даних, необхідних для застосування даної технології на практиці, запропоновано використовувати випадкову компоненту сейсмічних зображень, породжену хаотичними флуктуаціями акустичного імпедансу в нижньому півпросторі. Описано деякі методи апроксимації регулярної компоненти сейсмічних записів, віднімання якої із записів дозволить отримати їх випадкову компоненту, необхідну для функціонування запропонованої технології. S. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2018-03-01 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/124006 10.24028/gzh.0203-3100.v40i1.2018.124006 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 40 No. 1 (2018); 15-26 Геофизический журнал; Том 40 № 1 (2018); 15-26 Геофізичний журнал; Том 40 № 1 (2018); 15-26 2524-1052 0203-3100 ru https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/124006/195545 Copyright (c) 2020 Geofizicheskiy Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | seismic monitoring time-lapse seismic time shift cross-correlation cross-spectrum Tyapkin, Yu. K. Tiapkina, O. Yu. A new technology for estimating time shifts in seismic monitoring of the exploitation of oil and gas fields and underground gas storage sites |
| title | A new technology for estimating time shifts in seismic monitoring of the exploitation of oil and gas fields and underground gas storage sites |
| title_alt | Новая технология оценки временных сдвигов при сейсмическом мониторинге эксплуатации нефтегазовых месторождений и подземных газовых хранилищ Нова технологія оцінки часових зрушень при сейсмічному моніторингу експлуатації нафтогазових родовищ і підземних газових сховищ |
| title_full | A new technology for estimating time shifts in seismic monitoring of the exploitation of oil and gas fields and underground gas storage sites |
| title_fullStr | A new technology for estimating time shifts in seismic monitoring of the exploitation of oil and gas fields and underground gas storage sites |
| title_full_unstemmed | A new technology for estimating time shifts in seismic monitoring of the exploitation of oil and gas fields and underground gas storage sites |
| title_short | A new technology for estimating time shifts in seismic monitoring of the exploitation of oil and gas fields and underground gas storage sites |
| title_sort | new technology for estimating time shifts in seismic monitoring of the exploitation of oil and gas fields and underground gas storage sites |
| topic | seismic monitoring time-lapse seismic time shift cross-correlation cross-spectrum |
| topic_facet | seismic monitoring time-lapse seismic time shift cross-correlation cross-spectrum |
| url | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/124006 |
| work_keys_str_mv | AT tyapkinyuk anewtechnologyforestimatingtimeshiftsinseismicmonitoringoftheexploitationofoilandgasfieldsandundergroundgasstoragesites AT tiapkinaoyu anewtechnologyforestimatingtimeshiftsinseismicmonitoringoftheexploitationofoilandgasfieldsandundergroundgasstoragesites AT tyapkinyuk novaâtehnologiâocenkivremennyhsdvigovprisejsmičeskommonitoringeékspluataciineftegazovyhmestoroždenijipodzemnyhgazovyhhraniliŝ AT tiapkinaoyu novaâtehnologiâocenkivremennyhsdvigovprisejsmičeskommonitoringeékspluataciineftegazovyhmestoroždenijipodzemnyhgazovyhhraniliŝ AT tyapkinyuk novatehnologíâocínkičasovihzrušenʹprisejsmíčnomumonítoringuekspluatacíínaftogazovihrodoviŝípídzemnihgazovihshoviŝ AT tiapkinaoyu novatehnologíâocínkičasovihzrušenʹprisejsmíčnomumonítoringuekspluatacíínaftogazovihrodoviŝípídzemnihgazovihshoviŝ AT tyapkinyuk newtechnologyforestimatingtimeshiftsinseismicmonitoringoftheexploitationofoilandgasfieldsandundergroundgasstoragesites AT tiapkinaoyu newtechnologyforestimatingtimeshiftsinseismicmonitoringoftheexploitationofoilandgasfieldsandundergroundgasstoragesites |