В МФТИ решили проблемы 4D-сейсмомониторинга, предложив собственную конструкцию донных кос
Добыча полезных ископаемых, и тем более на шельфе — процесс сложный и к тому же связанный связанный с различными рисками, что требует постоянного отслеживания состояния резервуара месторождения и покрывающего его пласта. Западные компании уже давно используют для этого метод 4D-сейсмомониторинга, позволяющий контролировать процессы на месторождении, включая например, изменения истощенных площадей в сравнении с неистощенными, движение флюидов между резервуарами, различные геомеханические эффекты. Все это позволяет не только избежать катастроф, но и оптимизировать добычу. По существующим оценкам, половина добытой нефти с конца 1990-х годов стала результатом оптимизации, проведенной на основании данных 4D-мониторинга. В России используют пассивный сейсмомониторинг, регистрирующий сигналы, возникающих в ходе разработки залежи. Но полноценный 4D-мониторинг был проведен только единожды — на Пильтун-Астохском месторождении у берегов Сахалина.
На шельфе 4D-мониторинг на шельфе проводят как правило одним из трех основных способов. Плавающими сейсмическими косами, то есть приемными линиями, буксируемыми за судном, с помощью донных станций, а также донными косами, представляют собой систему датчиков, соединенных кабельными линиями для передачи данных. Последний способ лишен многих недостатков первых двух, но главным условием его применения является способность всей конструкции в течение долгого времени безотказно функционировать в агрессивной водной среде и при низких температурах. И кроме того, донные косы требуют обеспечения бесперебойного питания.
В Московском физико-техническом институте смогли решить обе эти проблемы предложив свою конструкцию донных кос, которая представляет собой сетку, обеспечивающую необходимое площадное покрытие. При этом она проста в установке, что позволяет эксплуатацию не только на шельфе, но также в транзитных зонах и на предельном мелководье, что существенно расширяет возможности нефтегазовой сейсморазведки. «Проще говоря, мы раскинули по морскому дну оптоволоконные сети, в узлах которых находятся разработанные и производимые в МФТИ молекулярно-электронные датчики, регистрирующие сейсмические волны», — объясняет Сергей Тихоцкий, исполнительный директор НТЦ прикладной геофизики и изучения минеральных ресурсов инситута. По словам Тихоцкого, метод важно применять, например, при гидроразрыве пласта, который часто используют для повышения нефтеотдачи: «В ходе гидроразрыва появляются трещины, вызывая сейсмические колебания. Мы их регистрируем и проводим реконструкцию геометрии разрыва. Это позволяет контролировать процесс, его эффективность, показывает геометрию трещин и определяет, не было ли, например, прорыва трещины из нефтеносного пласта через покрышку».
В своей разработке ученые МФТИ смогли реализовать две передовые технологии, которые качественно отличают ее от зарубежных аналогов. Во-первых, Во-первых, это молекулярно-электронная технология изготовления датчиков сети, позволяющая им работать в более широком частотном диапазоне. Молекулярно-электронный датчик регистрирует колебания начиная с долей герц и при этом имеет низкое энергопотребление, подпитывааясь по оптоволокну без дополнительных аккумуляторов и токоведущих проводов. Во-вторых, технология передачи мощности по оптоволокну позволяет избежать присутствия в системе токоведущих проводов, которые восприимчивы к агрессивной морской среде и подвержены короткому замыканию при нарушении герметичности изоляции. Оптоволокно инертно и может прослужить десятки лет. Эта технология обеспечивает низкий уровень потерь мощности, отсутствие наводок, пожаро-, взрыво- и электробезопасность, а ко всему прочему еще и экологичность.
«Для столь сложного процесса, как мониторинг шельфовых месторождений, наша технология сравнительно легка и бюджетна в эксплуатации. Сеть не нужно перестраивать, доставать и монтировать, она устанавливается один раз и служит долгое время», — говорит Сергей Тихоцкий.