Sejsmika 4D - najefektywniejsze narzędzie monitorowania i weryfikacji w zadaniach sekwestracji CO2

W pracy przedstawiono podstawowe założenia i definicje charakteryzujące metodykę sejsmiki 4D. Zaprezentowano również, na podstawie bibliografii światowej, liczne przykłady zastosowania tej technologii do rozwiązywania skomplikowanych zadań geologicznych, szczególnie w zakresie dokładnego opisu obiektów złożowych, jak też w zakresie inżynierii złożowej oraz optymalnego zagospodarowania, eksploatacji i sczerpania złóż węglowodorów. Opisano podstawowe procedury i ich sekwencje, umożliwiające interpretację danych sejsmicznych, w sensie własności fizycznych i parametrów zbiornikowych oraz petrofizycznych. Wypunktowano najważniejszą rolę sejsmiki 4D w zakresie eksploatacji złóż, a mianowicie przedstawienia dynamicznego modelu złoża, z możliwością wiarygodnej ekstrapolacji parametrów w czasie i przestrzeni. Sejsmika 4D stanowi też podstawowe źródło informacji wejściowej dla procedur symulacji złożowej (np. typu Eclipse) i - co może jeszcze ważniejsze - pozwala weryfikować wyniki tychże symulacji. Ponadto przedstawiono rolę sejsmiki 4D w scenariuszu sekwestracji dwutlenku węgla. Ostatnio pojawiła się jeszcze jedna domena zastosowań tej technologii - do obserwowania różnic w ośrodku geologicznym wywołanych przede wszystkim ingerencją człowieka. Jest to zastosowanie sejsmiki 4D do obserwowania zmian w ośrodku geologicznym, zachodzących na skutek wyboru pewnych formacji jako składowiska ditlenku węgla. Wzajemna reakcja: ośrodek geologiczny - ditlenek węgla, w pewnym stopniu jest rozpoznany w ramach przemysłowych, wtórnych metod eksploatacji węglowodorów. Jednakże typowe podziemne magazynowanie CO2, a więc zatłaczanie, rozprzestrzenianie się w ośrodku i - co najważniejsze - przeciwdziałanie ewentualnym ucieczkom, stawia przed sejsmiką 4D jako metodyką monitorowania składowisk gazów "cieplarnianych" nowe, nieco różne od już rozpoznanych w eksploatacji węglowodorów wyzwania, których zakres i skala w znacznym stopniu jest jeszcze wielką niewiadomą. Jest to dziedzina, w którą człowiek dopiero wkracza. Zaprezentowano również propozycję, z konieczności bardzo ogólną, projektu sejsmiki 4D dla modelowego ośrodka geologicznego z określoną do składowania CO2 formacją, wykorzystując w tworzeniu modelu informacje geologiczno-geofizyczne, zebrane i opracowane w pierwszej fazie projektu "Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania CO2 wraz z programem ich monitorowania".

---

The desired characteristics of a reservoir for the long-term storage of CO2 [Melzer and Davis, 2010] are large capacity, sufficient injectivity, and zonal confinement. In addition, the target reservoir should have adequate depth for the CO2 to remain in the dense phase (about 1500 m) be minimally faulted, fractured or folded, and be laterally harmonious. CO2 can be stored in oil and gas reservoirs (active or depleted) deep saline aquifers unminable coals beds, or salt caverns. One of the most important goals of CO2 monitoring is the correct estimation of the mass of in situ stored CO2. The problem to resolve is very difficult due to uncertainties on both - data and model parameters. Those uncertainties can be reduced by application the relation between density, porosity and seismic compressional and shear waves velocities, as well as dependency of seismic impedance and saturation. Carbon, Capture and Storage it isn't only problem of technology; it is very heavy societal problem. From one side, energy consumption defines standard and comfort of our life. From other side we are obliged to find solutions which allows us to secure of safety future for next generation. In this moment we come back to technology - the main objective of presented publication.