Published September 5, 2017 | Version v1
Publication Open

Modelling Orthorhombic Anisotropic Effects for Reservoir Fracture Characterization of a Naturally Fractured Tight Carbonate Reservoir, Onshore Texas, USA

Creators

  • 1. University of Ibadan
  • 2. Imperial College London
  • 3. Lynn University

Description

In this study we present a step-by-step theoretical modelling approach, using established seismic wave propagation theories in anisotropic media, to generate unique anisotropic reflection patterns observed from three-dimensional pure-mode pressure (3D-PP), full-azimuth and full-offset seismic reflection data acquired over a naturally fractured tight carbonate field, onshore Texas, USA. Our aim is to gain an insight into the internal structures of the carbonate reservoir responsible for the observed anisotropic reflection patterns. From the generated model we were able to establish that the observed field seismic reflection patterns indicate azimuthal anisotropy in the form of crack induced shear-wave splitting and variation in P-wave velocity with offset and azimuth. Amplitude variation with azimuth (AVAZ) analysis also confirmed multi-crack sets induced anisotropy which is characteristic of orthorhombic symmetry, evident as multiple bright and dim-amplitude azimuth directions as well as complete reversal of bright-amplitude to dim-amplitude azimuth direction as the angle of incidence increases from near (≤15°) to mid (≥30°) offsets. Finally, we fitted the generated P-wave velocity into an ellipse to determine the intensity and orientation (N26E) of the open crack set as well as the direction of the minimum in situ stress axis (N116E) within the reservoir. The derived information served as an aid for the design of horizontal well paths that would intercept open fractures and ensure production optimization of the carbonate reservoir, which was on production decline despite reservoir studies that indicate un-depleted reserves.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذه الدراسة، نقدم نهج نمذجة نظرية خطوة بخطوة، باستخدام نظريات انتشار الموجات الزلزالية الراسخة في الوسائط متباينة الخواص، لتوليد أنماط انعكاس متباينة الخواص فريدة من نوعها لوحظت من الضغط ثلاثي الأبعاد في الوضع النقي (3D - PP)، وبيانات الانعكاس الزلزالي الكامل للسمت والإزاحة الكاملة التي تم الحصول عليها عبر حقل كربونات ضيق مكسور بشكل طبيعي، على الشاطئ في تكساس، الولايات المتحدة الأمريكية. هدفنا هو الحصول على نظرة ثاقبة للهياكل الداخلية لخزان الكربونات المسؤول عن أنماط الانعكاس المتباين الخواص الملحوظة. من النموذج الذي تم إنشاؤه، تمكنا من إثبات أن أنماط الانعكاس الزلزالي الميدانية المرصودة تشير إلى تباين خواص سمتي في شكل تشقق موجة القص المستحثة والتباين في سرعة الموجة P مع الإزاحة والسمت. كما أكد تباين السعة مع تحليل السمت (AVAZ) وجود تباين خواص مستحث لمجموعات الشقوق المتعددة وهو سمة من سمات التماثل المعيني المستقيم، ويتضح ذلك في اتجاهات السمت المتعددة الساطعة وذات السعة الخافتة بالإضافة إلى الانعكاس الكامل لاتجاه السمت ذي السعة الساطعة إلى السمت ذي السعة الخافتة مع زيادة زاوية السقوط من إزاحة قريبة (≤15درجة) إلى متوسطة (≥30درجة). أخيرًا، قمنا بتركيب سرعة الموجة P المتولدة في القطع الناقص لتحديد شدة واتجاه (N26E) مجموعة الشقوق المفتوحة بالإضافة إلى اتجاه الحد الأدنى لمحور الإجهاد في الموقع (N116E) داخل الخزان. كانت المعلومات المشتقة بمثابة مساعدة لتصميم مسارات الآبار الأفقية التي من شأنها اعتراض الصدوع المفتوحة وضمان تحسين إنتاج خزان الكربونات، الذي كان في انخفاض الإنتاج على الرغم من دراسات الخزان التي تشير إلى احتياطيات غير مستنفدة.

Translated Description (French)

Dans cette étude, nous présentons une approche de modélisation théorique étape par étape, en utilisant des théories de propagation d'ondes sismiques établies dans des milieux anisotropes, pour générer des modèles de réflexion anisotropes uniques observés à partir de données de réflexion sismique en mode pur en trois dimensions (3D-PP), en azimut complet et en décalage complet acquises sur un champ de carbonate serré naturellement fracturé, à terre au Texas, aux États-Unis. Notre objectif est de mieux comprendre les structures internes du réservoir de carbonate responsables des schémas de réflexion anisotropes observés. À partir du modèle généré, nous avons pu établir que les modèles de réflexion sismique de champ observés indiquent une anisotropie azimutale sous la forme d'une séparation des ondes de cisaillement induite par une fissure et d'une variation de la vitesse de l'onde P avec décalage et azimut. L'analyse de la variation d'amplitude avec azimut (AVAZ) a également confirmé l'anisotropie induite par les ensembles multi-fissures qui est caractéristique de la symétrie orthorhombique, évidente sous forme de multiples directions azimutales lumineuses et d'amplitude faible ainsi que l'inversion complète de la direction azimutale d'amplitude lumineuse en direction azimutale d'amplitude faible à mesure que l'angle d'incidence augmente des décalages proches (≤15°) à moyens (≥30°). Enfin, nous avons ajusté la vitesse de l'onde P générée dans une ellipse pour déterminer l'intensité et l'orientation (N26E) de l'ensemble de fissures ouvertes ainsi que la direction de l'axe de contrainte minimale in situ (N116E) dans le réservoir. Les informations dérivées ont servi d'aide à la conception de chemins de puits horizontaux qui intercepteraient les fractures ouvertes et assureraient l'optimisation de la production du réservoir de carbonate, qui était en déclin de production malgré les études de réservoir qui indiquent des réserves non épuisées.

Translated Description (Spanish)

En este estudio presentamos un enfoque de modelado teórico paso a paso, utilizando teorías de propagación de ondas sísmicas establecidas en medios anisotrópicos, para generar patrones de reflexión anisotrópicos únicos observados a partir de datos de reflexión sísmica tridimensional de modo puro (3D-PP), acimut total y compensación total adquiridos sobre un campo de carbonato apretado fracturado naturalmente, en tierra firme en Texas, EE. UU. Nuestro objetivo es obtener una visión de las estructuras internas del depósito de carbonato responsable de los patrones de reflexión anisotrópicos observados. A partir del modelo generado, pudimos establecer que los patrones de reflexión sísmica de campo observados indican anisotropía azimutal en forma de división de ondas de corte inducida por grietas y variación en la velocidad de la onda P con desplazamiento y azimut. La variación de amplitud con análisis de azimut (AVAZ) también confirmó la anisotropía inducida por conjuntos de múltiples grietas, que es característica de la simetría ortorrómbica, evidente como múltiples direcciones de azimut de amplitud brillante y tenue, así como la inversión completa de la amplitud brillante a la dirección de azimut de amplitud tenue a medida que el ángulo de incidencia aumenta desde cerca (≤15°) hasta la mitad (≥30°). Finalmente, ajustamos la velocidad de la onda P generada en una elipse para determinar la intensidad y orientación (N26E) del conjunto de grietas abiertas, así como la dirección del eje de tensión mínima in situ (N116E) dentro del yacimiento. La información derivada sirvió como ayuda para el diseño de caminos horizontales de pozos que interceptarían fracturas abiertas y garantizarían la optimización de la producción del yacimiento de carbonato, que estaba en declive de producción a pesar de los estudios de yacimientos que indican reservas no agotadas.

Files

10.1007%2Fs00024-017-1620-0.pdf.pdf

Files (9.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e6e914a984d9b8fbc38c2859331ecce9
9.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نمذجة التأثيرات المتباينة الخواص المعينية لتوصيف كسر الخزان لخزان كربونات محكم الكسر بشكل طبيعي، تكساس البرية، الولايات المتحدة الأمريكية
Translated title (French)
Modelling Orthorhombic Anisotropic Effects for Reservoir Fracture Characterization of a Naturally Fractured Tight Carbonate Reservoir, Onshore Texas, États-Unis
Translated title (Spanish)
Modelado de efectos anisotrópicos ortorrómbicos para la caracterización de fracturas de yacimientos de un yacimiento de carbonato apretado fracturado naturalmente, en tierra, Texas, EE. UU.

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2752426009
DOI
10.1007/s00024-017-1620-0

Is supplement to
https://openalex.org/W4382397026 (Other)
https://openalex.org/W4377092059 (Other)
https://openalex.org/W4210670482 (Other)
https://openalex.org/W2142589930 (Other)
https://openalex.org/W2101694054 (Other)
https://openalex.org/W2089892213 (Other)
https://openalex.org/W2052920863 (Other)
https://openalex.org/W2031381920 (Other)
https://openalex.org/W1974556103 (Other)
https://openalex.org/W1903539199 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1577578516
  • https://openalex.org/W193583045
  • https://openalex.org/W1972204976
  • https://openalex.org/W1991623636
  • https://openalex.org/W1992943839
  • https://openalex.org/W1995233719
  • https://openalex.org/W1995706490
  • https://openalex.org/W2000839252
  • https://openalex.org/W2011306449
  • https://openalex.org/W2012627231
  • https://openalex.org/W2028011226
  • https://openalex.org/W2031981199
  • https://openalex.org/W2034027068
  • https://openalex.org/W2037384673
  • https://openalex.org/W2041253520
  • https://openalex.org/W2055838929
  • https://openalex.org/W2079102241
  • https://openalex.org/W2088359769
  • https://openalex.org/W2090459202
  • https://openalex.org/W2091409328
  • https://openalex.org/W2098274171
  • https://openalex.org/W2120124978
  • https://openalex.org/W2132241394
  • https://openalex.org/W2140092250
  • https://openalex.org/W2142769891
  • https://openalex.org/W2148180822
  • https://openalex.org/W2158087270
  • https://openalex.org/W2161051067
  • https://openalex.org/W2161294688
  • https://openalex.org/W2162279475
  • https://openalex.org/W2163035644
  • https://openalex.org/W2170832205
  • https://openalex.org/W2207953921
  • https://openalex.org/W2279829174
  • https://openalex.org/W2332702633
  • https://openalex.org/W2372158914
  • https://openalex.org/W4242376770
  • https://openalex.org/W653753427