Estudo do potencial da técnica de nanossísmica para o monitoramento de hidrofraturamento em reservatórios de hidrocarbonetos

Hydraulic fracturing is an operation in which pressurised fluid is injected in the geological formation surrounding the producing well to create new permeable paths for hydrocarbons. The injection of such fluids in the reservoir induces seismic events. The measurement of this reservoir stimulation can be made by location these induced microseismic events. However, microseismic monitoring is an expensive operation because the acquisition and data interpretation system using in this monitoring rely on high signal-to-noise ratios (SNR). In general, the sensors are deployed in a monitoring well near the treated well and can make a microseismic monitoring quite an expensive operation. In this dissertation we propose the application of a new method for recording and location of microseismic events called nanoseismic monitoring (Joswig, 2006). In this new method, a continuous recording is performed and the interpreter can separate events from noise using sonograms. This new method also allows the location of seismic sources even when P and S phases onsets are not clear like in situations of 0 dB SNR. The clear technical advantage of this new method is also economically advantageous since the sensors can potentially be installed on the surface rather than in observation well. In this dissertation field tests with controlled sources were made. In the first test small explosives using fire works at 28 m (slant distances) were detected yealding magnitudes between -2.4 ≤ ML ≤ -1.6.. In a second test, we monitored perforation shots in a producing oil field. In this second test, one perforation shot was located with slant distances of 861 m and magnitude 2.4 ML. Data from the tests allow us to say that the method has potential to be used in the oil industry to monitor hydrofracture

O fraturamento hidráulico consiste em injetar um fluido pressurizado na formação em volta do poço produtor a fim de criar novos caminhos para o hidrocarboneto fluir. A injeção de fluido em reservatório de hidrocarboneto durante o processo de fraturamento hidráulico induz eventos microssísmicos. Medir a eficiência dessa estimulação do reservatório pode ser feita, de forma indireta, identificando os locais afetados através da localização dos microssismos induzidos. Mas hoje, isso tem um custo elevado por que o sistema de aquisição e interpretação de dados no monitoramento sísmico só funciona bem em ambientes onde a razão sinal-ruído é consideravelmente alta, implicando na necessidade de acoplar sensores em poços de observação a uma mesma profundidade do fraturamento. Nesse trabalho, propomos a aplicação de um novo método de registro e localização de microssismos, o método nanossísmico (Joswig, 2006). O método consiste em um monitoramento contínuo no tempo, deixando o usuário distinguir ruídos e eventos sísmicos através da análise do conteúdo espectral do sinal. O programa de análise do método, HypoLine, permite a localização de eventos sem fases clara de onda P e S. Dessa forma, pode-se identificar e localizar eventos de razão sinal - ruído de até 0 dB. Essa é a principal vantagem do método. Sua aplicação para detectar microssismos induzidos por injeção de fluido pode trazer grande retorno financeiro, caso não se tenha mais a necessidade de acoplar sensores a uma mesma profundidade do fraturamento hidráulico. Neste trabalho, testes foram realizados, onde o tempo de origem do sinal e a localização da fonte eram conhecidos, a fim de conhecer a potencialidade do método para aplicação futura em monitoramento de fraturamentos hidráulico. Em um primeiro teste, fontes sísmicas (simuladas com fogos de artifícios) foram localizadas a 28 m do sensor e magnitude -2.4 ≤ ML ≤ -1.6. Em um segundo teste, um monitoramento de canhoneios em um poço de petróleo, fonte foi detectada e localizada a uma distância do sensor de 861m com magnitude de 2.4 ML. Dados obtidos nestes testes permite dizer que o método tem potencial para ser usado em monitoramento de hidrofraturas pela indústria do petróleo