Wprowadzenie sekwencji stratygraficznych (zones) i ich wewn trzne warstwowanie (layers)

Transkrypt

1 1.1.8 Przedstawienie modeli uk adów sekwestracyjnych w Polsce (rejon GZW) i wskazanie stref oraz wybranych struktur o w asno ciach szczególnie korzystnych dla geologicznego sk adowania CO2 Przedmiotem zadania jest opracowanie modeli parametrycznych kolektorów i uszczelnie dla wytypowanych obszarów (struktur) w oparciu o u rednione warto ci parametrów petrologicznych, parametrów petrofizycznych z karota u i analiz laboratoryjnych (formaty Petrel/Gocad). Aby uzyska model przestrzenny w pierwszym etapie konieczne jest stworzenie modelu strukturalnego (structural modelling). W jego sk ad wchodzi: przestrzenny model dyslokacji (fault model) na obszarze bada, który umo liwia naniesienie zarysu pierwotnego gridu 3D obejmuj cego kolumny (pillars) rozci gni tego równolegle do przebiegu dyslokacji mi dzy powierzchni stropow i sp gow modelu mi dzy trzema powierzchniami szkieletowymi (skeleton) powi zanymi z przebiegiem uskoków za po rednictwem górnego, rodkowego i dolnego punktu kszta tuj cego. Procedura ta jest okre lana jako, tzw. pillar gridding. Utworzone komórki pillar gridu maj w p aszczy nie XY nieregularny kszta t determinowany przebiegiem dyslokacji i ca kowit dost pn przestrzeni modelowania. Kolejnym krokiem jest wprowadzenie do modelu tzw. horyzontów czyli granic geologicznych powsta ych z przekszta cenia tzw. powierzchni (surfaces), najcz ciej regularnych siatek interpolacyjnych, RSI (=gridów 2D), obliczonych w Petrelu lub Gocadzie na podstawie wyników interpretacji sejsmiki i/lub danych otworowych (well tops), b d importowanych w formie RSI obliczonych w programach Zmap+, CPS-3, IRAP, EarthVision. Pomi dzy, tak utworzone horyzonty mo na wprowadza kolejne granice sekwencji stratygraficznych (zones), np. obliczane metodami superpozycyjnymi przez odj cie modeli mi szo ci kolejnych warstw. W obr bie sekwencji mo na wprowadzi tak e sekwencje ni szego rz du (sub-zones). Finalny etap budowy osnowy stratygraficznej modelu stanowi wprowadzenie warstw (layers). Model uskokowy Model uskokowy Fault Model, w wi kszo ci programów dedykowanych do tworzenia modeli przestrzennych decyduje o formie osnowy stratygraficznej 3D, kszta tuj c szkielet modelu (skeleton) a tym samym Pillar grid. Nieci g o ci wchodz ce w sk ad modelu uskokowego mo na tworzy na podstawie interpretacji sejsmicznej uskoków lub importu uskoków wyinterpretowanych w programach SeisWorks czy Charisma lub Kingdom (w formacie tzw. Fault Sticks). Precyzyjne opracowanie modelu uskokowego decyduje w du ej stopniu o jako ci osnowy stratygraficznej. Drobne b dy, np w strefach kontaktu uskoków, wp ywaj na powstawanie czasami drastycznych artefaktów w szkielecie modelu i/lub w ukszta towaniu horyzontów ograniczaj cych sekwencje stratygraficzne modelu. Uskoki wchodz ce w sk ad modelu mog si krzy owa, dyslokacje ni szej rangi (stowarzyszone) mog wygasa na uskokach g ównych. Poszczególne uskoki sk adaj si z linii kszta tuj cych (Key pillars). W zale no ci od zadeklarowanego typu uskoku ka da linia kszta tuj ca mo e zawiera : 2-5 punktów kszta tuj cych w zale no ci od typu uskoku: Pionowy (Vertical 2 punkt, bez mo liwo ci zmiany nachylenia), Liniowy (Linear - 2 punkty - z mo liwo ci nachylenia powierzchni uskokowej) Listryczny (Listric 3 punkt - mo liwo ukszta towania wkl s ej lub wypuk ej 151

2 powierzchni) Zakrzywiony (Curved 5 - punktów, daje mo liwo dowolnego modelowania kszta tu powierzchni uskokowej) W procesie obliczania powierzchni uskokowej mo na te wykorzysta tzw. linie trendu, wyznaczone w kierunkach I, J lub arbitralnym, definiuj ce kierunki przebiegu siatki w pomi dzy dwoma uskokami lub na obrze ach grida3d. Model przestrzenny Przedstawiony model uskokowy kszta tuje wewn trzn budow modelu 3D. Dalszy etap jego horyzontalnego podzia u stanowi procedura tzw. pillar griddingu, - obliczenia 3 powierzchni szkieletowych (skeleton) sk adaj cych si z oczek o nieregularnym kszta cie, uwarunkowanych ukszta towaniem modelu uskokowego. Oczka trzech powierzchni szkieletowych s ukszta towane w taki sposób, mo na przez nie przeprowadzi zestaw pionowych komórek modelu (kolumnpillars) równolegle do dyslokacji buduj cych model uskokowy. W trakcie pillar griddingu nast puje zamiana wspó rz dnych geometrycznych (XYZ) na wspó rz dne stratygraficzne I,J, K, zrotowane wzgl dem pó nocy. Do podstawowych parametrów deklarowanych podczas obliczania gridu szkieletowego nale : okre lenia spacjowania horyzontalnego (I,J); okre lenie rotacji siatki wzgl dem pó nocy; okre lenie sposobu modelowania uskoku (linia ci g a lub amana); technika estymacji gridu szkieletowego (vector field lub local iteration); okre lenie sposobu roz o enia komórek pionowych wzd u uskoków, ilo uskoków i linii trendów; wykorzystanie poligonu ograniczaj cego; wyg adzenie modelu. Wprowadzenie sekwencji stratygraficznych (zones) i ich wewn trzne warstwowanie (layers) Po zako czeniu procedury modelowania uskoków i opracowaniu modelu szkieletowego nale y dokona pionowego podzia u gridu geologicznego na sekwencje stratygraficzne (zones). Podstawowy podzia na sekwencje jest wykonywany w wyniku wprowadzenia granic strukturalnych sekwencji (horizons) w wyniku zastosowania procedury Make horizons. Dane wej ciowe do opracowania modelu stanowi : Interpretowane linie sejsmiczne w formatach Charisma, IESX, Seisworks, GMA, Seismic Micro Technology, Petrel i in. Powierzchnie w formie regularnych siatek interpolacyjnych (gridy 2D), np. w formatach Zmap+, CPS-3, IRAP, EarthVision, i in. Stratygrafia w odwiertach (tzw. Well tops) Dane punktowe lub otworowe (np. cyfrowane kontury, dane otworowe, itp). Do modelowania poszczególnych horyzontów mo na stosowa do trzech uzupe niaj cych si zbiorów danych wej ciowych. Powsta e horyzonty mo na zdefiniowa jako powierzchnie: podstawow modelu (base) zgodn (conformable) erozyjna (erosional) nieci g a (discontinuos, górna granica jest niezgodno ci erozyjn, dolna k tow ) Obliczane modele horyzontów uwzgl dniaj obecno dyslokacji, pozwalaj c na modelowanie uskoków normalnych i odwróconych, a tak e uskoków synsedymentacyjnych i zawiasowych. 152

3 Program umo liwia elastyczne modelowanie ukszta towania strefy przyuskokowej i wielko ci zrzutów, zmiennej dla poszczególnych dyslokacji. Nawet w przypadku wykorzystania precyzyjnych regularnych modeli powierzchni strukturalnych, proces obliczania horyzontów ponownie oblicza map strukturaln Z wykorzystaniem algorytmu Convergent Gridder b d Minimum Curvature obliczana jest nieregularna, rozci ta uskokami siatka (Horizon). Ponowne przeliczanie oraz zamiana uk adu wspó rz dnych wp ywaj na os abienie precyzji modelu. B dy tego rodzaju mo na zredukowa poprzez ponowne dowi zanie modelu do danych wej ciowych (Well tops). W wyniku obliczenia horyzontów model zostaje podzielony na sekwencje stratygraficzne. Jego dalszej stratyfikacji mo na dokonywa wprowadzaj c w istniej ce sekwencj (zones) kolejne kompleksy stratygraficzne o mniejszej mi szo ci (sub-zones), z wykorzystaniem procedury make Zones. Kompleksy takie mo na wprowadza w obr bie istniej cej sekwencji (zone) np. wprowadzaj c modele izochorowe nad lub pod horyzont stanowi cy sp g lub strop sekwencji. Dodatkowo powsta e granice sekwencji ni szego rz du mo na dowi za do danych punktowych (np. mi szo ci pomierzonej w odwiertach). Procedur make zones mo na wprowadzi nast puj ce rodzaje sekwencji: Constant o sta ej mi szo ci; Isochore model mi szo ci (grid 2D); Conformable na podstawie danych punktowych generowany jest strukturalny grid 2D powierzchni stropu (sp gu) kompleksu ni szej rangi; Percentage mi szo kompleksu jest deklarowana jako procent ca kowitej mi szo ci sekwencji; Rest w przypadku wprowadzenia kilku kompleksow ni szego rz du, pozosta a resztkowa cz pierwotnej sekwencji stanowi sekwencj resztkow ; Wprowadzanie sekwencji ni szego rz du odbywa si w kierunku od stropu do sp gu lub odwrotnie. Dla sekwencji ograniczonych powierzchniami niezgodno ci mo na zadeklarowa procedur rekonstrukcji sp gu lub zerodowanej cz ci warstwy. Stropy i spagi utworzonych sekwencji mo na finalnie dowi za do otworów za pomoc procedury well adjustment. Procedura umo liwia rownie korekt obj to ci powsta ych kompleksów ni szego rz du. Dla procedur Make horizons i Make zones istnieje mo liwo obliczenia wspó czynnika ryzyka (uncertinity). Warstwowanie (Layering) Ostatni etap opracowania osnowy stratygraficznej stanowi uwarstwienie powsta ych sekwencji stratygraficznych (Fig _3). Warstwy w modelu mo na wyznaczy w sposób: proporcjonalny (proportional layering) wyznaczaj c sta ilo warstw w ca ej sekwencji (zone) równolegle do stropu sekwencji, zachowuj c sta mi szo warstw (Proportional) równolegle do sp gu sekwencji, zachowuj c sta mi szo warstw stosuj c warstwowanie u amkowe (wyznaczaj c sta proporcj poszczegolnych warstw wzgl dem mi szo ci ca ej sekwencji stratygraficznej. Mi szo warstw (layers) zawsze stanowi kompromis pomi dzy rozdzielczo ci oraz ilo ci danych wej ciowych, a rozdzielczo ci modelu i jego ca kowit kubatur. Mi szo warstw w poszczególnych sekwencjach mo na ró nicowa, bior c pod uwag mi szo sekwencji, a tak e jej znaczenie dla poszukiwa naftowych czy procesu zat aczania dwutlenku w gla. By unikn nadmiernego rozcz onkowania modelu mo na zadeklarowa minimaln mi szo rekonstruowanych sekwencji (zones) i warstw (layers). Standardowo warto minimalna wynosi 1m. 153

4 Model danych w otworach (Upscaling/Well model) Pierwszy etap przekszta cania osnowy strukturalnej w model litologiczno zbiornikowy stanowi utworzenie tzw. modelu otworowego czy inaczej upscaling danych otworowych do postaci komorek [cells] rozlokowanych wzd u trajektorii wierce. W p aszczy nie pionowej ilo komórek modelu otworowego jest uzale niona od g sto ci warstwowania (layering) poszczególnych sekwencji (sequences, zones) stratygraficznych modelu 3D. Dane wykorzystywane do stworzenia modelu otworowego obejmuj ci g e krzywe geofizyczne, nieregularnie rozmieszczone w profilu otworu dane laboratoryjne, a tak e dane dyskretne, takie jak zakodowana cyfrowo litologia, zmienno facjalna czy stratygrafia. Importowane do modelu dane maj posta krzywych geofizycznych (format las lub lis ) b d odpowiednio formatowanych plików tekstowych ASCII. Standardowe procedury upscaling u obejmuj szereg technik u redniania. Do najprostszych, cz sto stosowanych technik u redniania nale y metoda redniej arytmetycznej. Jest wykorzystywana szczególnie do przetwarzania zbiorów danych o du ej liczebno ci, wykazuj cych ci g zmienno, takich jak np. zailenie czy porowato, a znacznie rzadziej przepuszczalno. Finalnym efektem jest model strukturalno-parametryczny (litologiczny). W naszym przypadku jest to model uk adu sekwestracyjnego warstw d bowieckich i pod o a dla rejonu po udniowej cz ci GZW (Rys ; Maciej Tomaszczyk PIG-PIB). Rys Mapa stropu warstw d bowieckich w po udniowej cz ci GZW (dziury oznaczaj brak tego wydzielenia litostratygraficznego) 154

5 Rys Mapa sp gu warstw d bowieckich w po udniowej cz ci GZW. Rys Uk ad sekwestracyjny warstw d bowieckich w po udniowej cz ci GZW. 155