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Silixa首席执行官预计二氧化碳封存热潮将为光纤技术创造巨大的机会
Silixa首席执行官格林·威廉姆斯(GlynnWilliams)介绍了光纤技术在二氧化碳封存的兴起中将会发挥的作用,以及该公司在致密储层开发领域的发展。
位于澳大利亚Otway的二氧化碳封存研究基地的井筒上进行永久性光纤电缆安装(资料来源:Silixa)
光纤技术是石油和天然气行业近年历史上最成功的技术之一。
安装在套管外部、油管内的一根光纤电缆可以在油井的整个生命周期内提供大量数据。它可以感知声波、温度的微小变化,并且最近被开发用于检测近井筒应变的变化。所有这些有助于或损害生产力的情况都是宝贵的线索。
但不到十年前,超薄玻璃电缆被认为是外来物的,只有少数首批采用者敢于将它们部署到井下。当然,目前传感技术已经成为全球作业者地下诊断计划的中流砥柱。
其中包括总部位于英国的Silixa公司。
Silixa成立于年,其创新技术提高了光纤测量的空间分辨率,并实现了对裂缝生长和生产的实时监测。去年,该公司为英国石油公司BP安装了世界上第一个海底分布式声学传感(DAS)系统,以便在墨西哥湾进行4D地震采集。
Silixa首席执行官格林·威廉姆斯(GlynnWilliams)在本次问答中分享了所有这些经验如何表明光纤在二氧化碳封存行业的兴起中发挥着重要作用-特别是在涉及安全和监管问题时。
他的职业背景包括在石油上游行业的数据采集领域工作了30多年。威廉姆斯还拥有威尔士大学的采矿工程学位,并且是SPE的成员。
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您认为碳封存行业将走向何方——拐点即将到来吗?
这消耗了我很多时间。
我们认为二氧化碳封存行业是一个巨大的机会,因为我们已经与该行业合作了很长一段时间。对于我们提供的解决方案类型,我们可以为每年存封的每吨二氧化碳提取大约有1美元的价值。当你看到国际能源局给出的预测时,它表明到年我们可能会存封超过75亿吨的二氧化碳,这涉及到76亿美元的价值。
如果我们要成功地确保所有这些,就会有其他参与者与我们并肩作战。但到目前为止,我们已经为17个二氧化碳封存场地提供服务,并早在年就已经存在了。
因此,我们与二氧化碳封存提供服务的环境业务部门有着良好的合作记录,并且我们看到在当前时期管道机会增加了两倍。我们认为,到年,特定业务部门将占我们整体渠道的40%。
如前所述,光纤早在年就被二氧化碳封存行业所采用,因此,它是一个经过验证的系统。
这里使用的传统技术包括单点压力和温度计。此外,无论是地面地震检波器阵列还是井下地震检波器阵列,它们都很难使用,因为它们体积庞大,您只能获得有限数量的通道。
我们认为,光纤系统将大大降低满足监控、测量和验证要求的成本。这是因为它是一个天生可靠的系统。井里只有这样的光纤,没有电子设备。使用我们的Carina传感系统,我们的信噪比比标准光纤系统高出倍。这意味着我们可以减小地震震源的尺寸和成本,这些地震震源是生成频繁的时延地下图像(时延地震)所必需的。
我们还与澳大利亚的合作伙伴一起进行了试点,这些合作伙伴已经开发了一个完全自动化的系统,包括地震震源。在这种情况下,我们不需要派遣人员到现场进行时延地震勘探(用于绘制地下CO2羽状前缘,并在项目评估阶段识别任何未知的断层。
我们认为,从监管的角度来看,这些测量将成为二氧化碳封存的主要要求之一。
这一切都是为了封存。一旦进入地面,二氧化碳会留在预期的区域吗?时延地震是发现它的一个非常强大的工具,它已经被使用了几十年。
光纤电缆沿具有交叉耦合电缆保护器的不锈钢套管安装(资料来源:Silixa)
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您能分享一下更多关于您在这里谈论的地震应用信息吗,还有其他的吗?
在二氧化碳封存领域中,我们利用主动地震以对储层区域进行成像,并更好地了解该区域的任何构造断层。然后在射孔过程中,我们使用被动地震,当我们听到微震事件时,这些事件将指示羽状前缘的运动和位置。它们还可能揭示这些运动何时沿着任何现有的断层发生。
我们还使用微震作为满足任何可能存在监管要求的手段。我们在加拿大北部正在开展一些项目,我们正是在这样做—只是在向地下注入液体时被动地监测微地震活动。
我们还可以使用相同的系统来观察CO2在注入井注入的位置。我们经常在石油和天然气作业中使用DAS进行注入分析,并且我们使用相同的技术来识别CO2在储层中的位置。
补充一点,二氧化碳封存领域的一个未知因素是,在停止注入CO2后,您还将需要监控储层区域多长时间。
据说,在加利福尼亚也许它可能长达0年。在我们看来,它至少需要几十年。
到目前为止,我们的光纤从年左右就被放置在里海,或者光纤系统已经被证明了20年的可靠性。
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转向上游,尤其是非常规行业。您如何总结光纤在我们在对致密储层理解上的差异,您能谈谈临时电缆部署的使用吗?
光纤对致密储层的理解产生了重大影响。这是一种你可以用来监测油井增产的方法,但当需要时,我们的Carina传感系统也可以进行远场、实时的裂缝监测和地震成像。我们实际上已能够看到非常清晰的地震测量数据,并可以准确地绘制出裂缝的高度。
光纤监测可以更好的认识产量从哪些产层而来,并且提供观察井不同成分的手段,有助于研究裂缝网络的作用。
在压裂作业期间,使用地震检波器也做了很多工作。这些仪器通常安装在地面,比安装光纤更耗时。但总的来说,它们能做的受限于它们能测量的数据。
可以永久安装光纤来监测压裂增产过程,并观察增产过程的进展。光纤还可以看到微地震事件是如何与裂缝的扩展直接相关的。同时,您可以测量压裂程序中的变化,并动态地做出决策。您有完整的数据集——没有其他技术提供如此数量的信息。
显然,Silixa在年是一个相当大的“搅局者(Disruptor)”,当时我们确定我们实际上可以通过在邻井下入临时测井电缆来测量高质量的井间应变和微震活动,而不是使用永久电缆。
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您对光纤井间应变测量的印象是?
引入我们的基于光纤传感的应变测量意味着一个巨大的飞跃。将光纤电缆永久或暂时地部署在邻井中,意味着操作人员可以在压裂过程中获得关于井内情况的非常精确和可靠的信息,因此可以优化压裂作业。
此外,基于这些测量,作业者可以优化井的间距。这些测量不能用任何其他仪器进行,甚至不能用地震检波器进行。此外,使用光纤,你可以测量微震事件的大小,因此您在井场实时获得的答案非常精确,并确保节省大量成本。
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最后,光纤技术将何去何从?
在定量流动测量方面仍有工作需要做,这需要开发新的安装方法,以便我们能够了解管柱中自由流动的传递函数,以及我们用光纤测量的是什么。但我认为,人们现在想要一个可以与产量直接相关的测量。
人们对低频测量也非常感兴趣,我们已经证明我们可以创建非常精细的空间应变测量。当我们以分布式格式查看隐含的压力转移效应时,我们可以使用这些来监控单个射孔簇甚至裂缝的产量。
这需要仔细的规划、良好的电缆安装、精心设计的测试方案和认真的数据分析。显然,光纤仍然可以提供更多的信息。它不仅仅是收集数据,还包括将数据转化为实际应用并量化变化的大小—这些变化可以是流动、应变、岩石位移等。