Seismisch von unten

(Bild mit freundlicher Genehmigung von SBGS)

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Seabed Geosolutions Ocean Bottom Seismic und Manta OBN

Die Erfassung seismischer Daten mit Hilfe von Knoten auf dem Meeresboden, Ocean Bottom Seismic (OBS) und deren Verwendung in Tiefwasser mit OBN (Ocean Bottom Nodes) hat in den letzten Jahren aufgrund erheblicher Kosteneinsparungen aufgrund von Innovationen in Technologie und Betriebskonzepte. Claudio Paschoa, Korrespondent von Marine Technology Reporter in Brasilien, sprach mit Stephan Midenet, CEO von Seabed Geosolutions, über OBS-Technologie im Allgemeinen und OBN-Operationen in Brasilien.

Ozean seismische (OBS) Technologie
Seit dem Zweiten Weltkrieg gibt es OBS-Technologie für akademische Anwendungen. Der erste Einsatz der Technologie durch die Ölindustrie fand Ende der 1990er Jahre statt, als OBS-Einheiten eingesetzt wurden, um lange Offset-Refraktionsdaten für eine verbesserte Geschwindigkeitsabbildung westlich der Shetlandinseln aufzunehmen. Eine der ersten kommerziellen Reflektions-OBS-Untersuchungen wurde 2003/04 von Seabird Exploration für Pemex über das Feld Canterel / Sihil vor Mexiko durchgeführt. Die für diese Umfrage verwendete Node-Technologie wurde in Norwegen nach bahnbrechenden Forschungen von Statoil (vor kurzem in Equinor umbenannt) mit ihrem SUMIC (SUbsea seismIC) Vier-Komponenten-Kabelsystem am Meeresboden entwickelt.

"Seit vielen Jahren ist die überlegene Qualität von OBS-Daten über Schleppdaten, sogar über breite Azimut-Streamer-Daten, in der Öl- und Gasindustrie weit verbreitet. Mit dem Aufkommen von Knoten der "dritten Generation" - sowohl leichter als auch kleiner, als auch mit niedrigeren Kosten - und verbesserten Knotenbereitstellungs- und -wiederherstellungsraten wurden die Kosten für die Erfassung von OBS-Daten mit vollem Azimut / langem Offset deutlich reduziert. Wenn man auch simultane Quellen in die Gleichung einbezieht, fallen diese Kosten sogar noch weiter, und zwar in dem Maße, wie OBS für die Exploration und nicht wie bisher für die Bewertung und Entwicklung eingesetzt wird ", sagte Midenet.

Zusätzlich zu den Kostensenkungen haben andere Faktoren zu diesem Fortschritt beigetragen: seine überlegene Wellenfeldabtastfähigkeit - sehr lange Offsets, vollständige Azimutabtastung und niedriges Signal-Rausch-Verhältnis; minimale Auswirkungen auf die Probenahme in Gebieten, die durch Offshore-Plattformen und Ingenieurbauwerke, die unter Wasser liegen oder im Meeresboden installiert sind, blockiert sind. Von grundlegender Bedeutung sind auch die OBS-Aktivitäten, die sich durch eine relativ geringe Umweltbelastung auszeichnen. Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass die Nachfrage nach OBN-Projekten in Tiefseegebieten während der jüngsten Ölpreiskrise anstieg, da sie im Vergleich zu seismischen Akquisitionsprojekten, die Streamer verwenden, niedrigere Kosten hatten.

"Die bessere Physik der OBS-Erfassung - stationäre Empfänger in der lärmarmeren Umgebung des Meeresbodens platziert, keine Grenzen für die Offsets und Azimute zwischen den seismischen Quellen und den Meeresboden-Empfängern, 4-Komponenten- (4-C) Sensoren - ergibt bessere seismische Datenqualität, die mit abgeschleppten Streamern erreicht werden kann ", sagte Midenet. "Die mit Geophonen und Hydrophonen erfassten Daten zum Meeresboden, die erstmals in den 1950er Jahren beschrieben wurden, waren die ursprüngliche marinen Breitbandakquisitionstechnik und wurden in den 1980er Jahren intensiv genutzt, da sie bereits seit mehr als 20 Jahren abgeschleppt wurden. Die Kombination von Vektor- (Geophon) und Skalar (Hydrophon) Sensoren ermöglicht es, die nach unten gerichtete Reflexion von der Meeresoberfläche, bekannt als Meeresoberflächen-Geist, zu entfernen und somit breitere Frequenzdaten bei beiden niedrigen Frequenzen zu liefern - wichtig für seismische Inversion und voll Waveform Inversion (FWI) - und hohe Frequenzen - notwendig für eine verbesserte Auflösung. "

OBC vs OBN
Der grundlegende Unterschied zwischen Ocean Bottom Cable (OBC) und Ocean Bottom Node (OBN) besteht darin, dass die traditionellen Ursachen für technische Ausfallzeiten bei OBC-Terminierungen, Steckverbindern, Stromverteilung und Datentelemetrie bei der Entwicklung des Knotens für eine Batterie eliminiert wurden 4-Kanal-Flash-Speicher autonome seismische Datenerfassungseinheit. Die Beseitigung des Bedarfs an Energieverteilung und Datentelemetrie ermöglicht eine völlige Freiheit in dem Abstand zwischen Empfängern und die Verbesserung der Zuverlässigkeit, die sich aus dem Entfernen von Verbindern und Anschlüssen ergibt, und erlaubt es auch, dass viel mehr Empfängerstationen eingesetzt werden können. Diese beiden Elemente haben die Betriebsleistung von OBN im Vergleich zu OBC grundlegend verbessert, was wiederum OBS-Daten wesentlich kostengünstiger gemacht hat.

Manta OBN
"Das Hauptziel bei der Entwicklung unserer Ocean-Bottom-Node-Technologie der nächsten Generation war die Bereitstellung eines kleineren, kostengünstigeren Knotens, der seismische Daten höchster Qualität liefert und gleichzeitig eine breitere Akzeptanz in der Industrie ermöglicht", sagte Midenet. "Das kleinere Volumen und das geringere Gewicht der Knoten der dritten Generation ermöglichen eine viel schnellere Knotenbereitstellung und -wiederherstellung. Dies wiederum bedeutet, dass wir simultane Quellen verwenden können, um die für eine bestimmte Umfrage benötigte Aufnahmedauer um 50% oder mehr zu reduzieren, wodurch die Erhebungskosten erheblich gesenkt werden. Weitere Verbesserungen bei der Effizienz bei der Knotenbearbeitung durch Automatisierung werden die Verwendung von immer mehr Quellen ermöglichen und die Kosten so weit senken, dass OBN für die Exploration sowie die Beurteilungs- und Entwicklungsziele verwendet wird. "

OBN in Brasilien
Historisch betrachtet waren die OBN-Kosten höher als die Anschaffung eines Schleppzuges mit schmalem Azimut (NAZ), aber die verbesserten Kosteneffizienzen, die von Knoten der dritten Generation, verbesserter Knotenhandhabung und Einsatz / Wiederherstellung und simultanen Quellen herrühren, reduzierten die Kosten für den vollen Azimut-Langzeit-OBN weisen darauf hin, dass sie mit den Kosten für gezogene Streamer mit breitem Azimut (WAZ) sehr vergleichbar sind. "Unter Berücksichtigung der Umweltrestriktionen vor der Küste Brasiliens in Bezug auf die Verwendung seismischer Quellen bietet OBN eine einzigartige Lösung für die vollständigen Azimutdaten, die für die Datenqualität erforderlich sind, die für die Entwicklung der Vorseeservoirs vor Brasilien benötigt wird", sagte Midenet. "Drei OBN-Erhebungen wurden vor der Küste Brasiliens durchgeführt, und zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Berichts wird ein Viertel fertiggestellt, damit das fünfte Projekt beginnen kann." Weltweit gibt es seit 2005 mehr als 360 OBN-Erhebungen (Quelle: Rystad Energy Research and Analysis , Juni 2018).

"Um die Effizienz der OBN-Umfrage zu verbessern und die Kosten zu senken, wurden weltweit mehrere Befragungen mit simultanen Quellen durchgeführt. Damit dies im Offshore-Bereich geschehen kann, wird Brasilien entweder eine Änderung der derzeitigen Umweltbelange in Bezug auf die Nähe seismischer Quellen oder die Nutzung alternativer Energiequellen erfordern ", sagte Midenet. "In letzter Zeit gab es zwar einige vielversprechende Entwicklungen auf diesem Gebiet, diese sind jedoch bei weitem noch nicht operationell bewiesen, und das Ziel, die OBN-Kosten zu reduzieren, um eine breitere Anwendung und Akzeptanz zu fördern, wird einige Zeit dauern, es sei denn, die Umweltprobleme können angegangen werden. Die Kosten pro Quadratkilometer für einen gleichwertigen Betrieb im Jahr 2018 betragen ungefähr 40-45 Prozent von dem, was es vor fünf Jahren war. Sowohl im Jahr 2019 als auch darüber hinaus sehen wir eine anhaltende Nachfrage nach zukünftigen Projekten. Das erste, was uns unsere brasilianischen Kunden sagen, ist, dass die Qualität der OBN-Daten, die wir für sie erworben haben, hervorragend ist. Sie waren auch sehr positiv über die operative Leistung der Besatzungen, die unter den schwierigsten Wetterbedingungen vor der Küste Brasiliens operieren. "

OBN-Automatisierung
Seabed Geosolutions erhöht kontinuierlich den Automatisierungsgrad in allen Arbeitsbereichen, um die HSE-Belastung zu reduzieren und sowohl die Betriebsleistung als auch die geophysikalische Datenqualität zu verbessern. "Wir haben mit Partnern an der Entwicklung eines autonomen OBN-Systems namens SpiceRack gearbeitet. Die Ergebnisse eines 20-Fahrzeug-Tests, der 2017 durchgeführt wurde, wurden auf der SEG-Jahrestagung 2017 in Houston präsentiert. Das Betriebsmodell für Flach- und Tiefenwasser nutzt die gleiche Technologie und Methodik, so dass wir davon ausgehen, dass wir diese Technologie bereits kurz nach Abschluss des Flachwassertests in einem Tiefwassertest testen können ", so Midenet.

NOAW Technologie
"Node-on-A-Wire (NOAW) ist eine automatisierte Technologie für den Einsatz von Knoten in Wassertiefen von weniger als 700-1.000 m. Historisch wurde in solchen Wassertiefen die OBC-Technologie mit dichten Empfängerabständen - 25m / 50m - eingesetzt. Das NOAW-System von Seabed Geosolutions wurde entwickelt, um solche dichten Empfängerkonfigurationen schnell zu implementieren und gleichzeitig die HSE-Exposition und das Risiko zu minimieren ", sagte Midenet. "Es handelt sich um ein vollcontainerisiertes System, das wir in wenigen Tagen in einem entsprechend ausgestatteten Schiff der Möglichkeiten installieren können, wodurch die Mobilisierungs- / Demobilisierungskosten reduziert werden. Für mögliche Anwendungen im Offshore-Bereich Brasiliens, wo in der Vergangenheit solch dichte Empfänger-OBC-Erhebungen durchgeführt wurden, würden wir die relative Effizienz, die wir mit ferngesteuerten Fahrzeugen (ROV) erreichen können, aufgrund der Herausforderungen beim Betrieb von NOAW-Lösungen in solchen tiefen Gewässern in Betracht ziehen. vor allem angesichts der hohen Positionsanforderungen für 4D-Umfragen. "

Mit der anhaltenden Belebung des Öl- und Gasmarktes in Brasilien, die zum Teil auf erhöhte Offshore-Ausschreibungen, insbesondere auf vielversprechende Vorsalzlagerstätten, und den jüngsten Anstieg der Ölpreise zurückzuführen ist, wird es folglich zu einem Anstieg der seismischen Anschaffungen entlang der langen brasilianischen Küste kommen . National Operator, Petrobras, investiert bereits in die Wiedergewinnung von seismischen Daten in den Vor-Salz-Bereichen des heranreifenden Campos-Beckens, das fast ausschließlich durch Post-Salz-Reservoirs entwickelt wurde. Petrobras und andere wichtige Akteure entwickeln auch große Tiefenwasserreservoire wie Libra, Carcará und Sapinhoá, wo die OBN-Technologie sowohl für die Bewertung von Lagerstätten als auch für die Exploration und die Feinabstimmung der Produktionsentwicklung genutzt werden kann.

Seabed Geosolutions wurde im Jahr 2013 als Joint Venture zwischen Fugro (60%) und CGG (40%) gegründet und vereinigte Fugros Kompetenz im Bereich der Meeresbodenknoten mit der Betriebserfahrung von CGG in Bezug auf Meeresbodenkabel, Knoten und Übergangszonen. Mit Hauptsitz in Leidschendam in den Niederlanden und Niederlassungen in Houston, Dubai, Massy und Kuala Lumpur hat Seabed Geosolutions seit 2005 mehr als 38.000 km2 3D-Daten des Ozeanbodens gewonnen.