在过去几年里,勘探与生产公司加大勘探项目的投入,开发需要更先进地震采集技术的页岩区块。勘探与生产公司和地球物理服务提供商在勘探马塞勒斯页岩等非常规油气藏勘探时面临储多操作和环境挑战。在许多情况下,使用传统的有线系统是不切实际的。
当地居民和政府官员普遍关注勘探项目对环境的影响。为了满足该地区严谨的准入制度,必须制定符合环保要求的确实可靠的解决方案。因此,最好使用无线采集系统,以避免在城市化或环境敏感地区部署重型电缆所带来的影响和风险。此外,无线系统为勘测设计提供了完全的灵活性,以便获得尽可能多的地下成像覆盖范围。
对地表进行适当采样后,可使用单分量地震检波器对地下地层和特征进行成像。然而,具有相同采样率的多分量传感器可以提供更多信息,更好地表征地表下的岩石特性。勘探与生产必须依靠经验丰富的承包商,并使用先进技术获取高分辨率、多分量数据,以提高页岩成像效果。详细信息将帮助地震队更好地了解深埋 油气的位置,并提高成功钻探产气井的概率。
2012年,Tesla Exploration Ltd.的全资子公司Tesla Exploration, Inc. 签下西弗吉尼亚州北部阿勒格尼山脉附近的3D/3C无线采集项目。勘探区域周围是茂密的阔叶林、陡峭的山谷和连绵起伏的丘陵,对健康、安全和环境(HSE)构成了重大挑战。在这个区域使用有线记录系统进行野外作业的的可能性非常低,甚至几乎不可能。再者,对于经验丰富的地震队队员而言,在茂密的灌木丛和高地上部署设备即烦琐又危险。认识到即将要面临的困难,Tesla选择了英洛瓦的自主式节点技术Hawk,希望利用灵活、简便的系统进行更安全、更有效的勘探。
使用自主式节点时,承包商非常关心其野外采集站是否能正常工作,以及在放炮过程中是否能记录高质量的数据。为了缓解这一担忧,Tesla希望地震队能够通过搭乘直升机、车辆或步行的方式在野外采集站进行无线质量控制。此外,80英尺高的茂密树冠可能会干扰地面站的无线质控数据传输和GPS信号接收。克服这些障碍非常重要,因此Tesla需要采用具有远程无线技术和先进质量控制工具的采集系统来监控其野外设备。
对Hawk系统进行首样验证后,Tesla购买了10,000个Hawk采集站(共30000道),为其即将开展的项目配置三个模拟通道和数字VectorSeis 3C传感器接口。第一个项目,位于西弗吉尼亚州阿勒格尼附近,方圆80平方英里,布设了10,000个Hawk采集站中的7200个。与有线采集系统相比,由于Hawk轻型的框架,地震队能够在树木茂密的阿勒格尼地区更高效地运输采集站和电池。VectorSeis多分量数字传感器的使用进一步减轻了采集站的重量。
除了传统的3D/3C勘探施工外,Tesla还需要记录项目中几个井下阵列的数据。井下阵列包含各种模拟传感器阵列。Hawk的通道灵活性使Tesla能够使用相同的采集系统记录3D勘探施工中的数字传感器和井下阵列模拟传感器的数据,从而极大地简化了野外作业过程。部署了大约225个Hawk采集站来记录地下三分量模拟检波器的数据,并使用VectorSeis传感器记录地面3D程序。然后,将井下阵列数据用于速度表征,为即将在项目区进行的微震监测提供参数支持。
此外,TESLA还购买了两辆为此次勘探专门配置的独立拖车。40英尺拖车用作数据下载和电池充电基础设施,而较小的20英尺拖车用作Hawk中央和质控站计算机。Hawk的直观软件具备齐全功能,支持图形显示,用于排列管理、报告生成和地球物理勘探质量控制,以确保采取高质量数据。地震队在这些设施中转录数据,配置Hawk野外采集站进行电池部署和再充电。由于勘探地点位处茂密的树冠中,地震队用直升机运送Hawk采集站、电池和传感器,以加快运达接收点的速度。通过利用Hawk的灵活架构和部署功能,地震队可徒步到达每个标记位点,并快速连接Hawk采集站和VectorSeis传感器。即使在茂密的树冠中,这些采集站在部署后几分钟内就获得了一致的GPS锁定,并且每天均由采集站质控部进行验证。
该无线采集项目在北美最具挑战性的地形之一进行。地震队在阿勒格尼森林最茂密的林区部署了Hawk野外采集站。英洛瓦的节点系统通过无线方式获取QC信息,不仅在地面,而且在直升机上,这很快缓解了我们对盲法记录的担忧。Hawk系统操作灵活,无线设计,是该项目的理想选择。
Gerard Clinton,Tesla Exploration Inc.(Tesla子公司)第6地震队队长
Hawk stations were swiftly deployed with VectorSeis digital sensors throughout the survey's wooded areas.
3D/3C项目AlleghenySCAN覆盖9,330个震源点和8,611个接收点。接收器距离震源点300英尺,距离震源线900英尺。震源点由沿道铺设的80%炸药和20%可控震源车队合激发。
这是Tesla Exploration第一个使用Hawk系统的大规模生产项目。尽管存在地形和后勤方面的挑战,地震队仍以高度一致性和效率管理项目运作(图1)。采集站在38天内完成布设,平均每天有4个地震队轮流布设和回收采集站。所有震源点都是在38天内获取的,平均每天有8名爆破工程人员和2支可控震源车队往震源点填充炸药。从野外回收最后一个采集站两天后完成项目最终数据下载。
为了获得可视化排列,地震队通过搭乘直升机使用Connex野外数据收集器执行常规Hawk采集站质控部操作。Tesla检查了野外采集站的硬件状态,包括内存使用情况、电池电压、传感器操作和GPS性能等。飞行员在200-250英尺的高度以50-60海里/小时的速度飞行,以最大限度地提高直升机的燃油效率。在通行期间,对航线上约80%的采集站进行质量控制。为了获取其余采集站的质控数据,飞行员在航线的较低高度以较慢的速度进行了第二次飞行。这些二级站通常位于树木最茂密、对无线传输影响最大的区域。
Tesla地震队使用Hawk系统攻克了阿勒格尼的地形挑战,顺利按时完成项目,未发生任何HSE事故。他们表示,Hawk的许多功能给他们留下了深刻印象,特别是它易于部署的架构。此外,Tesla还喜欢Hawk系统的转录软件、配置功能、快速数据下载功能以及在勘测图上直观显示转录的野外采集站的功能。Hawk系统先进的质量控制能力为在放炮过程中监控设备状态提供了保障。此外,该节点的坚固铝制外壳设计使其能在任何环境中经受野蛮装卸,是该项目的理想选择。Tesla在这次Hawk大规模部署和成功采集中获得了信心,Tesla地震队和设备将按计划直接转移到下一个项目基地。