用于AUV, ROV, USV的跟踪,导航,定位和通信传感器

案例研究:深水,自主地震数据收集

专题文章由Sonardyne

Sonardyne讨论了该公司与壳牌巴西公司、巴西石油公司和SENAI CIMATEC公司合作开发创新自主技术,旨在改善巴西深水盐下地区的4D地震数据收集。


Sonardyne

壳牌巴西公司与巴西国家石油公司、Sonardyne和巴西研究机构SENAI CIMATEC合作,将逐步改变巴西深水盐下地区的4D地震数据收集。

所面临的挑战

地震数据是海上油田开发活动的重要组成部分,特别是在支持积极的油藏管理和生产优化方面。在过去的几十年里,收集这些数据的技术有了巨大的发展;从在大型地震勘探活动中使用海洋拖缆,到现在常规使用遥控潜水器(ROV)部署海底节点(OBN),以实现盐下储层的高分辨率成像。

然而,为盐下储层成像收集地震数据仍然是一项繁重的工作。它需要大型、昂贵且排放碳的载人船只来部署和回收,通常需要数千个节点。例如,在巴西一个巨大的盐下油田进行为期10个月的活动时,一艘节点处理船可能会排放近1万吨CO₂。昂贵而复杂的作业可能意味着勘探频率的减少,包括那些收集所谓的时间推移或4D地震数据的工作,这是监测盐下储层所必需的。

壳牌和巴西国家石油公司找到我们,相信有一种更低成本、更可持续的方法来获取4D地震数据,以及海底沉降等其他参数,以帮助更好地监测油藏。他们还发现,这样做可以降低环境足迹,同时保证更多人的安全。

解决方案

在巴西国家石油、天然气和生物燃料局(ANP)推动的研发项目下,壳牌巴西公司、巴西国家石油公司和Sonardyne公司与SENAI CIMATEC公司共同开发了一种先进的地震数据采集系统。

其核心是按需海底节点(OD OBN)。这种半永久性海底系统用于获取高分辨率地震和海底沉降数据。

与传统的海底节点(OBN)一样,每个OD OBN包含三个地震检波器和一个水听器,一个数据记录系统,电池和一个高精度时钟。传感器探测到气枪源发出的压力波,通常由船拖着,这些压力波从储层周围的底层岩石层向上反射到海床。

与传统节点不同的是,这些OD obn可以留在海底3000米以下,收集地震数据长达5年。这大大降低了重复海底地震活动的成本,因为节点处理船被从作业中移除。它还减少了对环境和海洋生态系统的影响。

节点的激活、下沉事件警报的验证、内部时钟的校准和地震数据的收集将使用名为Flatfish的自主水下航行器(AUV)进行,该水下航行器是由壳牌巴西公司、巴西国家石油公司、SENAI CIMATEC和Saipem合作伙伴在ANP项目中开发的。

比目鱼将使用Sonardyne的第6代声学定位系统(6G)找到每个节点。我们的声学还将支持节点的数据遥测,用于健康检查、配置和声学时间同步。然后比目鱼会依次在每个节点上方盘旋。使用Sonardyne的高带宽和节能激光变型BlueComm光通信设备,它将在短短几分钟内无线收集许多千兆字节的地震数据。

这种改型使用两个快速调制激光器在超过5米的范围内同时产生双向通信。它针对峰值数据传输性能进行了优化,速度超过每秒600兆比特。这使得它非常适合从海底节点收集大量数据。

壳牌巴西分公司地下技术经理Jorge Lopez表示:“将OD OBN与Flatfish结合使用,可以以更简单的方式在盐下进行4D地震活动,降低运营成本,降低人类暴露风险,降低环境影响。”除此之外,这些节点还可以测量海底变形,并可以持续监测油田生产过程中可能发生的下沉事件。”

结果

在OD OBN项目的第一阶段,建造了8个功能齐全的原型节点。它们由两种不同的概念类型组成,由位于巴伊亚州萨尔瓦多的SENAI CIMATEC与Sonardyne Brasil共同设计和建造。

2021年,在巴西近海Sapinhoá盐下油田进行了地震数据记录的初步测试,并在意大利的里雅斯特浅水区进行了节点与Flatfish AUV之间的互操作性测试。

在接下来的18个月里,将进行密集的实验室和海上测试和演示计划,以确保OD OBN系统满足其运行要求。该项目将提高解决方案的成熟度,在盐下油田进行测试,使用OD OBN原型记录地震数据,并执行AUV通信和数据收集任务。

在项目的下一阶段,从2022年晚些时候开始,壳牌和巴西国家石油公司将签署一项新协议,生产600个节点,并将其部署在巴西盐下油田进行为期三年的储层监测。

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