Forovermodellering og inversjon av 3D og 4D CSEM-data basert på integralligningsmetoder

Abstract

Elektromagnetiske undersøkelser blir benyttet i letesammenheng for å skille mellom vann- og hydrokarbonfylte prospekt, og dermed øke sannsynligheten for å finne hydrokarboner. I forovermodellering, benyttes ulike integralligningsmetoder til beregning av det elektromagnetiske feltet i mottakere på havbunnen for en gitt konduktivitetsmodell og undersøkelsesgeometri. Born-approksimasjonen og statisk lokalisert ikke-lineær approksimasjon (SLN) er to tilnærminger av integralligningen. På grunn av sine lineære egenskaper, kan tilnærmingsmetodene benyttes til lineær inversjon av det elektromagnetiske feltet for å bestemme konduktivitetsverdier i en gitt reservoarmodell. I denne masteroppgaven undersøkes gyldigheten til de to metodene for et reservoar i produksjon, hvor SLN er forventet å bedre tilnærminger av EM-feltet over større konduktivitetskontraster mellom reservoaret og bakgrunnsmodellen, og for større reservoarvolum, sammenlignet med Born-approksimasjonen. Numeriske eksempler viser stabiliteten til SLN for store kontraster, men feltberegningene for reservoaret undersøkt gir store avvik mellom både Born- og SLN-tilnærmingen sammenlignet med den fulle integralløsningen. For å undersøke stabiliteten og kvaliteten til lineær inversjon av EM-feltet med tilnærmingsmetodene, utføres syntetiske eksperimenter med ulike typer støy og modellfeil. På grunn av lave frekvenser i EM-målinger, vil oppløsningen i den inverterte modellen være lav, inversjonsresultatene klarer ikke å gjengi den korrekte vannfronten med støy tilstede i dataene. Inversjon av SLN-genererte data ved Born metoden, gir gode inversjonsresultater av 4D-anoamlier, men for feltmålinger i et gitt tidspunkt er de estimerte modellparametrene ubrukelig. Med hensyn til repeterbarhet i undersøkelsene, viser de syntetiske eksperimentene å gi ustabile inversjonsresultat dersom det er feil i mottakerposisjonene til de repeterte undersøkelsene relativ basis målingene. Det anbefales derfor faste mottakerinstallasjoner for å kunne bruke 4D-CSEM til reservoarovervåking. Målinger over tette tidsintervall gir også bedre inversjonsresultat for SLN-genererte data, på grunn av små volum- og kontrastendringer i 4D-anomalien.