Miljø og reservoargeofysikk

Mål: Emnet belyser hvordan geofysiske data kan samles inn og brukes til å studere væskesammensetning og andre reservoaregenskaper til sedimenter nær overflaten og i reservoarer dypere nede i jorden. Slik informasjon er viktig for å kunne forutsi omfanget av opptiningen av de sedimentære landområdene i Arktis og forstå de påfølgende konsekvensene for miljøet. Tilsvarende vil geofysiske målinger som gjentas med visse mellomrom kunne gi informasjon om trykkvariasjon og væskestrøm i dype reservoarer der det injiseres karbondioksid eller produseres hydrokarboner.

I kurset forklares de fysiske prinsippene og modellene som brukes for å analysere geofysiske data fra sedimenter nær overflaten fra overflatebølger, og fra dypere reservoarer ved bruk av refleksjonsseismikk. Videre introduseres metoder som baserer seg på elektromagnetisme og radarbølger som i kombinasjon med informasjon fra borehull (tetthet, akustiske data og resistivitet) kan gi mer og sikrere informasjon om reservoarforhold fra seismiske data.

Når kurset er gjennomført skal studenten forstå de grunnleggende prinsippene bak metodene som presenteres og være i stand til å diagnostisere og løse grunnleggende utfordringer med reservoar-karakterisering og overvåking, samt å kunne diskutere usikkerhetene i analysene.

Innhold: Emnet har en tematisk oppbygning og innleder med å introdusere de fundamentale egenskapene til sedimentære bergarter som influerer på reservoaregenskapene. Dernest introduseres de fysiske prinsippene som trengs for å avlede de geofysiske egenskapene til bergartene som seismiske, elektromagnetiske og geotermiske egenskaper. Deretter gjennomgås ulike bergartsfysiske teorier som kan brukes til å finne sammenhenger mellom reservoar egenskaper og ulike geofysiske parametere. I påfølgende modul går en gjennom grunnlaget for 1) geofysisk utforskning av grunne sedimenter spesielt ved bruk av overflatebølger, og 2) refleksjonsseismisk utforskning spesielt ved bruk av seismiske attributter beregnet fra hvordan refleksjonsamplituden endrer seg med økende avstand mellom kilde og mottager (amplitude versus offset). Til slutt kombineres bergartsfysikk og geofysiske data til å avlede reservoarforhold og videre hvordan geofysiske data samlet inn i ulike tidsrom (time lapse) kan brukes til å overvåke endringer som skjer i reservoaret over tid.

Studenten skal ved avslutta emne ha følgjande læringsutbyte definert i kunnskapar, ferdigheiter og generell kompetanse:

Kunnskap:

Studenten skal kunne:

• definere ulike geofysiske eigenskapar til ein bergart.
• diskutere ulike reservoareigenskapar til grunne sediment og djupare bergartar.
• gjennomgå de viktigaste prinsippa og modellane for å rekne ut dei geofysiske eigenskapane til ukonsoliderte og konsoliderte sediment.
• diskutere geofysiske effektar av frysing og tining av grunne sediment som følge av endringar i tilhøvet mellom vatn og is.
• gjennomgå prinsippa for innsamling og bruk av geofysiske data av grunne bergartar.
• diskutere geofysiske effektar knytt til djupare liggande reservoar som følge av endringar i samansetting av porevæske, porøsitet og trykk.
• vurdere ulike seismiske attributtar som karakteriserer korleis refleksjonsamplituden varierer med offset.
• diskutere metodar for å karakterisere reservoarforhold direkte frå geofysiske data.

Ferdigheiter:

Studenten skal kunne:

• bruke kjennskap til samansetting av ein sedimentær bergart til å rekne ut dei termiske, seismiske og elektromagnetiske eigenskapane.
• rekne ut seismiske effektar som følge av tining/frysing av grunne sedimenter.
• modellere seismiske data frå grunne bergartar for å karakterisere ulike signaturar frå overflatebølger.
• rekne ut korleis auka djupn og høgare temperatur vil endre eigenskapane til reservoaret og dei geofysiske parametrane.
• rekne ut effektar av endra reservoartilhøve på geofysiske eigenskapar.
• gjere enkel amplitude versus offset analyse og bruke dette i analyse av reservoar.
• konstruere bergartsfysiske avgjerdskart til bruk i kvantitativ seismisk tolking.

Generell kompetanse:

Studenten skal kunne:

• bruke presis terminologi for å diskutere ulike typar av geofysiske data og korleis dei kan målast.
• vurdere og diskutere strategiar for geofysisk overvaking av auka varmestraum i dei grunne sedimenta på land i Arktis og kva for konsekvensar dette kan ha for miljøet.
• vurdere og diskutere strategiar for betra reservoarkartlegging og kvantitativ seismisk tolking ved bruk av seismiske data.
• vurdere og diskutere strategiar for bruk av geofysiske data for overvaking av djupe reservoar der det vert injisert CO2 og det kan oppstå lekkasje.