油气地面变形监测
我们利用卫星 InSAR 监测油气作业中的地面运动——生产油气田、注入与储存场地,以及管道走廊。我们的工作跟踪地表对生产和注入的响应,支持资产完整性,并为健康、安全与监管报告提供独立记录。
InSAR 在何处增值
| 作业情形 | 卫星 InSAR 能提供什么 |
|---|---|
| 生产压降 | 探测油气藏压实与地表沉降 |
| 注入、强化采收或 CO2 封存 | 绘制地表抬升并将其与作业关联 |
| 地下储气与盐穴 | 留意完整性丧失的地表迹象 |
| 管道与设施走廊 | 筛查沉降、隆起、冻土和边坡风险 |
| 注入诱发地震 | 绘制注入周围的地表变形 |
油气藏与注入监测
生产和注入都会使地表移动。采出流体会使油气藏压实并使其上方地面下降,而注入——注水、强化采油、蒸汽吞吐、二氧化碳封存或流体处置——则可能使其抬升。卫星 InSAR 在整个油气田范围内测量这些微妙的抬升与沉降格局,提供一幅地表如何响应作业的连续图像。按一定间隔加以比较,这些图有助于将地表运动与注入和生产活动联系起来,并标示出值得关注的变化——全程无需野外仪器。
流体注入还可能与诱发地震相关联。由于 InSAR 绘制伴随地下压力和体积变化的地表变形,它有助于理解地面在注入作业周围何处以及如何变形。我们已发表的工作运用卫星 InSAR 结合贝叶斯建模,刻画了一个断裂系统及与注入相关的地震,说明地表测量如何为深部过程的解释提供依据。
地下储存与盐穴完整性监测
地下储气和盐穴是一种特殊情形,因为其控制过程可能很快。一旦水到达用于储存的盐层,盐会迅速溶解,由此造成的支撑丧失可能比生产油气田中缓慢的压实更快地表现为地表运动。卫星 InSAR 对储存场地及盐穴上方地面提供重复、大范围的覆盖,建立一份记录,帮助运营方留意完整性问题的地表特征,并为持续监测提供依据。多年存档意味着一处储存场地可以对照其往年的表现加以评估,而不仅仅从监测投入使用之日算起。
管道与设施的地面运动
管道和地面设施易受其下方地面运动的影响——沉降、隆起和固结会随时间对管线和地基产生应力,而在北方路线上,永久冻土融化还会引起季节性和长期运动。卫星 InSAR 从单一来源筛查长距离路线和大型设施的此类运动,在其演变为结构性隐患之前找出地面正在位移之处。在管道穿越陡峭或不稳定地形之处,与边坡相关的风险在滑坡监测与边坡稳定性中有更详细的讨论;我们已发表的对不列颠哥伦比亚省东北部管道滑坡灾害的区域评估,正是这类走廊筛查的一个实例。对于油田以外的管道和设施,请参阅我们的基础设施变形监测服务。
油气监测项目提供什么
监测项目提供覆盖整个油气田或走廊的速度图;每个测量点的位移时间序列,以便在具体的井场、盐穴或管段处读取抬升或沉降;在几何条件允许之处分解为垂直与水平分量;以及用于完整性和监管用途的解释性报告。我们根据环境匹配雷达波段——用 Sentinel-1 的 C 波段覆盖广阔油气田和长距离走廊,用德国 TerraSAR-X 和意大利 COSMO-SkyMed 的 X 波段获取设施细节,并在加拿大作业常见的植被和北方地区使用日本 ALOS-2 的 L 波段。成果以 GIS 图层形式提供,并随新采集数据的到来更新。
为何采用卫星 InSAR 服务油气行业
卫星 InSAR 无需派遣人员进入野外即可覆盖油气田、设施和走廊,其多年存档展示地表随时间(而非某一时刻)对作业的响应。它提供独立、可重复的记录,支持完整性管理以及健康、安全与环境报告。我们的小基线处理在北方作业典型的植被和偏远地面上保持测量可靠,且每个速率都附有各自的误差估计。我们的方法以发表于国际遥感期刊的同行评审研究为基础。GNSS 集成、独立验证和监管报告支持可应要求提供。油气是我们四项核心监测服务之一,另外三项为采矿、地面沉降和滑坡监测。
常见问题
InSAR 能区分油气田上的抬升与沉降吗?
能。它同时测量两者,因此可在整个油气田范围内绘制由注入引起的抬升和由生产引起的沉降,并随时间对照作业活动加以比较。
它能帮助研究注入与诱发地震吗?
InSAR 绘制伴随注入作业周围地下压力和体积变化的地表变形。它不直接测量地震,但该变形记录可为深部过程的解释提供支撑,正如我们已发表的对一个与注入相关的断裂系统的 InSAR 与贝叶斯建模所示。
为何盐穴与储存监测单独处理?
因为机理不同。盐遇水会迅速溶解,因此储存和盐穴完整性问题可能比生产油气藏的渐进压实发展得更快,而大范围重复覆盖对于监视其上方地表尤为宝贵。
你们能监测管道走廊和北方路线吗?
可以。我们筛查长距离路线的沉降、隆起、固结和永久冻土引起的运动,以及管线穿越不稳定地形之处与边坡相关的风险,并与我们的滑坡与边坡稳定性监测相协调。
它在植被或偏远地形上有效吗?
有效。小基线处理和波长更长的 L 波段雷达正是为在众多作业和走廊所在、且测量进出受限的植被、偏远和北方地面上保持测量可靠而选用的。