Original Article

Econ. Environ. Geol. 2013; 46(4): 313-327

Published online August 31, 2013

© THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY

A Characterization of Oil Sand Reservoir and Selections of Optimal SAGD Locations Based on Stochastic Geostatistical Predictions

Jina Jeong and Eungyu Park*

Department of Geology, Kyungpook National University, Daegu 702-701, Korea

Received: January 21, 2013; Revised: June 28, 2013; Accepted: July 16, 2013

Abstract

In the study, three-dimensional geostatistical simulations on McMurray Formation which is the largest oil sand reservoir in Athabasca area, Canada were performed, and the optimal site for steam assisted gravity drainage (SAGD) was selected based on the predictions. In the selection, the factors related to the vertical extendibility of steam chamber were considered as the criteria for an optimal site. For the predictions, 110 borehole data acquired from the study area were analyzed in the Markovian transition probability (TP) framework and three-dimensional distributions of the composing media were predicted stochastically through an existing TP based geostatistical model. The potential of a specific medium at a position within the prediction domain was estimated from the ensemble probability based on the multiple realizations. From the ensemble map, the cumulative thickness of the permeable media (i.e. Breccia and Sand) was analyzed and the locations with the highest potential for SAGD applications were delineated. As a supportive criterion for an optimal SAGD site, mean vertical extension of a unit permeable media was also delineated through transition rate based computations. The mean vertical extension of a permeable media show rough agreement with the cumulative thickness in their general distribution. However, the distributions show distinctive disagreement at a few locations where the cumulative thickness was higher due to highly alternating juxtaposition of the permeable and the less permeable media. This observation implies that the cumulative thickness alone may not be a sufficient criterion for an optimal SAGD site and the mean vertical extension of the permeable media needs to be jointly considered for the sound selections.

Keywords oil sand, geostatistical simulation, SAGD, cumulative thickness, vertical mean length

지구통계 기법을 이용한 오일샌드 저류층 해석 및 스팀주입중력법을 이용한 비투멘 회수 적지 선정 사전 연구

정진아·박은규*

경북대학교 지질학과

요 약

본 연구에서는 캐나다 아사바스카 지역의 맥머레이층에 대한 3차원 지구통계 모사를 실시하였으며 모사 결과를 바 탕으로 심부지열회수방법을 통한 경제적 산출 가능 지역을 가늠하고자 하였다. 비투멘의 효율적인 생산을 위하여 SAGD 공법의 최적 입지를 선정하는데 있어 스팀챔버의 충분한 수직적 연장성을 확보하는 것은 중요한 사항이다. 연 구지역에서 획득한 110개의 시추공 자료에 대하여 마르코프 전이 확률 기반의 분석을 실시하였으며 이를 바탕으로 맥 머레이층 구성 암상에 대한 추계론적 예측을 실시하였다. 추계론적 모사를 통하여 획득한 다중재현을 기반으로 앙상 블 확률 분포도를 제작하였으며 이는 각 암상이 분포 할 수 있는 포텐셜을 보여준다. 앙상블 확률 분포도를 이용하여 투수성 퇴적층(역질 퇴적층 및 사질 퇴적층)에 대한 누적 층후도를 구성하였으며 이를 바탕으로 SAGD 공법이 적용 될 수 있는 최적 입지를 선정하였다. SAGD 최적 입지 선정을 위한 추가적인 분석을 실시하기 위하여 전이율을 바탕 으로 한 단일 퇴적층의 평균적인 수직 및 수평적 연장성을 산정하였다. 투수성 퇴적층의 평균적인 수직적 연장성은 대체로 투수성 퇴적층에 대한 누적층후도 분포도와 유사한 분포 양상을 보이나 일부 누적 층후가 큰 위치에서 유사 하지 않은 양상을 보인다. 이는 누적 층후도와 평균적인 수직적 연장성 분포 양상이 유사하지 않은 지역은 투수성 퇴 적층과 다른 암상과의 교호성은 매우 크나 투수성 퇴적층의 수직적인 연장성은 좋지 않음을 의미한다. 따라서 누적 층후도 뿐 만 아니라 투수성 퇴적층의 수직적 연장성 또한 충분히 고려하였을 때 건전한 SAGD 최적 입지를 선정하 는데 충분히 신뢰성 있는 결론을 도출 할 것으로 판단된다.

주요어 오일샌드, 지구통계학적 모사, 스팀주입중력배수법, 누적 층후, 수직적 평균 연장성

Article

Original Article

Econ. Environ. Geol. 2013; 46(4): 313-327

Published online August 31, 2013

Copyright © THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY.

A Characterization of Oil Sand Reservoir and Selections of Optimal SAGD Locations Based on Stochastic Geostatistical Predictions

Jina Jeong and Eungyu Park*

Department of Geology, Kyungpook National University, Daegu 702-701, Korea

Received: January 21, 2013; Revised: June 28, 2013; Accepted: July 16, 2013

Abstract

In the study, three-dimensional geostatistical simulations on McMurray Formation which is the largest oil sand reservoir in Athabasca area, Canada were performed, and the optimal site for steam assisted gravity drainage (SAGD) was selected based on the predictions. In the selection, the factors related to the vertical extendibility of steam chamber were considered as the criteria for an optimal site. For the predictions, 110 borehole data acquired from the study area were analyzed in the Markovian transition probability (TP) framework and three-dimensional distributions of the composing media were predicted stochastically through an existing TP based geostatistical model. The potential of a specific medium at a position within the prediction domain was estimated from the ensemble probability based on the multiple realizations. From the ensemble map, the cumulative thickness of the permeable media (i.e. Breccia and Sand) was analyzed and the locations with the highest potential for SAGD applications were delineated. As a supportive criterion for an optimal SAGD site, mean vertical extension of a unit permeable media was also delineated through transition rate based computations. The mean vertical extension of a permeable media show rough agreement with the cumulative thickness in their general distribution. However, the distributions show distinctive disagreement at a few locations where the cumulative thickness was higher due to highly alternating juxtaposition of the permeable and the less permeable media. This observation implies that the cumulative thickness alone may not be a sufficient criterion for an optimal SAGD site and the mean vertical extension of the permeable media needs to be jointly considered for the sound selections.

Keywords oil sand, geostatistical simulation, SAGD, cumulative thickness, vertical mean length

지구통계 기법을 이용한 오일샌드 저류층 해석 및 스팀주입중력법을 이용한 비투멘 회수 적지 선정 사전 연구

정진아·박은규*

경북대학교 지질학과

Received: January 21, 2013; Revised: June 28, 2013; Accepted: July 16, 2013

요 약

본 연구에서는 캐나다 아사바스카 지역의 맥머레이층에 대한 3차원 지구통계 모사를 실시하였으며 모사 결과를 바 탕으로 심부지열회수방법을 통한 경제적 산출 가능 지역을 가늠하고자 하였다. 비투멘의 효율적인 생산을 위하여 SAGD 공법의 최적 입지를 선정하는데 있어 스팀챔버의 충분한 수직적 연장성을 확보하는 것은 중요한 사항이다. 연 구지역에서 획득한 110개의 시추공 자료에 대하여 마르코프 전이 확률 기반의 분석을 실시하였으며 이를 바탕으로 맥 머레이층 구성 암상에 대한 추계론적 예측을 실시하였다. 추계론적 모사를 통하여 획득한 다중재현을 기반으로 앙상 블 확률 분포도를 제작하였으며 이는 각 암상이 분포 할 수 있는 포텐셜을 보여준다. 앙상블 확률 분포도를 이용하여 투수성 퇴적층(역질 퇴적층 및 사질 퇴적층)에 대한 누적 층후도를 구성하였으며 이를 바탕으로 SAGD 공법이 적용 될 수 있는 최적 입지를 선정하였다. SAGD 최적 입지 선정을 위한 추가적인 분석을 실시하기 위하여 전이율을 바탕 으로 한 단일 퇴적층의 평균적인 수직 및 수평적 연장성을 산정하였다. 투수성 퇴적층의 평균적인 수직적 연장성은 대체로 투수성 퇴적층에 대한 누적층후도 분포도와 유사한 분포 양상을 보이나 일부 누적 층후가 큰 위치에서 유사 하지 않은 양상을 보인다. 이는 누적 층후도와 평균적인 수직적 연장성 분포 양상이 유사하지 않은 지역은 투수성 퇴 적층과 다른 암상과의 교호성은 매우 크나 투수성 퇴적층의 수직적인 연장성은 좋지 않음을 의미한다. 따라서 누적 층후도 뿐 만 아니라 투수성 퇴적층의 수직적 연장성 또한 충분히 고려하였을 때 건전한 SAGD 최적 입지를 선정하 는데 충분히 신뢰성 있는 결론을 도출 할 것으로 판단된다.

주요어 오일샌드, 지구통계학적 모사, 스팀주입중력배수법, 누적 층후, 수직적 평균 연장성

    KSEEG
    Jun 30, 2024 Vol.57 No.3, pp. 281~352

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    Economic and Environmental Geology

    pISSN 1225-7281
    eISSN 2288-7962
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