Integration of Seismic Data to Build Geomechanical Models for the Brazilian Pre-Salt Reservoirs – an Example in the Santos Basin

Abstract

ABSTRACT. Pre-Salt Province hydrocarbon accumulations increased the relevance of E&P activities in the Santos Basin, Brazil. Deep carbonatic reservoirs, below 5 km, located in ultra-deep water of over than 2 km, under a salt section varying from few meters to 3 km of thickness compose this hydrocarbon province. Geomechanical models representing these complexities require a teamwork within an integrated environment of geosciences and engineering. In this context, despite being indirect measurements, high-definition seismic data allows us to add valuable content to build reliable geomechanical models. In the short-term, during drilling and completion phases, it is mandatory to model potential geohazards related with high porosity sands; intercalations of different hardness rock types in shales, sandstone, and marls; and highly creep soluble salts behaviors. These effects are responsible for pipe sticking, project profit losses and seabed facilities risks. Long-term risks are modelled accessing the uncertainty in the static elastic properties from seismic attributes. Here, we choose three different dynamics vs. static equivalences giving more reality to the model, delivering information about seabed subsidence, seal rock failures, post-salt fault/fracture reactivations and well casing damages. In this work, we demonstrate the discipline integration starting from the seismic data to model these geomechanical scenarios.

Keywords: geomechanical modeling, seismic data, geohazards, dynamic vs. static equivalences, Santos Basin pre-salt reservoir.

Integração de Dados Sísmicos para Construção de Modelos Geomecânicos para os Reservatórios do Pré-Sal Brasileiro – um Exemplo na Bacia de Santos

RESUMO. Acumulações de hidrocarboneto na Província do Pré-Sal aumentaram a relevância da atividade de E&P na Bacia de Santos, Brasil. Reservatórios carbonáticos profundos abaixo de 5 km, coluna d’água ultraprofunda (>2 km), e abaixo da seção salífera com espessura de dezenas de metros até aproximadamente 3 km compõem essa província de hidrocarbonetos. Modelos geomecânicos representando essas complexidades requerem uma equipe multidisciplinar em um ambiente integrando-se geociências e engenharias. Neste contexto, uma medida indireta, dados sísmicos de alta definição agregam conteúdo valioso na modelagem geomecânica. No curto prazo, nas fases de perfuração e completação, é mandatório modelar os potenciais perigos geológicos relacionados com: arenitos de alta porosidade; intercalações de rochas folhelhos, margas e arenitos de diferentes rigidez; e sais solúveis de alta fluência. Essas ocorrências causam prisão da coluna, diminuição dos lucros e danos às instalações no fundo marinho. Riscos de longo prazo são modelados estimando-se a incerteza nas propriedades elásticas estáticas a partir de atributos sísmicos. Escolhemos três diferentes equivalências dinâmica vs. estática, entregando informações mais confiáveis sobre subsidência do leito marinho, integridade da capeadora, reativação de falhas e fraturas e danos a revestimentos de poços. Neste trabalho demonstramos a integração das disciplinas desde o dado sísmico até o modelo geomecânico.

Palavras-chave: modelagem geomecânica, dado sísmico, geohazards, equivalências dinâmica vs. estática, pré-sal da Bacia de Santos.