En avancerad beräkningsmetod för bearbetning av seismiska data som utvecklats av KAUST -forskare gör att den detaljerade strukturen för djupa oljereservoarer kan avbildas med en aldrig tidigare skådad upplösning, öppna nya möjligheter i det allt mer utmanande sökandet efter nya reserver.
Oljeutforskning är både mystiskt och tekniskt utmanande. Reserver förekommer ofta kilometer under jorden, med få tips på ytan om vad som ligger under. En viktig teknik som används vid oljeutforskning för att observera de dolda geologiska strukturer som potentiellt kan hålla fast instängd olja och gas är den seismiska undersökningen. Detta innebär att pumpa kraftfulla chockvågor i marken och registrera de svaga soniska vibrationerna som återvänder till ytan.
Seismiska undersökningar används som ett första pass för att identifiera lovande strukturer, som sedan borras för att bekräfta en oljestrejka. Borrning, dock, förblir utomordentligt dyrt - ibland tiotals miljoner dollar per hål - och därför är oljeexploateringsindustrin mycket beroende av relativt billiga seismiska undersökningar.
Vibrationerna som registrerats i en seismisk undersökning innehåller en överraskande mängd information. Den utgående chockvågan - genererad av en liten detonation eller kraftig vibrerande platta - studsar utanför gränserna mellan olika bergarter och färdas med olika hastigheter genom de olika bergskikten. Detta ger en komplex sekvens av vibrationer på ytan som kan avslöja grundläggande geologiska strukturer. Ytterligare analys av amplituden och fasen för den inspelade vågformen, känd som full vågform inversion, ger ytterligare en strukturell detalj för att underlätta utforskning.
Med mycket av jordens lätt upptäckbara oljereserver redan utnyttjade, och ökande utforskningskostnader, sökandet efter olja blir alltmer utmanande.
Teamet i Tariq Alkhalifah och doktoranden Zhen-dong Zhang vid KAUST har nu gjort stora framsteg inom seismisk databehandling som har potential att omdefiniera processen.
"Konventionella reservoarkarakteriseringsmetoder är huvudsakligen baserade på endimensionell seismisk inversion, "säger Alkhalifah." Sådana metoder är stabila men förlitar sig på antaganden om geologiska egenskaper och är beroende av noggrannheten i den seismiska avbildningsprocessen. Vår metod, använder full vågform inversion, integrerar mer detaljerad ytterligare information för att bättre begränsa resultaten. "
Bygga på full vågform inversion, laget lade till kapaciteten att införliva många parametrar i underytestrukturen i inversionen baserat på geologisk kunskap och erfarenhet eller borrhålsdata.
"Nyckeltanken är en mer komplex fysikbeskrivning av reservoarregionen med parametrisering [ytterligare parametrar inkluderade] relaterade till vätskeinnehåll och sprickriktning och densitet, säger Alkhalifah.
Med rätt tilläggsinformation, den nya inversionsmetoden har en strukturell upplösning utan motstycke, lösa kritisk information som sprickdensitet och orientering - information som är användbar för borrbeslut och horisontella brunnplaceringar.
"Även om vår metod är beräkningstung och ställer högre kvalitetskrav på seismiska data, det finns ett stort intresse för detta mycket heta ämne inom oljeutforsknings- och produktionssamhällena, "säger Zhang." Med takten i datorkraftens framsteg, vi har goda förutsättningar att dra nytta av den förväntade vågen av intresse för metoder som kan ge mer exakta beskrivningar, särskilt för brustna reservoarer. "
