Den effektiva utvinningen av olja och gas från jordskorpan kräver noggranna bilder av bergstrukturer under ytan. Vissa material är svåra att fånga, så KAUST -forskare har utvecklat en beräkningsmetod för att modellera stora ansamlingar av salt under marken, ett utmanande material att exakt härleda från seismiska bilddata.

Seismisk avbildning innebär att man skickar ljudvågor i marken, där de kommer att reflekteras vid gränserna mellan bergstrukturer. Forskare analyserar de reflekterade ljudvågorna för att bestämma bergarter och formationer under ytan, och för att identifiera fossila bränslebehållare.

Dock, i vissa regioner, som Mexikanska golfen, underjorden är kryddad med saltkroppar, som är enorma ansamlingar av salt som bildades för miljoner år sedan djupt inne i jorden. Salt är en låg densitet, flytande substans, vilket innebär att saltkroppar gradvis stiger genom jordskorpan med tiden. Detta orsakar stressrelaterade komplexiteter mellan saltet och de omgivande bergskikten. Vidare, saltets kristallstruktur innebär att ljudvågor reflekteras slumpmässigt, och det finns inga användbara låga frekvenser kvarhållna i seismiska data.

"Data från saltzoner analyseras för närvarande av högutbildade experter snarare än modellerade av en dator, "förklarar Mahesh Kalita, en KAUST Ph.D. student i Tariq Alkhalifahs grupp. "Detta är en tidskrävande och dyr process som medför risken för mänskliga misstag. Vi har utvecklat en robust beräkningsmetod för att tolka seismiska data från saltkroppar snabbt och mer exakt."

Befintliga modeller använder en teknik som kallas full waveform inversion (FWI) för att minimera skillnaden mellan observerad och modellerad data. Dock, bristen på låga frekvenser i ljudvågsdata från saltkroppar gör att ett traditionellt FWI misslyckas. Kalita och teamet utvecklade en tvådelad optimeringsprocess för att förfina FWI för saltkroppsbildning.

"För det översta saltskiktet, vi får en tillräckligt bra signal för att avgöra var saltkroppen börjar, men då sprids ljudvågsenergin snabbt, "säger Kalita." Vår teknik tar de initiala data från detta översta lagret och "smetar ut" det över det mest troliga området som saltkroppen omfattar. Vi kallar denna teknik för "översvämning". "

Den resulterande modellen testas sedan tillsammans med observerade data för att kontrollera att de omgivande bergstrukturerna stämmer överens och för att säkerställa att modellen inte har "översvämmats". Inledande försök med en datauppsättning från 1990 -talet från Mexikanska golfen visade lovande, med den nya tekniken som ger en korrekt bild av lokala saltkroppar.

"Vi kommer nästa gång att pröva vår automatiska teknik på senaste, högkvalitativa datamängder som innehåller fler tredimensionella detaljer, säger Kalita.