Szybsze mapowanie przyspiesza poszukiwania ropy

Przy tak wysokim popycie i cenach ropy naftowej firmy naftowe szukają nowych złóż głęboko pod dnem oceanu, na obszarach o większej złożoności geologicznej. Ale wiercenie pod oceanem jest bardzo drogie, więc firmy naftowe muszą mieć jak najpełniejszą wiedzę na temat geologii, w której wiercą.

Mapa złóż soli położonych kilometry pod dnem oceanu w Zatoce Meksykańskiej, gdzie Shell ma nadzieję znaleźć nowe złoża ropy. Mapa została wygenerowana przy użyciu algorytmów opracowanych w MIT do analizy danych sejsmicznych. (Dzięki uprzejmości Jasona K. Johnsona, wydział elektrotechniki i informatyki MIT)

Nawet uzbrojony w ryzy danych sejsmicznych na temat podziemnych cech Ziemi, wykonanie dokładnych map geologii leżącej u podstaw oceanu jest wyzwaniem. Teraz Shell współpracuje z informatykami z MIT nad zaprojektowaniem algorytmów, które pozwolą im szybciej i dokładniej tworzyć mapy tych podziemnych obszarów.

Generowanie map głębokich i złożonych obszarów, które są obecnie eksplorowane przez firmy naftowe, może zająć kilka osób wiele miesięcy, mówi Richard Sears, naukowiec wizytujący z Shell w MIT. Badane regiony mogą mieć setki kilometrów powierzchni i kilka kilometrów głębokości. Osoby pracujące nad tworzeniem map trójwymiarowych tych obszarów muszą przetwarzać ogromne ilości danych.

Shell zwrócił się do Alan Willsky , profesor elektrotechniki na MIT, za sposób na zrozumienie ogromnej ilości danych sejsmicznych, które firma gromadzi do tworzenia map. Grupa Willsky'ego specjalizuje się w metodach obliczeniowych do wydobywania kształtów obiektów ze złożonych danych.

W ramach swojego pierwszego projektu z firmą Shell jego grupa dostosowuje algorytmy, aby pomóc geologom firmy badać złoża soli pod Zatoką Meksykańską. Shell ma nadzieję, że te trudne do zmapowania formacje uwięziły duże złoża ropy pod dnem morskim. Willsky i współpracownicy pomagają Shellowi w mapowaniu powierzchni, kształtów i granic tych złóż.

Willsky mówi, że określenie kształtu i wielkości złóż soli pod ziemią jest podobne do innego przedsięwzięcia jego grupy: współpracy z radiologami w celu opracowania algorytmów analizy obrazu do mapowania prostaty, aby określić, gdzie umieścić śmiertelne radioaktywne granulki. Mówi, że ich algorytmy mogą mieć wpływ na wiele dziedzin, w tym biomedycynę i oceanografię.

Proces badania ropy zaczyna się od statków przemierzających przez całą dobę duży obszar przez kilka tygodni, wysyłając jednocześnie na Ziemię wibracje o wysokiej intensywności i mierząc ich echa. Co około 10 sekund sprężone powietrze jest wystrzeliwane do wody z wielu butli jednocześnie. Wibracje z tych wybuchów wędrują przez wodę i do ziemi, aż w coś uderzą. Następnie odbijają się echem z powrotem na powierzchni wody, gdzie są rejestrowane przez ciągnące się za statkiem wielokilometrowe serpentyny czułych na nacisk mikrofonów. Chociaż każde echo jest słabe, wiele sygnałów wzmacnia się nawzajem.

Następnie geolodzy firmy muszą przekształcić setki milionów punktów tych danych oscylacyjnych lub sejsmicznych w trójwymiarową mapę, aby określić, czy poniżej znajdują się złoża ropy. Takie tworzenie map jest procesem iteracyjnym. Najpierw komputer przetwarza surowe dane. Następnie, patrząc na przekroje pionowe, twórca mapy wybiera kilka punktów, w których widzi coś interesującego – gdzie wygląda na to, że fale dźwiękowe odbijają się echem od określonego rodzaju struktury geologicznej, takiej jak złoże soli.

Nowe algorytmy opracowane przez grupę Willsky'ego i używane przez firmę Shell mogą definiować relacje statystyczne między punktami danych wybranymi przez twórców map i wykorzystywać te relacje do łączenia kropek i tworzenia mapy. Algorytmy obliczają również niepewność każdego punktu danych.

Komputerowi może zająć kilka dni, aby wygenerować złożoną powierzchnię, a tłumaczowi zajmie kilka dni, aby przejrzeć dane, mówi Sears.

Stuprocentowy sukces to rzadka okoliczność, mówi Ron Masters, starszy geofizyk w firmie Shell. Musisz zbadać wiele perspektyw, z których niektóre nie spełnią przewidywań twórców map.

Shell i Willsky mają nadzieję, że coraz bardziej wyrafinowane algorytmy pomogą twórcom map wykonywać swoją pracę szybciej i z większą dokładnością, zwłaszcza że firma nadal szuka ropy w bardziej złożonych geologicznie obszarach, takich jak te wokół złóż soli.

Według Masters złoża soli są dominującą cechą głębokich wód Zatoki Meksykańskiej. Twierdzi jednak, że algorytmy mapowania opracowane przez Willsky'ego powinny mieć zastosowanie do innych złożonych geologicznie złóż w innych oceanach świata.

ukryć