Snabbare kartläggning påskyndar sökandet efter olja

Med efterfrågan och priserna så höga på råolja, letar petroleumbolagen efter nya reservoarer djupt under havsbotten, i områden med mer geologisk komplexitet. Men att borra under havet är mycket dyrt, så oljebolag måste ha en så fullständig förståelse för geologin där de borrar som möjligt.

En karta över saltfyndigheter som ligger kilometer under havsbotten i Mexikanska golfen, där Shell hoppas hitta nya oljereservoarer. Kartan genererades med hjälp av algoritmer utvecklade vid MIT för att analysera seismiska data. (Med tillstånd av Jason K. Johnson, MIT-avdelningen för elektroteknik och datavetenskap)

Även beväpnad med mängder av seismiska data om jordens underjordiska egenskaper är det dock en utmaning att göra korrekta kartor över geologin som ligger bakom havet. Nu arbetar Shell med datavetare vid MIT för att designa algoritmer som gör det möjligt för dem att snabbare och mer exakt skapa kartor över dessa underjordiska områden.

Att skapa kartor över de djupa och komplexa områden som nu undersöks av oljebolag kan ta flera personer många månader, säger Richard Sears, en gästforskare från Shell vid MIT. Regioner som studeras kan vara hundratals kilometer stora och flera kilometer djupa. De som arbetar med att skapa 3D-kartor över dessa områden måste bearbeta enorma mängder data.

Shell vände sig till Alan Willsky , professor i elektroteknik vid MIT, för ett sätt att förstå den enorma mängd seismiska data som företaget samlar in för karttillverkning. Willskys grupp är specialiserad på beräkningsmetoder för att extrahera formerna på objekt från komplexa data.

För sitt första projekt med Shell skräddarsyr hans grupp algoritmer för att hjälpa företagets geologer att studera saltavlagringar under Mexikanska golfen. Shell hoppas att dessa formationer, som är svåra att kartlägga, har fångat in stora oljeavlagringar under havsbotten. Willsky och kollegor hjälper Shell att kartlägga ytorna, formerna och gränserna för dessa avlagringar.

Willsky säger att bestämning av formen och storleken på saltavlagringar under jorden liknar ett annat företag i hans grupp: att samarbeta med radiologer för att utveckla bildanalysalgoritmer för kartläggning av prostata för att avgöra var man ska infoga en cancerdödande radioaktiv pellets. Deras algoritmer kan påverka många områden, säger han, inklusive biomedicin och oceanografi.

Oljemätningsprocessen börjar med att fartyg sveper över ett stort område dygnet runt i flera veckor, samtidigt som de skickar högintensiva vibrationer in i jorden och mäter deras ekon. Ungefär var tionde sekund skjuts tryckluft i vattnet från många cylindrar samtidigt. Vibrationer från dessa sprängningar går genom vattnet och ner i jorden tills de stöter på något. Sedan ekar de tillbaka till vattenytan, där de registreras av kilometerlånga streamers av tryckkänsliga mikrofoner som följer skeppet. Även om varje eko är svagt, förstärker flera signaler varandra.

Sedan måste företagsgeologer omvandla hundratals miljoner punkter av denna vibrations- eller seismiska data till en 3D-karta för att avgöra om oljeavlagringar ligger under eller inte. Sådan kartläggning är en iterativ process. Först bearbetar en dator rådata. Sedan, när han tittar på vertikala sektioner, väljer kartskaparen ut några punkter där han eller hon ser något intressant – där det ser ut som att ljudvågorna har ekat från en viss typ av geologisk struktur, till exempel en saltavlagring.

De nya algoritmerna som utvecklats av Willskys grupp och som används av Shell kan definiera statistiska samband mellan de datapunkter som valts av karttillverkarna och använda dessa relationer för att koppla ihop prickarna och skapa en karta. Algoritmerna beräknar också osäkerheten för varje datapunkt.

Datorn kan ta dagar att generera en komplex yta, och tolken tar dagar att gå igenom datan, säger Sears.

Hundraprocentig framgång är en sällsynt omständighet, säger Ron Masters, senior personal geofysiker på Shell. Du måste borra i en hel del framtidsutsikter, av vilka några inte kommer att hålla ut karttillverkarnas förutsägelser.

Shell och Willsky hoppas att allt mer sofistikerade algoritmer kommer att hjälpa karttillverkarna att göra sitt jobb snabbare och med större noggrannhet, särskilt som företaget fortsätter att leta efter olja i mer geologiskt komplexa områden, som de runt saltavlagringar.

Enligt Masters är saltavlagringar en dominerande egenskap hos det djupa vattnet i Mexikanska golfen. Men han säger att kartläggningsalgoritmerna som utvecklats av Willsky bör gälla andra geologiskt komplexa fyndigheter på andra håll i världens hav.

Dölj