Un metodo computazionale avanzato per l'elaborazione dei dati sismici sviluppato dai ricercatori KAUST consente di visualizzare la struttura dettagliata dei giacimenti petroliferi profondi con una risoluzione senza precedenti, aprendo nuove possibilità nella sempre più impegnativa ricerca di nuove riserve.
L'esplorazione petrolifera è sia misteriosa che tecnicamente impegnativa. Le riserve si trovano spesso a chilometri di profondità, con pochi accenni in superficie su cosa c'è sotto. Un'importante tecnica utilizzata nell'esplorazione petrolifera per osservare le strutture geologiche nascoste che potenzialmente contengono petrolio e gas intrappolati è l'indagine sismica. Ciò comporta il pompaggio di potenti onde d'urto nel terreno e la registrazione delle deboli vibrazioni sonore che ritornano in superficie.
Le indagini sismiche sono utilizzate come primo passaggio per identificare strutture promettenti, che vengono poi perforati per confermare uno sciopero petrolifero. perforazione, però, rimane straordinariamente costoso - a volte decine di milioni di dollari per buca - e quindi l'industria dell'esplorazione petrolifera fa molto affidamento su indagini sismiche relativamente poco costose.
Le vibrazioni registrate in un'indagine sismica contengono una quantità sorprendente di informazioni. L'onda d'urto in uscita, generata da una piccola detonazione o da una pesante piastra vibrante, rimbalza sui confini tra i diversi tipi di roccia e viaggia a velocità diverse attraverso i diversi strati di roccia. Ciò produce una complessa sequenza di vibrazioni in superficie che può rivelare strutture geologiche di base. Ulteriore analisi dell'ampiezza e della fase della forma d'onda registrata, nota come inversione completa della forma d'onda, fornisce un altro livello di dettaglio strutturale per aiutare l'esplorazione.
Con gran parte delle riserve di petrolio facilmente individuabili della Terra già sfruttate, e crescenti costi di esplorazione, la ricerca del petrolio è sempre più impegnativa.
Il team di Tariq Alkhalifah e dello studente di dottorato Zhen-dong Zhang presso KAUST hanno ora compiuto un importante progresso nell'elaborazione dei dati sismici che ha il potenziale per ridefinire il processo.
"I metodi convenzionali di caratterizzazione dei giacimenti si basano principalmente sull'inversione sismica unidimensionale, " dice Alkhalifah. "Tali metodi sono stabili ma si basano su ipotesi di proprietà geologiche e dipendono dall'accuratezza del processo di imaging sismico. Il nostro metodo, utilizzando l'inversione completa della forma d'onda, integra informazioni aggiuntive più elaborate per limitare meglio i risultati."
Basandosi sull'inversione completa della forma d'onda, il team ha aggiunto la capacità di incorporare nell'inversione molti parametri della struttura del sottosuolo basati su conoscenze ed esperienze geologiche o dati sui fori.
"L'idea chiave è una descrizione fisica più complessa della regione del giacimento con parametrizzazione [parametri aggiuntivi inclusi] relativi al contenuto di fluido e alla direzione e densità della frattura, "dice Alcalifa.
Con le giuste informazioni aggiuntive, il nuovo metodo di inversione è capace di una risoluzione strutturale senza precedenti, risoluzione di informazioni critiche come densità e orientamento della frattura, informazioni utili per le decisioni sulla perforazione e il posizionamento orizzontale dei pozzi.
"Sebbene il nostro metodo sia computazionalmente pesante e imponga requisiti di qualità più elevati ai dati sismici, c'è molto interesse per questo argomento molto caldo all'interno delle comunità di esplorazione e produzione di petrolio, " dice Zhang. "Con il ritmo del progresso nella potenza di calcolo, siamo ben posizionati per beneficiare dell'attesa ondata di interesse per i metodi che possono fornire descrizioni più accurate, in particolare per i serbatoi fratturati."
