لرزه‌ نگاری چهار بعدی چیست؟

ستاره | سرویس علوم – لرزه‌ نگاری مطالعه علمی گسترش امواج الاستیک در زمین می‌باشد و به عنوان یکی از شاخه‌های ژئوفیزیک شناخته می‌شود. از آنجا که امکان دسترسی به لایه‌ها و ساختارهای درون زمین میسر نمی‌باشد، امواج الاستیک (یا امواج آکوستیک) این امکان را فراهم می‌کند که به بازسازی اطلاعاتی آنچه در زیر زمین وجود دارد، با استفاده از اطلاعات بدست آمده از این امواج بپردازند. بدین صورت لرزه‌شناسی، به زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی مرتبط می‌شود.

امواج لرزه‌ای همان امواج صوتی با طیف فرکانس گسترده‌تری هستند که به سه نوع کلی امواج فشاری، امواج برشی و امواج سطحی طبقه‌بندی می‌شوند. سرعت انتشار امواج نیز بستگی به جنس محیط دارد. علم لرزه خود به دو گروه اصلی زلزله و نفت تقسیم می‌گردد. در شاخه زلزله، امواج زلزله که از همان امواج صوتی می‌باشند مورد مطالعه قرار می‌گیرد. امواج زلزله حاوی اطلاعات زیادی از لایه‌های مختلف کره زمین می‌باشند که با ثبت و رکورد این امواج بدست خواهد آمد.

در شاخه نفت اطلاعات لرزه‌ای با ایجاد امواج لرزه‌ای مصنوعی در سطح زمین و دریافت بازتاب این امواج از درون لایه‌های زیر سطحی به دست می‌آید. به دلائل اقتصادی و اهمیت اکتشاف و تولید نفت علم لرزه کاربردهای فراوانی در صنعت انرژی پیدا کرده است. کاربرد علم لرزه در صنعت نفت خود به دو گروه لرزه‌نگاری اکتشافی و لرزه‌نگاری توسعه‌ای تقسیم می‌گردد. لرزه‌نگاری اکتشافی بیشتر بصورت دو بعدی ولی لرزه‌نگاری توسعه‌ای میادین شناخته شده بصورت سه بعدی و چهار بعدی انجام می‌گیرد.

لرزه نگاری ۴ بعدی

عمليات لرزه نگاری مهمترين ابزار مهندسان ژئوفيزيک برای اكتشاف نفت و گاز بوده كه براساس مطالعه شكل امواج صوتی يا ارتعاشی كه توسط منبع انرژى به داخل زمين فرستاده می‌شود، استوار است. اين امواج پس از عبور از لايه‌های متفاوت، قسمتی از آن به سمت منبع يا نقطه‌ای مشخص (سطح زمين) انعكاس می‌يابد. امواج در اثر اختلاف چگالی و سرعت صوت در لايه‌های مختلف ژئوفيزيکی؛ انعكاس‌های گوناگون دارند و توسط ژئوفون‌ها) در خشكی(و هيدروفون‌ها) در دريا(جذب می‌شوند. تفاوت در انعكاس امواج از لايه‌هاي مختلف به زمين شناسان امكان می‌دهدكه محدوده و عمق سنگ‌هاي متخلخل راكه احتمالاً حاوي نفت و گاز هستند، تخمين بزنند. بعد از ايجاد موج در لرزه نگاری؛ نوبت به دريافت و تفسير داده‌ها می‌رسد.

مهمترين روش‌ها برای ترسيم داده‌ها به صورت دو بعدی، سه بعدی و چهار بعدي می‌باشد. در گذشته هدف كلی لرزه نگاری ۳ بعدی تعيين قدرت تفكيک بهتر زمين شناسی منطقه نسبت به لرزه نگاری دو بعدی بود. در لرزه نگاری سه بعدی برداشت داده‌ها منحصر به يک صفحه عمودی شامل چشمه و گيرنده نبوده بلكه گيرنده‌ها در سطح زمين به صورت يك صفحه مشبك قرار می‌گرفتند. بنابراين در اين روش يك حجم از داده‌های لرزه‌ای بدست می‌آمد. توسعه تكنيک‌های لرزه نگاری ۳ بعدی در دهه ۱۹۷۰ از يک سو باعث موفقيت‌های چشمگيری در اكتشاف و توصيف مخزن و از سويی ديگر به توسعه بهتر مخزن و عملكرد اقتصادی آن منجر شد.

اما هم اكنون فناوری ۴-بعدی به عنوان بهترين شيوه در بسياری از كشورها استفاده می‌شود. بر روی بيش از ۱۸۰ ميدان نفتی و گازی، لرزه نگاری‌ها برای تعيين داده‌های بيشتر تكرارشده است.

لرزه نگاری ۴ بعدی شامل جمع آوری، پردازش و تحليل لرزه‌نگاری‌های پی در پی يک ميدان هيدروكربوری درحال توليد است. هدف اين نوع لرزه نگاری تعيين تغييرات در مخزن با مقايسه داده‌هاست كه اين تغييرات می‌تواند ناشی از توليد هيدروكربن يا تزريق آب يا گاز در مخزن باشد.

فناوری لرزه نگاری ۴بعدی در تمام عمر مخزن از ابتدای توليد، برای تعيين فشار مخازن، تا اواسط عمر مخزن، برای مشاهده جبهه حركت آب و حتی در اواخر عمر مخزن، برای مشخص كردن مكان‌های نفت جاروب نشده وكنار زده شده،كاربرد دارد.

زمانی كه عدم قطعيت زيادی وجود دارد، استفاده از اين فناوری مفيد خواهد بود. فاكتورهای زيادی در اين كه سيگنال‌ها در مخزن می‌توانند در مراحل مختلف اندازه گيری به خوبی دريافت شوند وجود دارد كه شامل سنگ مخزن، ماهيت و سرعت تغيير سيال توليدی يا تزريقی مخزن می‌شود. اين دو عامل با هم قدرت نسبی سيگنال‌های لرزه نگاری را تحت تاثير قرار می‌دهد. لرزه نگاری همچنين بايد توانايی تكرار دقيق بررسی قبلی را داشته باشد.

هزينه لرزه نگاری ۴-بعدی ۱ تا ۲ دلار در هر بشكه تخمين زده شده است. اگر چه كاهش ريسک توليد از مخزن و افزايش برداشت ۲۰ تا ۳۰ درصدی كه گفته می‌شود با استفاده از اين فناوری حاصل می‌شود، ولی هزينه‌های لرزه نگاری ۴بعدی را به خوبی جبران می‌كند. براساس ارزيابی‌های مستقل انجام شده تا سال ۲۰۲۰، لرزه نگاری ۴بعدی در توليد بيش از ۱۱ ميليون بشكه نفت در روز مشاركت دارد.

به هر حال لزوم انجام برآوردهای اقتصادی قبل از انجام عمليات لرزه نگاری ۴بعدی، ضروری به نظر می‌رسد.