Een geavanceerde computationele methode voor het verwerken van seismische gegevens, ontwikkeld door KAUST-onderzoekers, maakt het mogelijk om de gedetailleerde structuur van diepe oliereservoirs in beeld te brengen met een ongekende resolutie, nieuwe mogelijkheden openen in de steeds uitdagender wordende zoektocht naar nieuwe reserves.

Olie-exploratie is zowel mysterieus als technisch uitdagend. Reserves komen vaak kilometers onder de grond voor, met weinig hints aan de oppervlakte over wat eronder ligt. Een belangrijke techniek die bij olie-exploratie wordt gebruikt om de verborgen geologische structuren te observeren die mogelijk olie en gas bevatten, is het seismisch onderzoek. Dit omvat het pompen van krachtige schokgolven in de grond en het opnemen van de zwakke sonische trillingen die terugkeren naar de oppervlakte.

Seismische onderzoeken worden gebruikt als een eerste doorgang om veelbelovende structuren te identificeren, die vervolgens worden geboord om een ​​olieaanval te bevestigen. Boren, echter, blijft buitengewoon duur - soms tientallen miljoenen dollars per gat - en daarom leunt de olie-exploratie-industrie zwaar op relatief goedkope seismische onderzoeken.

De trillingen die zijn vastgelegd in een seismisch onderzoek bevatten een verrassende hoeveelheid informatie. De uitgaande schokgolf - gegenereerd door een kleine ontploffing of zware trilplaat - stuitert op de grenzen tussen verschillende gesteentetypes en reist met verschillende snelheden door de verschillende gesteentelagen. Dit produceert een complexe opeenvolging van trillingen aan het oppervlak die fundamentele geologische structuren kunnen onthullen. Verdere analyse van de amplitude en fase van de opgenomen golfvorm, bekend als volledige golfvorminversie, biedt een ander niveau van structurele details om exploratie te vergemakkelijken.

Nu veel van de gemakkelijk te ontdekken oliereserves van de aarde al zijn geëxploiteerd, en stijgende kosten van exploratie, de zoektocht naar olie wordt steeds uitdagender.

Het team van Tariq Alkhalifah en promovendus Zhen-dong Zhang aan KAUST hebben nu een grote vooruitgang geboekt in de verwerking van seismische gegevens die het proces mogelijk kan herdefiniëren.

"Conventionele reservoirkarakteriseringsmethoden zijn voornamelijk gebaseerd op eendimensionale seismische inversie, " zegt Alkhalifah. "Dergelijke methoden zijn stabiel, maar berusten op aannames van geologische eigenschappen en zijn afhankelijk van de nauwkeurigheid van het seismische beeldvormingsproces. Onze methode, gebruikmakend van volledige golfvorminversie, integreert meer uitgebreide aanvullende informatie om de resultaten beter te beperken."

Voortbouwend op volledige golfvorminversie, het team voegde de capaciteit toe om in de inversie veel parameters van de ondergrondse structuur op te nemen op basis van geologische kennis en ervaring of boorgatgegevens.

"Het kernidee is een complexere natuurkundige beschrijving van het reservoirgebied met parametrisering [inclusief aanvullende parameters] met betrekking tot vloeistofinhoud en breukrichting en dichtheid, "zegt Alkhalifah.

Met de juiste aanvullende informatie, de nieuwe inversiemethode is in staat tot ongekende structurele resolutie, het oplossen van kritieke informatie zoals breukdichtheid en oriëntatie - informatie die nuttig is voor boorbeslissingen en horizontale putplaatsingen.

"Hoewel onze methode rekenkundig zwaar is en hogere kwaliteitseisen stelt aan de seismische gegevens, er is veel belangstelling voor dit zeer actuele onderwerp binnen de olie-exploratie- en productiegemeenschappen, ", zegt Zhang. "Met het tempo van de vooruitgang in rekenkracht, we zijn goed geplaatst om te profiteren van de verwachte golf van interesse in methoden die nauwkeurigere beschrijvingen kunnen geven, vooral voor gebroken reservoirs."