Løsning af saltproblemet til seismisk billeddannelse

Den effektive udvinding af olie og gas fra jordskorpen kræver nøjagtige billeder af underjordiske stenstrukturer. Nogle materialer er svære at fange, så KAUST-forskere har udviklet en beregningsmetode til modellering af store ophobninger af underjordisk salt, et udfordrende materiale at udlede nøjagtigt fra seismiske billeddata.

Seismisk billeddannelse involverer at sende lydbølger ned i jorden, hvor de vil blive reflekteret ved grænser mellem klippestrukturer. Forskere analyserer de reflekterede lydbølger for at bestemme underjordiske stentyper og formationer, og at lokalisere fossile brændstofreservoirer.

Imidlertid, i nogle regioner, såsom den Mexicanske Golf, undergrunden er krydret med saltlegemer, som er enorme ophobninger af salt dannet for millioner af år siden dybt inde i Jorden. Salt er en lav massefylde, flydende stof, betyder, at saltlegemer gradvist stiger gennem jordskorpen over tid. Dette forårsager stressrelaterede kompleksiteter mellem saltet og de omkringliggende klippelag. Desuden, saltets krystalstruktur betyder, at lydbølger reflekteres tilfældigt, og der er ingen brugbare lave frekvenser tilbageholdt i de seismiske data.

"Data fra saltzoner analyseres i øjeblikket af højtuddannede eksperter i stedet for modelleret af en computer, " forklarer Mahesh Kalita, en KAUST Ph.D. elev i Tariq Alkhalifahs gruppe. "Dette er en tidskrævende og dyr proces, der medfører risiko for menneskelige fejl. Vi har udviklet en robust beregningsmetode til fortolkning af seismiske data fra saltlegemer hurtigt og mere præcist."

Eksisterende modeller bruger en teknik kaldet fuld bølgeforminversion (FWI) for at minimere forskellen mellem observerede og modellerede data. Imidlertid, manglen på lave frekvenser i lydbølgedata fra saltlegemer betyder, at en traditionel FWI fejler. Kalita og teamet udviklede en todelt optimeringsproces for at forfine FWI til salt kropsbilleddannelse.

"For det øverste lag salt, vi får et godt nok signal til at bestemme, hvor saltlegemet begynder, men så spredes lydbølgeenergien hurtigt, "siger Kalita." Vores teknik tager de indledende data fra dette toplag og "smører" det ud over det mest sandsynlige område, som saltlegemet omfatter. Vi kalder denne teknik 'oversvømmelse'. "

Den resulterende model testes derefter sammen med observerede data for at kontrollere, at de omgivende klippestrukturer matcher og for at sikre, at modellen ikke er blevet "overfyldt". Indledende forsøg med et datasæt fra 1990'erne fra Den Mexicanske Golf viste lovende, med den nye teknik, der genererer en nøjagtig repræsentation af lokale saltlegemer.

"Vi vil næste gang prøve vores automatiserede teknik på nyere, datasæt af høj kvalitet, der inkorporerer flere tredimensionelle detaljer, «siger Kalita.