Сейсмический сдвиг в сторону более спокойных исследований

© dejavudesigns / Adobe Stock

С самых первых дней разведки нефти и газа на шельфе необходимость «съемки» сейсмических исследований помогает компаниям находить углеводороды, которые они затем могут добывать.

Сейсмические данные помогают геофизикам и геологам понять скальные образования в земле, что может происходить в них и, что особенно важно, могут ли они содержать нефть и газ. Подобно получению сейсмических данных на суше, это означает излучение звуковой энергии (источника), затем обнаружение ее возврата и интерпретацию этой информации для визуализации недр.

Хотя индустрия отказалась от использования динамита в качестве источника в 1960-х годах, звуковая энергия, создаваемая, в настоящее время в основном из пневматического оружия, все еще может влиять на морскую флору и фауну. Таким образом, его использование строго регламентировано. Во многих странах используется руководство Объединенного комитета по охране природы, базирующееся в Великобритании, в котором активность будет отсрочена в случае обнаружения морского млекопитающего в радиусе 500 метров. Австралийское национальное управление по безопасности на море и охране окружающей среды имеет зону 1-3 км, а в Бразилии и Ирландии - 1 км. Существуют также другие органы со своими собственными руководящими принципами, а также со специфическими для страны правилами. Большинство из них означает наличие на борту наблюдателей за млекопитающими и пассивного акустического мониторинга с буксировкой (с появлением на борту беспилотных судов PAM). Некоторые страны даже вообще запретили сейсморазведку (в Италии был введен временный запрет в ожидании новых оценок).

Но все еще существует давление, чтобы защитить морскую флору и фауну, поэтому есть и работа по переосмыслению источника. С 2011 года группа, состоящая из Total, Shell и ExxonMobil, работает над альтернативами, основанными на морской вибросейсмической технологии, в рамках совместного промышленного проекта, управляемого Техасским университетом A & M. Морской вибросейс работает, излучая непрерывный низкоуровневую энергию. «Вместо хлопка, одного мгновенного случая шума с высоким отношением пикового к пиковому давлению, мы предлагаем тихий гул на заднем плане, но он имеет такую же сейсмическую энергию, что и хлопок», - говорит Эндрю Фелтем, исследовательский геофизик - приобретение Всего. «Мы заменяем высокую амплитуду более длительной. Идея состоит в том, чтобы иметь более тихий мгновенный пик до пикового уровня давления и значительно уменьшить, если не устранить, потенциальный ущерб морской среде ».

Морская индустрия пытается использовать эту технологию с 1960-х годов, применяя наземные вибросейсмические технологии в открытом море, но с «ограниченным успехом». Из-за этого был сформирован JIP, заключив контракт с тремя разными компаниями. Некоторые не сработали, но есть, говорит Фелтем; Прикладные физические науки (APS), часть General Dynamics, которая разработала Морской Вибратор - Интегрированный Узел Проектора (MV-IPN).

«У него есть поршень, который движется внутрь и наружу, динамически соединяясь с водой, создавая звуковые волны от источника в окружающую воду и недра», - говорит он. Это уменьшает отношение пика к пику, которое вызывает наибольшее беспокойство с точки зрения воздействия на морскую жизнь и окружающую среду, но также устраняет высокочастотные звуковые волны, которые исходят от мгновенных источников и которые трудно контролировать. Если этого можно избежать, это означает снижение воздействия на слушателей среднего звена (млекопитающих), которые слышат до частот около 100 Гц и более высоких частот.

При тестировании на озере Сенека, штат Нью-Йорк, система использовалась с линейной разверткой 5-100 Гц - обычно используемая полоса частот. Данные испытаний показывают, что массив морских вибраторов должен достигать пикового сигнала 205 дБ, а более высокочастотные сигналы, в противном случае испускаемые мгновенным источником, были исключены. «Устраняя звук выше 100 Гц, мы не оказываем влияния на средние и высокочастотные слуховые аппараты и снижаем пиковое до пикового давления», - говорит Фелтем. «Теперь, это просто низкочастотные слуховые аппараты, которые мы должны убедиться, что они хорошо защищены».

Согласно моделированию, эта система также значительно сократила бы площадь, на которой, если животные заходят, операции должны были бы остановиться. Для большого массива пушек с отношением пикового к пиковому значению 259 дБ вы должны находиться на расстоянии около 2,8 км от источника, прежде чем максимальное значение пикового давления снизится до 190 дБ (уровень считается соответствующим в соответствии с общими правилами ограничения воздействия на морских млекопитающих) , Для технологии морских вибраторов расстояние должно составлять всего 67 м от центра источника - для всего массива, охватывающего 18 х 18 м (с единичными единицами, имеющими только радиус 4 м), - и, возможно, намного меньше.

«Если бы мы использовали морские вибросейсмические системы, мы могли бы снизить уровень пикового давления до пика, что вызывает серьезную обеспокоенность у морских млекопитающих и воздействия сейсмических исследований на их окружающую среду. Если бы мы могли уменьшить область воздействия до потенциально размера самого источника, мы могли бы значительно улучшить сейсмические исследования по всему миру », - говорит Фелтем.

Дополнительные преимущества включают в себя больший контроль над звуковой энергией - возможность создавать конкретные подписи, потенциально улучшая изображение и позволяя проводить многоисточниковые обследования. Отказ от использования сжатого воздуха также означает, что источник не ограничен соединением с шлангокабелем, что позволяет распределенным массивам источника покрывать большие площади.

Еще предстоит проделать работу, работать с экологическими нормами в разных странах и тестировать технологии. Но Фелтем позитивен. «Что касается фонового антропогенного шума, мы считаем, что мы можем значительно уменьшить воздействие на окружающую среду, используя морские вибросейсмы, а не обычные системы. Мы разработали систему, которая, по нашему мнению, ограничивает воздействие на средние и высокочастотные слуховые аппараты и значительно уменьшает размер зоны смягчения, которая должна быть вокруг источника при работе в окружающей среде ».