Elektroniczne strzelanie

Szczególną rolę w wyznaczaniu potencjalnych miejsc występowania złóż ropy i gazu oraz określaniu prawdopodobnego składu złoża pełnią badania sejsmiczne. Dzięki zastosowaniu technologii cyfrowej ich wyniki nie są gorsze od rezultatów pomiarów wykonanych w otworach. Ich istota polega na rejestracji przebiegu odbicia fal sprężystych od poszczególnych warstw skalnych ziemi. Poprzez porównanie amplitudy i częstotliwości emitowanego sygnału oraz czasu rozchodzenia się fali można ustalić głębokość występowania poszczególnych rodzajów skał, ich porowatość i nasycenie węglowodorami. Analiza uzyskanych danych pozwala określić miejsca, w których występuje akumulacja ropy czy gazu.

Do wzbudzania fal sejsmicznych służą wibratory zamontowane na specjalnych pojazdach terenowych. Wytwarzają one fale o określonych częstotliwościach, dobieranych wg wskazanego algorytmu. Dawniej drgania były wywoływane odpalaniem ładunków wybuchowych umieszczonych w ziemi. Metoda ta miała jednak wiele wad (zagrożenie dla pracowników, czasochłonność czy szkody w terenie polegające na przerywaniu warstw wodonośnych, w wyniku czego w okolicznych studniach mogła zanikać woda).

Odbite fale są rejestrowane przez specjalne czujniki zwane geofonami, działające podobnie jak zwykłe mikrofony. "Od rejestracji do wyników w postaci tzw. przekrojów sejsmicznych jeszcze daleka droga" - tłumaczy Paweł Oziembłowski. - "Dane sejsmiczne nadają się do interpretacji przez geologa dopiero po cyfrowym przetworzeniu".

Zrozumieć algorytmy, wyciągnąć wnioski

Do stworzenia przekrojów sejsmicznych potrzeba wydajnych komputerów, ze względu na złożoność procedur przetwarzania dużych zbiorów danych. Pliki z wynikami w postaci dwuwymiarowego profilu zajmują od kilku do kilkudziesięciu megabajtów, podczas gdy trójwymiarowe profile - od kilkuset megabajtów do jednego gigabajta.

Wykorzystywane przez PGNiG oprogramowanie amerykańskiej firmy Landmark Graphics pozwala na dokonywanie wielu operacji na danych w celu ustalenia najbardziej wiarygodnego obrazu badanego złoża. W warszawskim biurze firmy działa komputer o dużej mocy obliczeniowej Sun Fire V880 i stacje robocze Sun Enterprise 3500, SunUltra 60, Sun Ultra 30, jak również komputery typu PC działające jako X-Terminale. Dane gromadzone są w bazie Oracle'a.

Dostępne oprogramowanie pozwala na tworzenie trójwymiarowych modeli złoża. "Technologie informatyczne w zdecydowany sposób poprawiły skuteczność i precyzję namierzeń złóż. Przełomem była technologia sejsmiki trójwymiarowej. Modele dwuwymiarowe są obecnie wykorzystywane w zasadzie tylko w celach rozpoznawczych, nie umożliwiając pełnego odtworzenia struktury geologicznej pod ziemią" - wyjaśnia Paweł Oziembłowski. - "W ostatnich latach pojawiła się również technologia czterowymiarowa, uwzględniająca w rejestracjach i analizie także upływ czasu, co ma znaczenie dla efektywnego wykorzystania zasobów złóż".

W technologii 3D są możliwe niemal wirtualne podróże po wnętrzu ziemi, śledzenie przebiegu poszczególnych warstw, uskoków, struktury geologicznej terenu, poznanie rozkładu poszczególnych składników i stopnia nasycenia węglowodorami w konkretnych miejscach. Do dokładniejszej analizy można wycinać fragmenty złoża i poddawać je dalszej, szczegółowej obróbce.

Programy pozwalają zestawiać dane z wielu otworów i określać przebieg poszczególnych warstw skalnych na większym obszarze. Wraz z interpretacją badań sejsmicznych uzyskuje się w ten sposób różnorodne mapy geologiczne służące do lokalizacji kolejnych obszarów występowania złóż ropy naftowej i gazu ziemnego.

Czasami standardowe procedury analizy danych nie wystarczą do badania zjawisk geologicznych, które jak cała natura potrafią być bardzo złożone. Wtedy konieczne jest wykonanie pogłębionych analiz danych statystycznych. W PGNiG jest wykorzystywane oprogramowanie geostatystyczne firmy Hampson Russel, które służy do znajdywania zależności pomiędzy poszczególnymi parametrami fizycznymi i geologicznymi lub wykrywania prawidłowości, mogących wpływać na efektywną eksploatację złóż. Wiele operacji w tym zakresie jest wykonywane przy wykorzystaniu sieci neuronowych.

"Do poprawnego odczytania posiadanych przez nas danych i wyciągnięcia z nich właściwych wniosków potrzebny jest duży zasób wysoko specjalistycznej wiedzy z zakresu geologii, geofizyki, a także informatyki" - podkreśla Paweł Oziembłowski, odpowiedzialny w Polskim Górnictwie Naftowym i Gazownictwie za zarządzanie geologicznym bankiem danych. Na wykształcenie pełnowartościowego pracownika w tej dziedzinie potrzeba obecnie 6, 7 lat. "W naszej firmie w interpretacji pracuje ok. 200 osób. Radzimy sobie całkiem nieźle, skoro w ubiegłym roku wskaźnik trafności wierceń poszukiwawczych wynosił 52%, a rozpoznawczych, wykonywanych na odkrytych już złożach, 81%. Taka skuteczność działania jest wyraźnie powyżej średniej światowej" - dodaje Paweł Oziembłowski.