Wśród użytkowników najbardziej zaawansowanych technologii obliczeniowych można znaleźć firmy zajmujące się poszukiwaniem złóż nafty i gazu.

Do stworzenia modelu struktury geologicznej badanego terenu są potrzebne: analiza i interpretacja wyników pomiarów geofizycznych.

Do tego celu wykorzystuje się specjalizowane oprogramowanie, zasilane danymi pochodzącymi z różnego rodzaju instrumentów pomiarowych. Za ich pomocą można określić prawdopodobieństwo wykrycia złoża ropy naftowej i gazu ziemnego, a w przypadku odkrycia złoża - stopień nasycenia węglowodorami. Otrzymane i przetworzone informacje stanowią podstawę do podjęcia decyzji o lokalizacji i wykonaniu wiercenia poszukiwawczego oraz do oceny wielkości zasobów złoża.

"Przemysł naftowy posługuje się najnowszymi technologiami, porównywalnymi do najbardziej zaawansowanych technologii wykorzystywanych w wojsku" - mówi Paweł Oziembłowski, kierownik Działu Kartografii i Banku Danych w przedsiębiorstwie Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo SA (PGNiG). Wszystko po to, by jak najdokładniej określić miejsce występowania drogocennych złóż, ich podziemny przebieg i zasięg oraz ilość poszukiwanego surowca.

Wiedza cenna jak ropa

Wiercenie otworów jest kosztowne, dlatego dzisiaj już nikt nie decyduje się na poszukiwanie nafty i gazu metodą prób i błędów.

Oprócz PGNiG w Polsce działa kilka firm polskich i zagranicznych, które wykupiły w Ministerstwie Środowiska koncesje na prace poszukiwawcze.

Dużego znaczenia nabiera wiedza na temat wykonanych odwiertów i wyników przeprowadzonych w nich badań, w tym informacje o przebiegu eksploatacji odkrytych złóż. Miejsca nowych prac wiertniczych są starannie dobierane na podstawie analiz informacji archiwalnych oraz interpretacji wyników badań i pomiarów wykonywanych w terenie. Tutaj najważniejsze są badania sejsmiczne, pozwalające po obróbce cyfrowej na określenie budowy geologicznej terenu.

W geologicznej bazie danych otworowych PITAKA, prowadzonej przez Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo, znajdują się informacje na temat kilkunastu tysięcy wykonanych na terenie Polski odwiertów. Są do niej wprowadzane wyniki pomiarów geofizycznych, badań sejsmologicznych, opisy geologiczne, dane o charakterystyce pobranych próbek, wyniki analizy występujących płynów i gazów itd. Wśród rekordów można znaleźć opis najstarszej zachowanej w Bóbrce tzw. kopanki "Franek", wykonanej w 1856 r. przez Ignacego Łukasiewicza. Ma ona 40 m głębokości, podczas gdy obecnie wierci się zazwyczaj na głębokość 2-4 km. "Sukcesywnie digitalizujemy wszystkie archiwalne pomiary geofizyczne wykonane w odwiertach, natomiast pomiary w otworach wykonujemy metodą cyfrową od początku lat 90." - wyjaśnia Paweł Oziembłowski.

Baza danych jest połączona z systemem informacji przestrzennej (GIS), dzięki czemu informacje z niej pochodzące mogą być odwzorowywane na mapach cyfrowych i nakładane na różne warstwy (geologiczną, administracyjną itd.). Do tego służą narzędzia ArcView.

Na najgorsze warunki

Do pomiarów geofizycznych wykonywanych w otworach wiertniczych PGNiG wykorzystuje aparaturę cyfrową amerykańskiej firmy Halliburton Logging Services. To laboratorium polowe znajduje się w dużej ciężarówce. Za pomocą sond spuszczanych do otworów i aparatury umieszczonej w pojeździe są badane własności skał, takie jak naturalna promieniotwórczość, gęstość, oporność elektryczna, prędkość fal sprężystych, porowatość itp. Na miejscu od razu jest dokonywana wstępna obróbka danych. Komputer częściowo przelicza otrzymane wyniki pomiarów i dokonuje ich korekcji ze względu na wpływ temperatury, średnicy otworu czy tzw. płuczki wiertniczej (płynu technologicznego, bez którego nie może być wykonane wiercenie). Pomiary, przesyłane za pomocą Internetu lub zapisane na dyskach, są dostarczane do centrum interpretacyjnego, gdzie na ich podstawie wylicza się i interpretuje litologię skał i ich nasycenie ropą czy gazem.

Niektóre sondy mają wbudowane mikroprocesory, dzięki czemu przesyłają na powierzchnię sygnał przetworzony cyfrowo. Ich konstrukcja musi zapewniać możliwość działania w warunkach ekstremalnych. W otworach wiertniczych szczególnie w głębszych partiach panuje bardzo duże ciśnienie, temperatura może osiągać 160 stopni Celsjusza, a sonda jest zanurzona w płynie wypełniającym otwór, który przypomina błoto. "Jednym z pierwszych zastosowań półprzewodników na arsenkach galu były właśnie sondy geofizyczne w przemyśle naftowym" - mówi Paweł Oziembłowski.

Niektóre pomiary mają bardzo skomplikowany charakter. Za pomocą tzw. upadomierza są określane kąty nachylenia warstw skały w otworze. Do ich wyliczenia są potrzebne pomiary oporności powierzchni otworu wiertniczego zebrane z wielu elektrod pomiarowych sondy i zestawione z dokładnymi danymi dotyczącymi orientacji sondy, tj. jej obrotu, szybkości poruszania się i odchyleń od pionu. W ten sposób z dużą dokładnością można ustalić przebieg zmienności nachylenia warstw skalnych, a także szczelinowatość skały. Lepszym przyrządem do badania szczelinowatości jest tzw. telewizor akustyczny, który w podobny sposób jak echosonda rejestruje fale dźwiękowe odbite od powierzchni ściany otworu wiertniczego (dane pochodzące z tego typu pomiarów mogą mieć od kilkudziesięciu do kilkuset megabajtów).

Lokalizowanie miejsc, w których mają być wykonane próbne odwierty, dzięki wykorzystaniu systemu nawigacji satelitarnej (GPS) jest wykonywane z dużą dokładnością.