داده‌ها هنگامی کاربردی می‌شوند که به درستی جمع‌آوری و طبقه‌بندی شوند. این داده‌ها که معمولاً شامل ویژگی‌های ذخایر زیرزمینی است، به منظور تبیین زمینه‌های علمی برای تعیین محل ذخایر نفت خام و گاز طبیعی تفسیر می‌شوند. فرآیند اکتشاف نفت خام و گاز طبیعی سرشار از تردید و با آزمون و خطای فراوان همراه است، زیرا نفت و گازی که جست وجو می‌شود، اغلب صدها فوت پایین‌تر از سطح زمین قرار دارد. از این رو، جمع‌آوری و طبقه‌بندی علمی داده‌ها در کاهش خطای اکتشاف بسیار موثر است. مطالعات زمین‌شناسی زمین شناسان اکتشاف نفت خام و گاز طبیعی را با بررسی ساختار سطحی زمین مناطقی که احتمال دارد منابع نفت و گاز داشته باشند، آغاز می کنند. در اواسط قرن هجدهم زمین شناسان به این نتیجه رسیدند که در سراشیبی‌های تاقدیسی، احتمال وجود ذخایر نفت و گاز بیشتر است. در این تاقدیس‌ها که زمین در محل خود چین خورده است، لایه‌های گنبدی شکل ایجاد شده که نشانگر تعداد زیادی از ذخایر نفت و گاز است. با بررسی و ترسیم مشخصات سطحی و زیرسطحی یک منطقه مشخص، زمین‌شناس پیش‌بینی می‌کند در کدام مناطق احتمال وجود ذخایر نفت خام و گاز طبیعی بیشتر است. زمین‌شناس از ابزار متعددی برای این بررسی بهره می‌برد. از جمله این ابزار، بررسی برش‌های صخره‌های درون زمین، دره‌ها و یا تنگه‌ها از نظر محتوای مایع درون سنگها، تخلخل سنگ، رطوبت‌پذیری، سن و ترتیب شکل یافتن صخره است که امکان استنتاج‌هایی درباره ذخایر احتمالی را به زمین نشان می‌دهد. هنگامی که زمین‌شناس، منطقه‌ای را ارزیابی می کند و احتمال وجود یک منبع نفتی و یا گازی را در آن محدوده محتمل می داند، آزمایش‌های بعدی برای به دست آوردن اطلاعات جزئی‌تر و ترسیم دقیق تشکل‌های زیرزمینی مرتبط با ذخایر نفت و گاز طبیعی انجام می‌شود. معمولاً زمین شناسان این آزمایش‌ها را انجام می دهند. لرزه‌نگاری در اکتشاف لرزه‌نگاری بزرگ ترین پیشرفت پیش بینی نشده در اکتشاف نفت خام و گاز طبیعی است. لرزه‌نگاری بر مطالعه شکل موج‌های ارتعاشی استوار است که از میان لایه‌های زمین عبور می کند و با انواع تشکل‌های زیرزمینی به طور متفاوت تعامل دارد. در سال 1855، ال.پالیمیر، اولین لرزه‌نگار را به عنوان ابزاری برای تشخیص و ثبت زمین‌لرزه‌ها کشف کرد. این دستگاه قادر به ثبت ارتعاش های زمین بود که در یک زمین‌لرزه به وجود می‌آید. این فناوری از سال 1921 به منظور استفاده در یافتن محل تشکل‌های نفتی و گازی زیرزمینی در صنعت نفت به کار برده شد. موج های ارتعاشی یادشده که یک منبع آن را ایجاد می‌کند، از لایه‌های متفاوت زمین عبور می کند و قسمتی از آن را لایه‌های زیرزمینی مختلف به سمت منبع انعکاس می‌دهند. این انعکاس، امکان استفاده از لرزه‌نگاری را برای تبیین ویژگی های لایه‌های زمین به زمین‌شناس می‌دهد. زمین‌شناسان قادرند ارتعاش هایی را در سطح زمین ایجاد و چگونگی بازگشت این ارتعاش ها را به سطح ثبت کنند. موج های ارتعاش ارسال شده در برخورد با صخره‌ها و لایه‌های سخت زمین نسبت به لایه‌های با منفذ زیاد، بازتاب متفاوتی دارند و همین تفاوت به زمین‌شناس امکان می دهد تا محدوده و عمق سنگ های متخلخل را که احتمالاً حاوی نفت و گاز هستند، تخمین بزنند. لرزه‌نگاری ساحلی در لرزه‌نگاری برای اکتشاف در مناطق ساحلی، موج‌های ارتعاشی مصنوعی به سطح زمین فرستاده می‌شوند. این موج ها پس از برخورد با لایه‌های مختلف، بازتابی ایجاد می‌کنند که قطعات حساسی به نام ژئوفون آنها را ثبت می‌کنند. این داده‌های برداشت شده به یک ماشین ثبت ارتعاش منتقل می‌شود تا اطلاعات لازم برای تفسیر زمین شناسان و مهندسان مخزن را فراهم کند. این ماشین وظیفه تقویت، ترجمه و بایگانی ارتعاش های دریافتی از ژئوفون را دارد. در روزهای اولیه اکتشاف لرزه‌ای، امواج لرزه‌ای به وسیله دینامیت ایجاد می‌شود. طراحی و نحوه بارگذاری دینامیت‌ها بسیار دقیق بود، ‌به گونه ای که انفجارهای کوچک امواج لرزه‌ای لازم و ضروری را ایجاد می‌کرد. در اواسط دهه 70 مشخص شد که نوارهای سفیدی به نام نقطه‌های روشن، روی باریکه‌های ثبت شده لرزه‌ای ظاهر می‌شود. این نوارهای سفید، نشانگر وجود ذخایر هیدروکربن در زیر زمین بود. صخره‌های طبیعی و پر منفذ دارای گاز طبیعی اغلب بازتاب های قوی تری نسبت به صخره‌های پر آب و معمولی دارد و از طریق نقطه‌های روشن به صورت مستقیم قابل تشخیص است. این روش تشخیص ذخایر گازی که روش بازرسی مستقیم نام دارد، در برخی موارد ذخایر هیدروکربنی را نمایان نمی کند؛ از این رو روش کاملاً مطمئن و مورد اعتمادی نیست. فناوری های نوین اکتشاف یکی از بزرگ ترین نوآوری‌های تاریخ اکتشاف نفت و گاز، استفاده از رایانه برای ثبت و تحلیل داده‌های زمین‌شناسی بر روی نقشه‌های مخصوص است. با توسعه یافتن میکروپروسسورها، اطمینان استفاده از رایانه برای ثبت و تحلیل داده‌های ارتعاشی، افزایش قابل توجهی یافته است. این مسئله امکان پردازش مقادیر بیشتری از اطلاعات را فراهم کرده و اعتبار و محتوای اطلاعاتی مدل های لرزه‌ای را افزایش داده است. زمین‌شناسان در اکتشاف به کمک رایانه از سه مدل اصلی اکتشاف بهره می‌برند. این مدل ها عبارتند از: - مدل دوبعدی - مدل سه‌بعدی - مدل چهاربعدی فناوری بهره‌گیری از رایانه، آنقدر پیشرفت کرده که اکنون با ترکیب اطلاعات به دست آمده از انواع آزمایش ها مانند گزارش های روزانه، تولید اطلاعات و آزمایش های غلظت‌سنجی امکان ایجاد یک تجسم فکری از زیر زمین را فراهم کرده است. با استفاده از این امکانات، زمین‌شناسان قادر به ترکیب تمام داده‌ها برای پردازش و ایجاد یک تصویر روشن و کامل زمین‌شناسی از زیر زمین هستند. لرزه‌نگاری سه‌بعدی یکی از چشمگیرترین پیشرفت‌ها در اکتشاف به کمک رایانه، توسعه لرزه‌نگاری سه‌بعدی ست. این روش از داده‌های لرزه‌ای منطقه برای ایجاد یک تصویر سه‌بعدی از تشکل‌ها و لایه‌های مختلف زمین‌شناسی منطقه استفاده می‌کند. از آنجاکه این تصویر واقعی می‌تواند برای تخمین زدن وجود لایه‌های هیدروکربنی در منطقه و صفات خاص ساختمان این تشکل ها بسیار مفید باشد، به زمین‌شناسان در تخمین ذخایر هیدروکربوری با احتمال بسیار بالا کمک می کند. استفاده از روش لرزه‌نگاری سه بعدی احتمال موقعیت‌یابی مخزن را تا 50 درصد افزایش می‌دهد. این فناوری با وجود موفقیت‌آمیز بودن، بسیار هزینه‌بر است. لرزه‌نگاری سه‌بعدی می‌تواند بیش از یک میلیون دلار در یک منطقه با 50 مایل مربع مساحت هزینه در بر داشته باشد. در تولید تصاویر سه‌بعدی نیاز به داده‌هایی است که از هزاران نقطه جمع‌آوری شده باشد، حال آن که در روش های دو بعدی صرفاً نیاز به چندصد نقاط داده است. به دلیل پیچیدگی و طولانی بودن فرآیند، از لرزه‌نگاری سه‌بعدی در ترکیب با دیگر روش های اکتشاف استفاده می شود. برای مثال، یک زمین شناس ممکن است از لرزه‌نگاری دوبعدی مرسوم به منظور طراحی و بررسی ویژگی های زمین‌شناسی برای ارزیابی احتمال وجود ذخایر نفت و گاز استفاده کند. در این حالت هنگامی که از فناوری های مقدماتی استفاده می شود، از لرزه‌نگاری سه‌بعدی صرفاً در مناطقی که احتمال وجود ذخایر هیدروکربوری بالا است، استفاده می شود. علاوه بر تعیین محل ذخایر نفت و گاز، لرزه‌نگاری سه‌بعدی در تعیین محل دقیق و بهینه چاه‌های حفاری نیز موثر است. با استفاده از این فناوری، علاوه بر بهینه کردن تعداد چاه ها و کاهش هزینه‌های خرج‌های اضافی، با تعیین محل دقیق چاه ها امکان استخراج بیشتر نفت و گاز از زمین فراهم می‌شود. لرزه‌نگاری سه‌بعدی میزان بازیافت چاه های مولد را به حدود 40 تا 50 درصد افزایش می‌دهد، حال آن که میزان بازیافت چاه هایی که با فناوری های معمولی اکتشاف تعیین محل شده‌اند، 25 تا 30 درصد است. تا سال 1980 تنها یکصد آزمایش لرزه‌نگاری سه‌بعدی صورت گرفته بود.

نویسنده : علیرضا پیمان پاک