لرزه‌ نگاری چهار بعدی چیست؟

 لرزه‌ نگاری مطالعه علمی گسترش امواج الاستیک در زمین می‌باشد و به عنوان یکی از شاخه‌های ژئوفیزیک شناخته می‌شود. از آنجا که امکان دسترسی به لایه‌ها و ساختارهای درون زمین میسر نمی‌باشد، امواج الاستیک (یا امواج آکوستیک) این امکان را فراهم می‌کند که به بازسازی اطلاعاتی آنچه در زیر زمین وجود دارد، با استفاده از اطلاعات بدست آمده از این امواج بپردازند. بدین صورت لرزه‌شناسی، به زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی مرتبط می‌شود.

امواج لرزه‌ای همان امواج صوتی با طیف فرکانس گسترده‌تری هستند که به سه نوع کلی امواج فشاری، امواج برشی و امواج سطحی طبقه‌بندی می‌شوند. سرعت انتشار امواج نیز بستگی به جنس محیط دارد. علم لرزه خود به دو گروه اصلی زلزله و نفت تقسیم می‌گردد. در شاخه زلزله، امواج زلزله که از همان امواج صوتی می‌باشند مورد مطالعه قرار می‌گیرد. امواج زلزله حاوی اطلاعات زیادی از لایه‌های مختلف کره زمین می‌باشند که با ثبت و رکورد این امواج بدست خواهد آمد.

در شاخه نفت اطلاعات لرزه‌ای با ایجاد امواج لرزه‌ای مصنوعی در سطح زمین و دریافت بازتاب این امواج از درون لایه‌های زیر سطحی به دست می‌آید. به دلائل اقتصادی و اهمیت اکتشاف و تولید نفت علم لرزه کاربردهای فراوانی در صنعت انرژی پیدا کرده است. کاربرد علم لرزه در صنعت نفت خود به دو گروه لرزه‌نگاری اکتشافی و لرزه‌نگاری توسعه‌ای تقسیم می‌گردد. لرزه‌نگاری اکتشافی بیشتر بصورت دو بعدی ولی لرزه‌نگاری توسعه‌ای میادین شناخته شده بصورت سه بعدی و چهار بعدی انجام می‌گیرد.

لرزه نگاری ۴ بعدی

عملیات لرزه نگاری مهمترین ابزار مهندسان ژئوفیزیک برای اکتشاف نفت و گاز بوده که براساس مطالعه شکل امواج صوتی یا ارتعاشی که توسط منبع انرژى به داخل زمین فرستاده می‌شود، استوار است. این امواج پس از عبور از لایه‌های متفاوت، قسمتی از آن به سمت منبع یا نقطه‌ای مشخص (سطح زمین) انعکاس می‌یابد. امواج در اثر اختلاف چگالی و سرعت صوت در لایه‌های مختلف ژئوفیزیکی؛ انعکاس‌های گوناگون دارند و توسط ژئوفون‌ها) در خشکی(و هیدروفون‌ها) در دریا(جذب می‌شوند. تفاوت در انعکاس امواج از لایه‌های مختلف به زمین شناسان امکان می‌دهدکه محدوده و عمق سنگ‌های متخلخل راکه احتمالاً حاوی نفت و گاز هستند، تخمین بزنند. بعد از ایجاد موج در لرزه نگاری؛ نوبت به دریافت و تفسیر داده‌ها می‌رسد.

مهمترین روش‌ها برای ترسیم داده‌ها به صورت دو بعدی، سه بعدی و چهار بعدی می‌باشد. در گذشته هدف کلی لرزه نگاری ۳ بعدی تعیین قدرت تفکیک بهتر زمین شناسی منطقه نسبت به لرزه نگاری دو بعدی بود. در لرزه نگاری سه بعدی برداشت داده‌ها منحصر به یک صفحه عمودی شامل چشمه و گیرنده نبوده بلکه گیرنده‌ها در سطح زمین به صورت یک صفحه مشبک قرار می‌گرفتند. بنابراین در این روش یک حجم از داده‌های لرزه‌ای بدست می‌آمد. توسعه تکنیک‌های لرزه نگاری ۳ بعدی در دهه ۱۹۷۰ از یک سو باعث موفقیت‌های چشمگیری در اکتشاف و توصیف مخزن و از سویی دیگر به توسعه بهتر مخزن و عملکرد اقتصادی آن منجر شد.

اما هم اکنون فناوری ۴-بعدی به عنوان بهترین شیوه در بسیاری از کشورها استفاده می‌شود. بر روی بیش از ۱۸۰ میدان نفتی و گازی، لرزه نگاری‌ها برای تعیین داده‌های بیشتر تکرارشده است.

لرزه نگاری ۴ بعدی شامل جمع آوری، پردازش و تحلیل لرزه‌نگاری‌های پی در پی یک میدان هیدروکربوری درحال تولید است. هدف این نوع لرزه نگاری تعیین تغییرات در مخزن با مقایسه داده‌هاست که این تغییرات می‌تواند ناشی از تولید هیدروکربن یا تزریق آب یا گاز در مخزن باشد.

فناوری لرزه نگاری ۴بعدی در تمام عمر مخزن از ابتدای تولید، برای تعیین فشار مخازن، تا اواسط عمر مخزن، برای مشاهده جبهه حرکت آب و حتی در اواخر عمر مخزن، برای مشخص کردن مکان‌های نفت جاروب نشده وکنار زده شده،کاربرد دارد.

زمانی که عدم قطعیت زیادی وجود دارد، استفاده از این فناوری مفید خواهد بود. فاکتورهای زیادی در این که سیگنال‌ها در مخزن می‌توانند در مراحل مختلف اندازه گیری به خوبی دریافت شوند وجود دارد که شامل سنگ مخزن، ماهیت و سرعت تغییر سیال تولیدی یا تزریقی مخزن می‌شود. این دو عامل با هم قدرت نسبی سیگنال‌های لرزه نگاری را تحت تاثیر قرار می‌دهد. لرزه نگاری همچنین باید توانایی تکرار دقیق بررسی قبلی را داشته باشد.

هزینه لرزه نگاری ۴-بعدی ۱ تا ۲ دلار در هر بشکه تخمین زده شده است. اگر چه کاهش ریسک تولید از مخزن و افزایش برداشت ۲۰ تا ۳۰ درصدی که گفته می‌شود با استفاده از این فناوری حاصل می‌شود، ولی هزینه‌های لرزه نگاری ۴بعدی را به خوبی جبران می‌کند. براساس ارزیابی‌های مستقل انجام شده تا سال ۲۰۲۰، لرزه نگاری ۴بعدی در تولید بیش از ۱۱ میلیون بشکه نفت در روز مشارکت دارد.

به هر حال لزوم انجام برآوردهای اقتصادی قبل از انجام عملیات لرزه نگاری ۴بعدی، ضروری به نظر می‌رسد.