Jak Vlastně Najdeme Ropu?

píšu o krypto měnách, raketách a kolonizaci vesmíru, ale moje skutečná práce zahrnovala výrobu softwaru pro geologické modelování.

geologické modelování zahrnuje vytvoření počítačových modelů podpovrchu, což znamená strukturu vrstev horniny pod zemí. Geologové to dělají, aby zjistili, kde by mohla být ropa a kde by měli vrtat.

když jsem se dozvěděl o geologii na střední škole, zjistil jsem, že je to poněkud nudné téma. Nepovažoval jsem za velmi zajímavé zapamatovat si spoustu typů hornin. Ani jsem neviděl žádný jasný účel nebo použití těchto znalostí.

práce jako vývojář softwaru v této oblasti hodně změnila můj pohled do té míry, že jsem si myslel, že za jiných okolností jsem se mohl rozhodnout být geologem.

co dělá geologii vzrušující v této souvislosti, je to, že zjistit, kde je ropa, kolik je a můžete ji nejlépe extrahovat, je jako propracovaná detektivní práce. Detektiv zvedne různé stopy a spojit je dohromady, co se muselo stát události, což vedlo k trestnému činu.

stejně tak geologové musí shromažďovat různé stopy nebo data, aby byli konkrétnější, které může použít k sestavení geologických událostí, ke kterým došlo.

všechna různá data jsou shromažďována a importována do softwaru pro geologické modelování. Tento software má nástroje pro analýzu dat a hledat stopy, které pak mohou být použity k vybudování 3D model podpovrchové obsahující všechny důležité funkce.

uhlovodíky, jako je ropa a plyn, nejsou rozptýleny zcela náhodně. Existují zvláštní geologické rysy, které významně zvyšují pravděpodobnost, že tam najdeme ropu. Hledat ropu znamená hledat tyto geologické rysy.

ať už hledáme jakoukoli funkci, existuje společný vzor. Potřebuješ nějakou past na olej. Ropa teče nahoru a tak hledáme nějaký geologický prvek, který by mohl zachycovat ropu tak, aby se koncentrovala v omezené oblasti.

na rozdíl od typických kreslených vyobrazení ropných nádrží není olej uložen pod zemí v jakési duté jeskyni. Jakkoli to zní divně, olej je ve skutečnosti uložen uvnitř samotné skály. Samozřejmě olej nelze skladovat v žádném druhu horniny. Potřebujeme porézní horninu se spoustou malých dutin a kanálů, kde může být olej umístěn.

to obvykle znamená pískovec. Takže v podstatě kámen, který vznikl stlačením písku. V nějaké dávné minulosti, musela existovat pláž, řeka nebo něco podobného, které ukládalo písek ve velkém množství, které bylo později pokryto nespočetnými dalšími vrstvami horniny, vyvíjející dostatečný tlak na písek, aby se z něj stal pískový kámen.

pískový kámen musí být nahoře pokryt čepovou horninou, jako je břidlice, která není propustná. To je jen efektní způsob, jak říct, že tekutiny nemohou protékat skálou.

potřebujeme také, aby hornina čepice byla tvarována jako nějaký trychtýř, aby se pod ní mohl shromažďovat olej, když se pohybuje nahoru. Existuje mnoho různých způsobů, jak se to může stát. Níže jsou uvedeny různé příklady skalních útvarů, které pomáhají zachycovat olej.

takže geolog se zaměřuje na lokalizaci takových skalních útvarů, vyrobených ze skály správného typu.

poruchové pasti

porucha je to, co dostanete, když se dvě vrstvy hornin posunou vůči sobě navzájem. Když se to stane, obvykle dostanete zemětřesení. Když se člověk posune do úhlu, potenciálně vytvoříte past na olej.

to je důvod, proč když děláte geologické modelování zjistit, kde jsou chyby, je velký problém. Opravdu chcete správně lokalizovat a modelovat své zlomové linie.

jak dát dohromady hádanku a postavit Model

vytvořit model, kde můžete vidět různé typy horninových vrstev a umístění funkcí, jako jsou poruchy, které mohou zachytit olej.

za starých časů by lidé jen vrtali ropu trochu náhodně, aby zjistili, zda by měli štěstí a našli ropu. To je důvod, proč velká pozemní ropná pole v Oklahomě nebo Kalifornii vypadala jako lesy ropných plošin.

po chvíli se trochu chytřeji a odebírali vzorky hornin ze studní a různých hloubek. Při pohledu na tyto vzorky hornin na různých místech byste mohli interpolovat, abyste uhodli, jak vypadala země v oblastech, které jste ještě nevrtali. Např. pokud najdete břidlice a pak pískový kámen na 20 metrů na jednom místě, ale jeho v hloubce 40 metrů na jiném místě, pak můžete dojít k závěru, že skalní útvar mezi nimi není úplně plochý.

dalším krokem bylo snížení měřicích přístrojů lanem a měření vlastností hornin níže v různé hloubce. Mohlo by to být například provedeno pokusem poslat elektrický proud skrz skálu a zjistit, jak dobře vede elektřinu. Pískový kámen naplněný vodou se bude chovat mnohem lépe, než kdyby byl naplněn ropou nebo plynem.

měření v různých hloubkách vytváří data, která nazýváme protokoly studny.

v Norsku, kde žiji, nemáme žádné ropné vrty. Veškerá ropa je získávána z ropných plošin na moři. To je jeden z důvodů, proč těžba ropy v Norsku začala mnohem později než v Texasu. Je velmi obtížné vrtat na moři. V Texasu není ropa často mnohem hlubší než 20 metrů dolů. První objev ropy na norské polici byl téměř 3000 metrů dolů. Přirozeně za takových podmínek můžete náhodně chodit kolem vrtání ropných vrtů a hledat ropu.

pobřežní ropné vrty stojí miliony, ropné plošiny stojí miliardy. Z tohoto důvodu těžba ropy na moři posunula vývoj geologického modelování pomocí seismických dat. Průzkumné lodě v den by vyhodily do vzduchu nějaký dynamit, aby vytvořily masivní zvukové vlny cestující vodou a zemí.

pokud přemýšlíte o světle, víte, že když se podíváte do vody, je odraz. Je to proto, že světlo se odráží na průsečíku mezi materiály s různými vlastnostmi. Stejné je to se zvukem. Takže kdykoli dojde ke změně typu rockového podzemí, získáte odraz zvuku.

Typ mikrofonů, nazývané hydrofony, se šíří po vodní hladině. Ty shromažďují odražené zvukové vlny. Hydrofony jsou vytaženy po průzkumné lodi, aby se mohla pohybovat a střílet seismicky. Střelba seismická v podstatě znamená generování zvuku (akustický signál) a jeho záznam.

toto se mění na data, kterým říkáme seismické kostky. Jedná se o 3D voxelovou strukturu, která se v geologickém softwaru zobrazuje zbarvením akustických reakcí v různých barvách, takže např. oblasti, kde došlo k silnému odrazu, mají jasnější barvy.

to nám umožňuje získat pocit vrstvení hornin a jejich tvaru. To, co neříká, je však, jak hluboké jsou tyto různé skalní útvary nebo z čeho jsou vyrobeny. Vidíme pouze, kde začíná a končí jeden skalní útvar, měřeno v milisekundách.

Toto je důležitý koncept v geologickém modelování. Téměř všechna data, se kterými pracujeme, jsou označena tím, v jaké doméně se nachází. Doména je termín vaku pro to, zda jsou hloubky měřeny v časových jednotkách nebo délkových jednotkách, jako jsou metry nebo nohy.

musíme být schopni převést tato data založená na čase na data založená na hloubce. To je místo, kde detektivní práce přichází do hry. Můžeme kombinovat stopy. Obvykle jsme provedli několik zkušebních vrtů a zaznamenali protokoly studny. To znamená, že soudě podle protokolů studny můžeme vidět přechody mezi různými vrstvami hornin měřenými do hloubky.

tyto protokoly můžeme porovnat se seismickými daty. Pokud dokážeme lokalizovat vrstvu měřenou v čase, která vypadá jako vrstva z protokolu studny měřená v hloubce, pak jsme schopni přiřadit hodnotu hloubky konkrétní časové hodnotě.

jak to děláme, je poměrně složité. Můžeme např. měřit akustické vlastnosti hornin pomocí protokolu studny. V různých hloubkách zkontrolujte, jak rychle zvuk prochází skálou. To znamená, že pomocí mnoha složitých výpočtů můžeme vytvořit jakýsi falešný seismický signál, který můžeme porovnat se skutečným seismickým signálem. Geolog může v softwaru protáhnout a zmáčknout tento falešný seismický, dokud neodpovídá seismickému z průzkumné lodi v oblasti kolem studny.

software bude sledovat protahování a mačkání pro výpočet vztahu mezi různými hloubkami v čase. Jakmile jsme odvodili tento vztah mezi časem a hloubkou ve více jamkách, můžeme mezi nimi interpolovat pomocí seismické krychle, která nás vede.

což nám umožňuje vytvářet sítě nebo 3D povrchy měřené v čase zvaném horizonty. Horizonty označují průsečík mezi dvěma různými vrstvami hornin.

v tomto bodě však nejsme hotovi. Musíme zjistit, jaké druhy hornin existují mezi různými vrstvami hornin a jejich vlastnostmi. Chceme také znát jejich vlastnosti. Např. jaká je pórovitost pískovce. Pokud má velkou pórovitost, má potenciál obsahovat hodně oleje. Ale pokud má nízkou propustnost, pak malé dutiny nejsou dobře spojeny a olej nemůže snadno ze zásobníku do ropného vrtu.

proto vytváříme datové struktury nazývané zóny představující oblast mezi horizonty. Při pohledu na protokoly studny se geologové snaží určit vlastnosti a typ hornin. Tento druh práce vyžaduje spoustu statistik a korelace. Data protokolu, která získáme, jsou věci jako:

• gama protokoly, měření gama záření vyzařovaného ze skály.
• neutrinové protokoly, měření hustoty neutrinových částic.
• protokoly odporu. Změřte elektrický odpor.
• Sonic log, změřte čas potřebný pro zvuk cestovat přes skálu.

zkrátka Žádný opravdu neměří přímo vlastnosti, po kterých jdeme, jako je pórovitost a propustnost. Musíme využít znalosti o statistických vztazích mezi měřenými protokoly a vlastnostmi, které nás zajímají.

ale stále ještě nejsme hotovi, protože rozdíl mezi typy hornin nenastává jen vrstvu po vrstvě. Mohly tam být meandrující řeky, pláže atd., které ukládaly písek, který se proměnil v pískovec, který vidíme. Potřebujeme podrobnější modelování, protože naše ropná nádrž nebude jeden homogenní kus pískovce.

proto vytváříme mřížku, což znamená, že rozdělíme celý náš model na spoustu malých buněk, které jsou obvykle ve tvaru krychle. Ke každé buňce můžeme přiřadit různé hodnoty pórovitosti, propustnosti a typu hornin.

to nám umožňuje provádět výpočty, kolik celkového prostoru je v nádrži na olej.

obvykle je nádrž velmi složitá věc. Existují různé tlaky a při výrobě ropných tekutin, jako je ropa, plyn a voda, se budou pohybovat uvnitř nádrže a ovlivní, kolik oleje můžete vyrobit. Proto provádíme simulace na těchto modelech sítě, abychom předpověděli, jak bude produkce ropy v průběhu času.

smyčky a odpovídající historie

způsob, jakým jsem to všechno doposud prezentoval, je, jako by se proces neustále pohyboval pouze jedním směrem. Ale ve skutečnosti se skládá z větších a menších smyček. V průběhu času vždy získáváte více dat. Vrtáte více studní a získáte více kulatiny. Při výrobě ropy po delší dobu můžete porovnat skutečnou produkci s tím, co jste předpovídali. Tomu říkáme shoda historie. To vše se používá k neustálému zlepšování našeho geologického modelu ropného pole, abychom mohli objevovat nová místa, kde získat ropu nebo získat lepší představu o budoucí těžbě ropy.

další, reprezentace dat geologických modelů

dobře, vynechal jsem spoustu podrobností, ale doufám, že to poskytlo přehled o tom, jak geolog pracuje a jak najdeme ropu. Dále chci napsat více o specifikách datových typů, které používáme k modelování olejové nádrže a podpovrchu, a jak spolu souvisejí.

mým zamýšleným publikem jsou lidé, kteří nejsou geologové, ale kteří jsou možná vývojáři softwaru a chtějí lépe porozumět tomu, jak se tento druh softwaru vyrábí.