Hvordan Finner Vi Faktisk Olje?

jeg skriver om krypto valutaer, raketter og plass kolonisering, men min faktiske jobb involvert å lage programvare for geologisk modellering.

Geologisk modellering innebærer å lage datamodeller av undergrunnen, noe som betyr strukturen av lagene av stein under bakken. Geologer gjør dette for å finne ut hvor det kan være olje og hvor de burde bore.

Når jeg lærer om geologi i videregående skole, fant jeg det å være et ganske kjedelig emne. Jeg fant det ikke veldig interessant å huske en haug med bergarter. Jeg så heller ingen klar hensikt eller anvendelse av denne kunnskapen.

Å Jobbe som programvareutvikler på dette feltet, endret mitt perspektiv mye, til det punktet at jeg under andre omstendigheter kunne ha valgt å være geolog.

det som gjør geologien spennende i denne sammenhengen, er at det å finne ut hvor oljen er, hvor mye det er og du best kan trekke den ut, er som forseggjort detektivarbeid. Detektivet plukker opp ulike ledetråder og kombinerer dem for å sette sammen hvilke hendelser som må ha skjedd, som fører opp til forbrytelsen.

På samme måte må geologene samle ulike ledetråder eller data, for å være mer spesifikke, som han kan bruke til å sette sammen de geologiske hendelsene som har skjedd.

Alle de ulike dataene samles inn og importeres til programvare for geologisk modellering. Denne programvaren har verktøy for å analysere dataene og se etter ledetråder som deretter kan benyttes til å bygge OPP EN 3D-modell av undergrunnen som inneholder alle viktige funksjoner.

Hydrokarboner som olje og gass er ikke spredt om helt tilfeldig. Det er spesielle geologiske egenskaper som øker sannsynligheten for at vi finner olje der. Å lete etter olje betyr å lete etter disse geologiske egenskapene.

uansett hvilken funksjon vi leter etter, er det et felles mønster. Du trenger en slags oljefelle. Oljen flyter oppover, og så ser vi etter noen geologiske trekk som kan fange olje, slik at den konsentrerer seg i et begrenset område.

I Motsetning til typiske tegneserieskildringer av oljereservoarer, er oljen ikke lagret under jorden i en slags hul hule. Så rart som det høres ut, er oljen faktisk lagret inne i selve fjellet. Selvfølgelig kan ikke olje lagres i noen form for stein. Vi trenger en porøs stein med mange små hulrom og kanaler der oljen kan ligge.

Vanligvis betyr det en sandstein. Så i utgangspunktet en stein som har dannet ved kompresjon av sand. I en fjern fortid må det ha vært en strand, elv eller noe lignende som har avsatt sand i store mengder som senere har blitt dekket av utallige andre lag av stein, og legger nok press på sanden for å gjøre den til sandstein.

sandsteinen må være dekket over av en cap rock, slik som skifer som ikke er gjennomtrengelig. Det er bare en fancy måte å si at væsker ikke kan strømme gjennom fjellet.

vi trenger også cap rock å være formet som en slags trakt, slik at olje kan samle under det som den beveger seg oppover. Det er mange forskjellige måter dette kan skje. Nedenfor er ulike eksempler på fjellformasjoner som bidrar til å fange oljen.

så geologen fokuserer på å finne slike fjellformasjoner, laget av stein av riktig type type.

Feilfeller

en feil er hva du får når to berglag skifter, i forhold til hverandre. Når det skjer, får du vanligvis en jordskjelv. Når man skifter opp i en vinkel, kan man potensielt lage en felle for oljen.

det er derfor når du gjør geologisk modellering å finne ut hvor feilene er, er en stor avtale. Du virkelig ønsker å finne og modellere feil linjer riktig.

Hvordan Sette Sammen Puslespillet Og Bygge En Modell

for å lage en modell der du kan se de forskjellige typer steinlag, og plassering av funksjoner som feil, som kan fange olje.

i gamle dager ville folk bare bore olje litt tilfeldig for å se om de ville bli heldige og finne olje. Oklahoma eller California så ut som skoger av oljerigger.

etter en stund ble de litt klokere og de tok ut steinprøver fra brønnene og forskjellige dybder. Ved å se på disse steinprøver på forskjellige steder kan du interpolere for å gjette hvordan bakken så ut i områder du ikke hadde boret ennå. F. eks. hvis du finner skifer og deretter sandstein på 20 meter på ett sted, men på 40 meters dybde på et annet sted, kan du konkludere med at fjellformasjonen i mellom ikke er helt flat.

neste steg var å senke ned måleinstrumenter med tau og måle egenskapene til bergartene under på forskjellig dybde. Det kan for eksempel gjøres ved å forsøke å sende elektrisk strøm gjennom fjellet og se hvor godt det leder strøm. Sandstein fylt med vann vil f. eks. utføre mye bedre enn om den er fylt med olje eller gass.

Måling på forskjellig dybde gir data vi kaller brønnlogger.

I Norge, der jeg bor, har vi ingen landbaserte oljebrønner. All olje hentes fra offshore oljeplattformer. Det er en av grunnene til at oljeproduksjonen i Norge startet mye senere enn si I Texas. Det er veldig vanskelig å bore på sjøen. I Texas er oljen ofte ikke mye dypere enn 20 meter ned. Det første oljefunnet på norsk sokkel var nesten 3000 meter ned. Naturligvis under slike forhold kan du gå rundt boring oljebrønner tilfeldig på jakt etter olje.

Onshore oljebrønner koster millioner, oljeplattformer koster milliarder. Av denne grunn offshore oljeboring presset utviklingen av geologisk modellering ved hjelp av seismiske data. Survey skip tilbake på dagen ville blåse opp litt dynamitt for å skape massive lydbølger som reiser gjennom vannet og bakken.

hvis du tenker på lys, vet du at når du ser på vannet, er det en refleksjon. Det er fordi lyset reflekterer i skjæringspunktet mellom materialer med forskjellige egenskaper. Det er det samme med lyd. Så når det er en endring i typen rock under jorden, vil du få en refleksjon av lyden.

en type mikrofoner, kalt hydrofoner, er spredt over vannoverflaten. Disse samler de reflekterte lydbølgene. Hydrofonene trekkes etter undersøkelsesskipet slik at det kan bevege seg rundt og skyte seismikk. Skyting seismikk betyr i utgangspunktet å generere lyd (et akustisk signal) og registrere det.

dette gjøres om til data vi kaller seismiske kuber. Det er EN 3d voxel struktur, som i geologisk programvare er vist ved å fargelegge de akustiske responser i forskjellige farger, slik at f. eks. områder der det var sterk refleksjon, har lysere farger.

Dette tillater oss å få en følelse av lagdeling av bergarter og deres form. Hva det ikke forteller er imidlertid hvor dypt disse forskjellige fjellformasjoner er eller hva de er laget av. Vi ser bare hvor en fjellformasjon begynner og slutter, målt i millisekunder.

Dette er et viktig begrep i geologisk modellering. Nesten alle data vi jobber med er merket med hvilket domene det er i. Et domene er bag termen for om dybder måles i tidsenheter eller lengde enheter som meter eller fot.

Vi må kunne konvertere denne tidsbaserte data til dybdebaserte data. Det er her detektivarbeidet kommer inn i spill. Vi kan kombinere ledetråder. Vanligvis har vi gjort noen testboringer og registrert brønnlogger. Det betyr å dømme etter brønnloggene kan vi se overganger mellom ulike berglag målt i dybden.

vi kan sammenligne disse loggene med seismiske data. Hvis vi kan finne et lag målt i tid som ser ut som et lag fra brønnloggen målt i dybden, kan vi tildele en dybdeverdi til en bestemt tidsverdi.

Hvordan vi gjør dette er ganske intrikat. Vi kan for eksempel måle de akustiske egenskapene til bergarter med en brønnlogg. På forskjellige dybder sjekke hvor fort lyden reiser gjennom fjellet. Dette betyr at vi gjennom en rekke kompliserte beregninger kan skape et slags falskt seismisk signal som vi kan sammenligne med den virkelige seismikken. En geolog kan i programvaren strekke og klemme denne falske seismikken til den samsvarer med seismikken fra undersøkelsesskipet i området rundt brønnen.

programvaren vil holde styr på strekk og klemme for å beregne forholdet mellom ulike dybder i tid. Når vi har avledet dette forholdet mellom tid og dybde i flere brønner, kan vi interpolere mellom dem ved hjelp av den seismiske kuben for å veilede oss.

som gjør at vi kan produsere masker eller 3d-overflater målt i tid kalt horisonter. Horisonter indikerer skjæringspunktet mellom to forskjellige berglag.

vi er ikke ferdige på dette punktet skjønt. Vi må finne ut hva slags bergarter som finnes mellom de forskjellige berglagene og deres egenskaper. Vi ønsker også å vite deres egenskaper. F. eks hva er porøsiteten til sandstenen. Hvis den har stor porøsitet, har den potensial for å inneholde mye olje. Men hvis den har lav permeabilitet, er de små hulrommene ikke godt forbundet, og oljen kan ikke lett fra reservoaret til oljebrønnen.

derfor lager vi datastrukturer kalt soner som representerer området mellom horisonter. Ved å se på brønnloggene prøver geologer å bestemme bergegenskaper og type. Denne typen arbeid krever mye statistikk og korrelasjon. Loggdataene vi får er ting som:

• Gamma logger, måle gammastråler som slippes ut fra fjellet.
• Neutrino logger, måling av neutrino partikkel tettheter.
• Resistivitetslogger. Mål den elektriske motstanden.
• Sonic log, måle tiden det tar for lyden å reise gjennom fjellet.

kort sagt ingen virkelig måler direkte egenskapene vi er ute etter som porøsitet og permeabilitet. Vi må bruke kunnskap om statistiske sammenhenger mellom loggene vi har målt og egenskapene vi er interessert i.

men vi er fortsatt ikke ferdige, fordi forskjellen mellom bergarter ikke forekommer bare lag for lag. Det kunne ha vært buktende elver, strender etc som avsatt sand som forvandlet til sandstein vi ser. Vi trenger en mer detaljert modellering, fordi vårt oljereservoar ikke kommer til å være en homogen del av sandstein.

det er derfor vi lager et rutenett som betyr at vi deler opp hele modellen i mange små celler, som vanligvis er kubeformede. Til hver celle kan vi tildele forskjellige verdier for porøsitet, permeabilitet og bergtype.

dette gjør at vi kan utføre beregninger av hvor mye total plass det er i reservoaret for olje.

vanligvis er et reservoar en veldig kompleks ting. Det er forskjellige trykk, og når du produserer oljevæsker som olje, vil gass og vann bevege seg rundt i reservoaret og påvirke hvor mye olje du kan produsere. Derfor kjører vi simuleringer på disse nettmodellene for å forutsi hvordan oljeproduksjonen vil være over tid.

Loops og History Matching

måten jeg har presentert alt dette så langt er som om prosessen beveger seg i bare en retning hele tiden. Men egentlig består det av større og mindre løkker. Du får alltid mer data over tid. Du borer flere brønner og får flere brønnlogger. Når du produserer olje over lengre tid, kan du matche den faktiske produksjonen med det du forutså. Vi kaller det historie matching. Alt dette brukes til å kontinuerlig forbedre vår geologiske modell av et oljefelt, slik at vi kan oppdage nye steder å få olje eller få en bedre ide om fremtidig oljeproduksjon.

Neste, Datarepresentasjon Av Geologiske Modeller

Ok, jeg la ut mange detaljer, men jeg håper dette ga en oversikt over hvordan en geolog jobber og hvordan vi finner olje. Deretter vil jeg skrive mer om detaljene til datatypene vi bruker til å modellere oljereservoaret og undergrunnen, og hvordan de er relatert.

mitt tiltenkte publikum er folk som ikke er geologer, men som kanskje er programvareutviklere og vil forstå bedre hvordan denne typen programvare er laget.