Gelombang seismik, jenis gelombang yang sama yang digunakan untuk mempelajari gempa bumi, juga digunakan untuk mengeksplorasi bawah tanah yang dalam untuk reservoir minyak dan gas alam.
Gelombang seismik - alat yang sama yang digunakan untuk mempelajari gempa bumi - sering digunakan untuk mencari minyak dan gas alam jauh di bawah permukaan bumi. Gelombang energi ini bergerak melalui Bumi, sama seperti gelombang suara bergerak di udara. Dalam eksplorasi minyak dan gas, gelombang seismik dikirim jauh ke Bumi dan dibiarkan memantul kembali. Ahli geofisika merekam gelombang untuk belajar tentang reservoir minyak dan gas yang terletak di bawah permukaan bumi. Bob Hardage dari Biro Geologi Ekonomi Universitas Texas adalah pakar penggunaan teknologi ini untuk eksplorasi minyak dan gas. Dia berbicara dengan Mike Brennan dari EarthSky.
Dua sumber vibroseis bekerja bersama-sama untuk membentuk larik sumber seismik di seluruh situs penyerapan CO2.
Bagaimana teknologi seismik digunakan dalam menemukan minyak dan gas saat ini?
Apa yang kami gunakan dalam mengeksplorasi sumber daya energi Bumi disebut seismologi refleksi. Ketika Anda menggunakan gelombang seismik dalam studi gempa bumi, gempa bumi adalah sumber energi, yaitu sumber gelombang. Tetapi, dalam menggunakan seismologi refleksi untuk eksplorasi minyak dan gas, kita harus mengerahkan beberapa jenis sumber energi yang dapat diterima di permukaan bumi dan kemudian mendistribusikan sejumlah sensor seismik yang sesuai di permukaan bumi yang akan merekam gelombang yang dipantulkan kembali.
Jadi, Anda adalah gelombang seismik yang turun ke Bumi, mereka memantul kembali, dan kemudian Anda memiliki sensor di permukaan Bumi yang menangkap pantulan itu?
Iya. Itulah tepatnya yang dilakukan. Ada berbagai sumber energi yang digunakan. Yang paling umum yang digunakan di darat disebut vibroseis. Mereka sangat besar, kendaraan berat yang beratnya 60.000 hingga 70.000 pound. Mereka menerapkan pelat dasar ke Bumi, dan mereka memiliki sistem hidrolik yang terintegrasi ke dalam kendaraan yang menggetarkan pelat dasar itu pada rentang frekuensi yang telah ditentukan. Jadi vibroseis - itulah yang kita sebut stasiun sumber - menjadi sumber energi gelombang seismik.
Medan gelombang yang dihasilkan di stasiun sumber terpancar dari titik itu sebagai gelombang tiga dimensi. Turun dan mencerminkan kembali. Medan gelombang yang dipantulkan dari setiap antarmuka batuan yang ditemui dalam propagasi medan gelombang yang turun ini kemudian direkam di permukaan bumi oleh sensor, yang kami sebut geofon. Mereka didistribusikan dalam geometri tertentu di permukaan, di atas bidang yang diminati. Kami menggunakan respons sensor tersebut untuk mencitrakan interior Bumi, di tempat-tempat di mana kami tertarik untuk mendapatkan pemahaman geologi yang sangat terperinci.
Ketika bidang gelombang yang dipantulkan kembali ke permukaan bumi, tempat geophone berada, kasing geophone bergerak saat Bumi bergerak. Tapi di dalam kasus itu adalah kumparan kawat tembaga yang ditangguhkan ini. Ada magnet yang melekat pada case geophone, dan ketika Bumi menggerakkan case dan magnetnya melekat pada case, magnet itu bergerak melintasi kabel-kabel tembaga dan keluar menghasilkan tegangan.
Ini adalah perangkat kecil yang sangat sederhana, tetapi geofon sekarang menjadi sangat sensitif. Untuk memberi Anda gambaran sensitivitas, kami harus menghentikan rekaman seismik jika angin mencapai, katakanlah, 20 mil per jam atau lebih tinggi. Alasannya adalah angin mengguncang rumput dan mempengaruhi sinyal. Itu hanya membangun kebisingan latar belakang di geophone yang tidak diinginkan.
Seekor serangga kecil, bahkan seekor semut, dapat merangkak melintasi bagian atas sebuah geophone, dan ia akan menghasilkan suara di dalam geophone itu. Jadi mereka adalah perangkat yang sangat sangat sensitif.
Sensor seismik sedang digunakan.
Apakah ada teknologi seismik lain yang digunakan?
Iya. Saya belum membicarakan tentang pekerjaan seismik lepas pantai, dan sebenarnya ada lebih banyak data seismik yang diperoleh di lepas pantai daripada di darat. Ada berbagai jenis teknologi yang digunakan di luar negeri. Karena kekhawatiran lingkungan yang sangat dapat dibenarkan untuk hewan laut - terutama paus, lumba-lumba dan senjata udara semacam itu - adalah satu-satunya sumber seismik yang digunakan di lepas pantai.
Ini adalah perangkat yang ditarik di belakang kapal. Array pistol udara, ketika mereka melepaskan energi terkompresi, menghasilkan gelombang tekanan yang kuat. Gelombang tekanan bergerak melalui kolom air, kemudian memasuki lapisan dasar laut, merambat ke bawah untuk menerangi geologi. Medan gelombang yang dipantulkan kemudian kembali naik dan melakukan perjalanan melalui kolom air ke kabel mikrofon yang ditarik oleh kapal yang sama, atau oleh kapal pendamping yang terpisah.
Kabel hidropik yang ditarik ini sekarang juga menjadi sangat besar. Mereka mungkin sepanjang, katakanlah, bahkan 15 kilometer (9 mil). Dan mungkin ada, di beberapa kapal modern, mungkin 20 atau lebih dari kabel-kabel itu, berdampingan, menyebar secara lateral dengan jarak sekitar satu kilometer. Jadi array sensor yang ada di air agak membingungkan.
Sekali lagi, ini hidrofon yang merekam medan gelombang pantul ini mendigitalkan peristiwa refleksi seismik yang akan datang dengan kenaikan waktu yang sangat kecil - satu atau dua interval milidetik - untuk periode waktu yang lama beberapa detik. Jadi Anda mendapatkan data yang sangat mendalam. Ini agak luar biasa dari teknologi perekaman digital dalam hal massa data yang ditangani.
Stasiun rekaman seismik lengkap digunakan di seluruh prospek panas bumi. Superphone tunggal menerima sinyal pantulan, yang didigitalkan dan disimpan oleh modul berlabel GSR 4.
Bagaimana teknologi ini berubah?
Seiring waktu, ternyata, industri minyak dan gas telah menjadi salah satu pendorong terbesar pengembangan teknologi perekaman digital.
Ketika saya memulai bisnis ini, pada akhir 1960-an, industri minyak dan gas sedang beralih dari perekaman data analog ke perekaman data digital. Sistem digital pertama sangat terbatas di kapasitas saluran data. Ketika saya menggunakan istilah itu saluran dataMaksudku berapa banyak sensor seismik yang direkam. Jika Anda merekam, katakanlah, 50 saluran data, Anda mendapat tanggapan dari 50 geophone. Dalam beberapa sistem awal, kami sangat senang bahwa kami dapat merekam 48 saluran data atau 96 saluran data.
Antena penerima yang bisa kita buat di permukaan Bumi cukup terbatas dalam ukurannya dan bagaimana Anda bisa mengkonfigurasinya. Sepanjang tahun 1970-an, ada dorongan untuk menciptakan sistem perekaman data yang lebih baik, lebih besar, lebih cepat. Ngomong-ngomong, itu masih terjadi hari ini.
Pada 1970-an, juga, ada beberapa kontraktor seismik, tetapi satu perusahaan mendominasi bisnis. Mereka sangat mirip dengan Microsoft pada masa mereka dalam profesi itu. Mereka disebut GSI - Geophysical Services, Inc. - dan mereka adalah salah satu pengembang awal dari teknologi rekaman seismik digital. Kita, sekali lagi, pada jangka waktu ketika elektronik solid state datang ke tempat kejadian. GSI memutuskan bahwa mereka perlu membangun atau membuat perusahaan internal sendiri untuk membangun perangkat solid state yang diperlukan untuk perekam seismik. Mereka menciptakan perusahaan baru dan menamakannya Texas Instruments. Sekarang Texas Instruments, seperti yang Anda tahu, besar di industri digital. Itu dominan. Sementara itu, GSI, kontraktor seismik hilang dari tempat kejadian, yang tidak pernah dipikirkan oleh siapa pun.
Jadi saya mencoba melukis gambar tentang industri minyak dan gas. Sudah menjadi pendorong bagi perkembangan besar-besaran di industri digital yang dihidupi semua orang saat ini - ponsel yang digunakan semua orang, dan yang lainnya.
Menggambar operasi seismik laut. Setiap kotak merah yang ditarik oleh kapal adalah deretan senapan angin.
Apa hal terpenting yang perlu diketahui orang tentang teknologi seismik yang digunakan dalam eksplorasi minyak dan gas?
Nah, satu hal kunci tentang teknologi seismik untuk minyak dan gas adalah bahwa industri lain berdiri untuk mendapatkan manfaat yang sama dari kemajuan dalam seismologi refleksi ini. Satu dermawan adalah panas bumi, yang merupakan jenis energi terbarukan yang kita semua sangat tertarik sekarang.
Aplikasi seismologi refleksi lain yang kuat dan tak ternilai, yang membawa kita ke beberapa masalah lingkungan, adalah kesadaran yang muncul di seluruh dunia tentang keseriusan konsentrasi CO2 di atmosfer. Ada gerakan untuk menangkap CO2 buatan manusia, dan mengambilnya di tempat yang tidak mencemari lingkungan. Penyerapan CO2 sangat tergantung pada teknologi refleksi seismik. Alasannya adalah ini: industri minyak dan gas menginginkan teknologi seismik sehingga mereka dapat memahami geologi dan mengekstraksi minyak dan gas. Tetapi mereka yang ingin mengambil CO2 membutuhkan informasi yang persis sama. Tidak masalah ke arah mana Anda memindahkan cairan, mengeluarkannya dari sistem batuan atau memasukkannya ke dalam sistem batuan, Anda memerlukan teknologi yang sama untuk membantu Anda memutuskan apa yang harus Anda lakukan agar aman dan efisien dalam mengelola gerakan cairan.
Dalam kelompok penelitian kami, kami menerapkan teknologi seismik untuk masalah minyak dan gas yang membantu perusahaan menjadi lebih efisien dalam mengekstraksi minyak dan gas dari reservoir. Tetapi kami juga melakukan banyak pekerjaan menerapkan teknologi yang sama untuk aplikasi panas bumi dan untuk aplikasi penyerapan CO2.
Jadi penggunaan teknologi refleksi seismik cukup luas. Teknologi ini akan terus didominasi oleh komunitas minyak dan gas di masa mendatang. Tapi siapa sangka 10 tahun yang lalu bahwa teknologi refleksi seismik akan memainkan peran penting dalam penyerapan CO2, Anda tahu? Kami akan melihat apa yang dibawa masa depan!
Lihat video ini tentang penggunaan teknologi seismik untuk eksplorasi minyak dan gas.