تحول زلزالي نحو استطلاعات أكثر هدوءًا

© dejavudesigns / Adobe Stock

منذ الأيام الأولى للتنقيب عن النفط والغاز في الخارج ، كانت الحاجة إلى "إطلاق النار" على المسوحات السيزمية تساعد الشركات في العثور على الهيدروكربونات التي يمكن أن تنتجها بعد ذلك.

تساعد البيانات السيزمية علماء الجيوفيزيائيين والجيولوجيين على فهم التكوينات الصخرية في الأرض ، وما الذي يمكن أن يحدث فيها ، والأهم من ذلك ، إذا كانت تحتوي على النفط والغاز. على غرار الحصول على البيانات السيزمية على اليابسة ، فهذا يعني إنبعاث طاقة صوتية (مصدر) ثم اكتشاف عودتها وتفسير تلك المعلومات لصورة تحت سطح الأرض.

في حين ابتعدت الصناعة عن استخدام الديناميت كمصدر في الستينيات ، إلا أن الطاقة الصوتية التي تم إنشاؤها ، الآن في الغالب عن طريق البنادق الجوية ، لا تزال تؤثر على الحياة البحرية. على هذا النحو ، يتم تنظيم الاستخدام بشكل كبير. تستخدم العديد من الدول إرشادات لجنة حماية الطبيعة المشتركة التي تتخذ من المملكة المتحدة مقراً لها ، والتي ستشهد تأخير النشاط إذا تم اكتشاف حيوان ثديي بحري على بعد 500 متر. يوجد لدى الهيئة الأسترالية الوطنية لسلامة البترول وإدارة البيئة البحرية منطقة تقع على بعد 1-3 كيلومترات ، بينما تقع في البرازيل وأيرلندا على بعد كيلومتر واحد. هناك أيضًا هيئات أخرى بتوجيهات خاصة بها ولوائح خاصة بكل بلد. ويعني معظمهم وجود مراقبين للثدييات على متن السفن ورصد صوتي سلبي (مع ظهور PAM على متن سفن غير مأهولة أيضًا). حتى أن بعض الدول حظرت الاستكشاف الزلزالي تمامًا (فرضت إيطاليا حظراً مؤقتًا في انتظار إجراء تقييمات جديدة).

ولكن ، لا يزال هناك ضغط لحماية الحياة البحرية ، لذلك هناك أيضًا عمل لإعادة التفكير في المصدر. منذ عام 2011 ، تعمل مجموعة تضم توتال وشل وإكسون موبيل على بدائل ، تعتمد على تقنية vibroseis البحرية ، في إطار مشروع صناعي مشترك تديره جامعة تكساس إيه آند إم. vibroseis البحرية يعمل عن طريق إصدار طاقة مستمرة منخفضة المستوى. يقول أندرو فيلثام ، باحث في علم الجيوفيزيائي في مجال الأبحاث: "بدلاً من التصفيق ، مثيل واحد فوري للضوضاء مع نسبة ذروة عالية إلى ذروة الضغط ، فإننا نقترح هدوءًا هادئًا في الخلفية ، ولكن تم تصميمه ليكون له نفس الطاقة الزلزالية مثل التصفيق". ، في المجموع. نحن نستبدل السعة العالية بمدة أطول. تكمن الفكرة في الحصول على ذروة لحظية أكثر هدوءًا إلى مستوى الضغط الأقصى والحد بشكل كبير ، إن لم يكن القضاء ، من الأضرار المحتملة على البيئة البحرية. "

تحاول الصناعة البحرية استخدام هذه التكنولوجيا منذ الستينيات من القرن الماضي ، من خلال نقل تقنيات vibroseis البرية إلى الخارج ، ولكن "مع نجاح محدود". لهذا السبب ، تم تشكيل JIP ، بالتعاقد مع ثلاث شركات مختلفة. يقول فيلثام: البعض لم ينجح ، لكن أحدهم يعمل. العلوم الفيزيائية التطبيقية (APS) ، وهي جزء من الديناميات العامة ، التي طورت عقدة الهزاز البحرية - العارض المتكامل (MV-IPN).

يقول: "يحتوي على مكبس يتحرك من الداخل إلى الخارج ، مقترنًا ديناميكيًا بالمياه ، مما يخلق موجات صوتية من المصدر إلى المياه المحيطة وتحت سطح الأرض". هذا يقلل من نسبة الذروة إلى الذروة ، والتي هي الأكثر إثارة للقلق من حيث التأثير على الحياة البحرية والبيئة ، ولكن أيضا يلغي الموجات الصوتية عالية التردد التي تأتي من مصادر لحظية ويصعب السيطرة عليها. إذا كان من الممكن تجنبها ، فهذا يعني تقليل التأثير على السماعات في المياه المتوسطة (الثدييات) التي تسمع ما يصل إلى حوالي 100 هرتز وسماعات التردد العالي.

في الاختبار في بحيرة سينيكا ، نيويورك ، تم استخدام النظام مع اكتساح خطي 5-100 هرتز - نطاق تردد شائع الاستخدام. تشير بيانات الاختبار إلى أن صفيف الهزاز البحري يجب أن يصل إلى إشارة 205dB وقد تم تجنب إشارات التردد الأعلى المنبعثة من مصدر فوري. يقول فيلثام: "من خلال القضاء على الصوت فوق 100 هرتز ، لن يكون لنا أي تأثير على السماعات المتوسطة والعالية التردد وخفض الذروة إلى ذروة الضغط". "الآن ، إنها فقط أجهزة الاستماع منخفضة التردد التي نحتاجها للتأكد من أنها محمية بشكل جيد."

وفقًا للنمذجة ، سيؤدي هذا النظام أيضًا إلى تقليل المساحة التي يجب أن تتوقف فيها العمليات ، إذا دخلت الحيوانات. للحصول على مجموعة مسدسات كبيرة ، مع ضغط نسبة الذروة إلى الذروة 259 ديسيبل ، يجب أن تكون على بعد حوالي 2.8 كم من المصدر قبل أن يصل ضغط الذروة إلى الذروة إلى 190 ديسيبل (مستوى يُعتبر مناسبًا وفقًا للقواعد العامة للحد من التأثير على الثدييات البحرية) . بالنسبة إلى تقنية الهزاز البحري ، لن تحتاج المسافة إلا إلى 67 مترًا من وسط المصدر - لمجموعة كاملة تغطي 18 مترًا × 18 مترًا (مع وجود وحدات فردية نصف قطرها 4 أمتار) - وربما أقل بكثير.

"إذا أردنا استخدام أنظمة vibroseis البحرية ، فيمكننا تقليل مستوى الضغط من الذروة إلى الذروة ، حيث يوجد الكثير من الاهتمام بالثدييات البحرية وتأثير المسوحات السيزمية على بيئتها. يقول فيلثام: "إذا تمكنا من تقليص منطقة التأثير إلى حجم المصدر نفسه ، فيمكننا تحسين استطلاعات الزلازل إلى حد كبير في جميع أنحاء العالم".

تشمل المزايا الإضافية تحكمًا أكبر في طاقة الصوت - القدرة على إنشاء توقيعات محددة ، مما يحسن التصوير ويمكّن من إجراء عمليات مسح متعددة المصادر. لم يعد استخدام الهواء المضغوط يعني أيضًا أن المصدر غير محدود عن طريق الاتصال بالسُري ، مما يتيح لمصفوفات المصدر المشتتة ، تغطية مناطق أكبر.

لا يزال هناك عمل يتعين القيام به ، والعمل مع اللوائح البيئية في مختلف البلدان واختبار التكنولوجيا. لكن فيلتهام إيجابي. "فيما يتعلق بالضوضاء البشرية المنشأ في الخلفية ، نعتقد أنه بإمكاننا الحد بشكل كبير من البصمة البيئية باستخدام vibroseis البحرية بدلاً من النظام التقليدي. لقد صممنا نظامًا نعتقد أنه يحد من التأثير على السماعات المتوسطة والعالية التردد ويقلل بشكل كبير من حجم منطقة التخفيف التي يجب أن تكون موجودة حول المصدر أثناء التشغيل في البيئة. "