2006年9月11日
就像医生用超声波来成像内部器官和未出生的婴儿一样,麻省理工学院地球资源实验室的研究人员通过倾听岩石发出的回声来描绘出地表以下数万英尺处的情况。
在美国能源部新拨款58万美元的帮助下,地球科学家将利用他们解读地下声音的技能,在怀俄明州的一个油田寻找“甜点”——裂缝性多孔岩石中蕴藏的天然气和石油。如果该方法在确定钻井位置方面被证明是有效的,那么它最终可能会在全国各地的油气田中使用。
国内天然气的主要来源是低渗透或“致密”气藏。石油和天然气来自于有机物质,这些物质在地壳的高压和高温下被烹欧洲杯足球竞彩饪了上千年。一些地下储层含有大量的石油和天然气,它们很容易流过渗透性岩石,但有时流体被困在岩石中,形成分散的小孔隙。直到最近,还没有一种技术可以开采致密气。
目前,致密气是三种非常规天然气资源中最大的一种,其他三种非常规天然气资源还包括煤层和页岩。根据美国能源部的数据,2004年,美国非常规天然气产量约占全国天然气总产量的40%,但如果开发和实施先进技术,到2030年可能会增长到50%。
其中一项先进技术是地球、大气和行星科学系(EAPS)的研究科学家马克·e·威利斯(Mark E. Willis)和丹尼尔·r·伯恩斯(Daniel R. Burns)以及EAPS教授m·纳菲·托克索兹(M. Nafi Toksoz)的心血。欧洲杯线上买球他们的方法是将两种已建立但以前并不相关的方法的数据结合起来,寻找隐藏的石油和天然气储量。
为了将分散在地下1到3英里的小块区域的碳氢化合物释放出来,石油公司采用了一种被称为水力压裂的方法,即通过深井将水注入基岩,形成裂缝,并扩大现有裂缝的规模和范围。这些裂缝为油气流入井打开了通道。
为了监测压裂的有效性,并检测可能成为天然气甜点的天然裂缝,工程师们从地面和井内深处收集声学数据。“地面地震方法就像医学超声波。它们给我们提供了地下地质的图像,”伯恩斯说。三维地震测量包括在地表产生振动,并监测由此产生的地下回声。威利斯说:“当回声发生变化时,就会出现骨折。
一种叫做时移垂直地震剖面(VSP)的方法更精确,因为它通过钻孔直接收集地下的声波数据。伯恩斯说:“在医学界,把接收器放到井里就像在身体里用传感器成像一样。”“结果是,我们能够看到更精细的细节,避免通过皮肤和肌肉组织发送声波时产生的混乱,从而得到我们最感兴趣的东西。”
延时VSP价格昂贵,在油气勘探中并不常用。EAPS研究团队利用行业合作伙伴EnCana Corp收集的延时VSP数据,提出了独特的方法来查看数据,并结合岩石破裂时产生的微小地震的微地震数据。“如果我们记录和定位这些事件,就像美国地质调查局对世界各地的大地震所做的那样,我们就能知道水力压裂的位置。然后我们查看这些点的延时VSP数据,试图获得更详细的裂缝图像。”Burns说。
麻省理工学院的研究小组希望证明,这种新方法是找到“甜点”最有效的方法。威利斯说:“如果我们能够证明延时VSP的价值,那么该工具可以在美国的许多油田更广泛地应用。”
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