در ارتباط با روشهای اکتشاف از دیرباز تا به امروز با توجه به پیشرفت علوم و فناوری از روشهای متفاوتی استفاده میگردید که در این پست با متداول ترین آنها اشنا میشویم.
روش های سطحی
اکتشاف و بهرهبرداری از منابع نفت و گاز، در ابتدا به روش جست وجوی شواهد سطحی این منابع زیرزمینی انجام می شد. این جست وجو شامل پیگیری رخنههای نفت یا گاز بود که از زمین به بیرون نفوذ کرده بود. به دلیل این که مقدار کمی از ذخایر نفت و گاز طبیعی به سطح زمین نفوذ میکنند، این فرآیند اکتشاف ناکارآمد بود. در منطقه ی مسجد سلیمان ایران نمونه های متعددی از این چشمه های نفتی وجود دارد .با توسعه صنایع در کشورهای مختلف، نیاز جهان به سوخت های فسیلی روزافزون شد. این مسئله ضرورت تغییر در روش های اکتشاف و افزایش بازده این روش ها را دوچندان ساخت.در ادامه به معرفی دو روش مرسوم شناسایی قبل از نهادینه شدن روش های نوین در فرایند اکتشاف که اغلب در مخازن موجود در اعماق کم مورد استفاده قرار میگرفت خواهیم پرداخت.
روش های ثقل سنجی و مغناطیسی سنجی
این ۲ روش برای شناسایی مخازن نفتی ای که ساختارهای مشخص و معینی (مثل طاقدیس) در اعماق کم دارند به کار می روند. البته با روش مغناطیس سنجی تلوریک (telluric) می توان مخازن تا حدی عمیق را نیز شناسایی کرد. در روش ثقل سنجی اساس کار این گونه است که تغییر شتاب جاذبه ثقل در نقاط مختلف را می توان به تغییر ماهیت سنگ یا تغییرساختار، مخصوصا ساختارهای طاقدیس نسبت داد.هر اندازه که لایه ها دارای چگالی بیشتری باشند، یا آن که لایه های چگال تر در فاصله ی کمتری از سطح زمین قرار داشته باشند، نیروی جاذبه ی بیشتری ایجاد می کنند؛ به دلیل آن که لایه هایی که در عمق بیشتری قرار دارند در طاقدیس ها فاصله های آن ها از سطح زمین کمتر می شود و تفاوتی را در شتاب ثقل نسبت به نقاط اطراف ایجاد می کند. این نشانه می تواند عامل شناسایی طاقدیس ها باشد.اساس کار روش مغناطیس سنجی تلوریک براین است که میدان مغناطیسی طبیعی زمین را می سنجد، اما اگر سنگی وجود داشته باشد که خود میدان مغناطیسی اضافی ایجاد کند، با استفاده از دستگاه های مغناطیس سنج شناسایی می شود. از آ ن جایی که برخی از سنگ های رسوبی خود مغناطیسه هستند و میدان مغناطیس اضافی ایجاد می کنند، به کمک این دستگاه می توان ضخامت این لایه ها را تا حدودی مشخص کرد.
اما همانطور که اشاره شدبا توجه به محدودیت های این دو روش در شناسایی مخازن عمیق، دوران جدیدی در اکتشاف مخازن هیدرو کربوری با کشف روش های ژئوفیزیکی و لرزه نگاری پدید آمد. لرزهنگاری در اکتشاف بزرگ ترین پیشرفت پیش بینی نشده در اکتشاف نفت خام و گاز طبیعی است.
مطالعه لرزه نگاری(seismic)
امواج لرزه ای در اثر انفجار به صورت موج های مکانیکی در لایههای درون زمین منتشر می شوند؛ برای این که بازتاب این امواج از لایههای مختلف، دریافت شود، گیرندههایی (Geophone) برروی زمین تعبیه شده اند که بازگشت این امواج را ثبت می کنند. منابعی که برای ایجاد این لرزه ها بکار می رود می تواندچاله هایی که از مواد منفجره پر شده است، یا دستگاه vibrosize باشد؛ این دستگاه کامیونی است که یک صفحه در زیر خود دارد و با ایجاد ضربه بروی بستر زمین امواج لرزه ایی را پدید میآورد. لرزه نگاری در ابعاد مختلف صورت میپذیرد.در لرزه نگاری ۲ بعدی شبکه داده ها در مختصات صفحه ای برداشت میشود. در لرزه نگاری ۳بعدی با استفاده از دستگاه های پیشرفته تر و تحلیل های پیچیده تر راستای سوم نیز به آن اضافه می شود، وهر نقطه درون زمین با سه پارامتر مختصاتی قابل تشخیص است.در جدید ترین روش لرزه نگاری(لرزهنگاری ۴بعدی) بعد زمان را نیز در داده ها مکانی لحاظ می کنند. اطلاعاتی که این روش در اختیار قرار میدهد بسیار دقیق تر است. در واقع هر چه ابعاد لرزهنگاری افزوده شود تله های نفتی بیشتری با دقت بالاتری قابل شناسایی هستند.
استفاده از روش لرزهنگاری سه بعدی احتمال موقعیتیابی مخزن را تا ۵۰ درصد افزایش میدهد. این فناوری با وجود موفقیتآمیز بودن، بسیار هزینهبر است. لرزهنگاری سهبعدی میتواند بیش از یک میلیون دلار در یک منطقه با ۵۰ مایل مربع مساحت هزینه در بر داشته باشد. در تولید تصاویر سهبعدی نیاز به دادههایی است که از هزاران نقطه جمعآوری شده باشد، حال آن که در روش های دو بعدی صرفاً نیاز به جمع آوری چندصد نقطه میباشد. به دلیل پیچیدگی و طولانی بودن فرآیند، از لرزهنگاری سهبعدی در ترکیب با دیگر روشهای اکتشاف استفاده می شود. برای مثال، یک زمین شناس ممکن است از لرزهنگاری دوبعدی مرسوم به منظور طراحی و بررسی ویژگی های زمینشناسی برای ارزیابی احتمال وجود ذخایر نفت و گاز استفاده کند. در این حالت هنگامی که از فناوری های مقدماتی استفاده می شود، از لرزهنگاری سهبعدی صرفاً در مناطقی که احتمال وجود ذخایر هیدروکربوری بالا است، استفاده خواهد شد. علاوه بر تعیین محل ذخایر نفت و گاز، لرزهنگاری سهبعدی در تعیین محل دقیق و بهینه چاههای حفاری نیز موثر است. با استفاده از این فناوری، علاوه بر بهینه کردن تعداد چاه ها و کاهش هزینههای اضافی، با تعیین محل دقیق چاه ها امکان استخراج بیشتر نفت و گاز از زمین فراهم میشود. لرزهنگاری سهبعدی میزان بازیافت چاه های مولد را تا ۵۰ درصد افزایش میدهد، حال آن که میزان بازیافت چاههایی که با فناوریهای معمولی اکتشاف تعیین محل شدهاند، ۲۵ تا ۳۰ درصد است. تا سال ۱۹۸۰ تنها ۱۰۰ آزمایش لرزهنگاری سهبعدی صورت گرفته بود. در اواسط دهه ۹۰ با کاهش نسبی هزینه و توسعه فناوری در هر سال ۲۰۰ تا ۳۰۰ آزمایش لرزهنگاری سهبعدی صورت پذیرفت. در سال ۱۹۹۳، ۷۵ درصد از بررسیهای اکتشاف ساحلیبا استفاده از لرزهنگاری سهبعدی انجام گرفت .
در ایران، در میدان هایی مانند آبتیمور، دارخوین، کرنج و پارسی، عملیات لرزهنگاری سهبعدی در قالب عقد قراردادهای بیع متقابل با شرکتهای داخلی و خارجی با موفقیت اجرا شده است.از جمله شرکت های فعال در این حوزه میتوان به مرکز اکتشاف وزارت نفت و کمپانیهای بین المللی نظیر شرکت انگلیسی بریتیش پترولیوم، شرکت چینی سینوپک، شرکت فرانسوی توتال، شرکت گازپروم روسیه و شرکت والرو در امریکا اشاره نمود.