Notkun segulfræðilegra aðferða við kolvetnisleit
Kolvetnisleit (olíu og gas) er röð aðgerða til að uppgötva, kortleggja og meta hugsanlegar kolvetnisuppsöfnanir undir yfirborðinu. Í reynd reiða nútímaleit sig sjaldan á eina aðferð. Jarðfræðilegar, jarðefnafræðilegar og jarðeðlisfræðilegar upplýsingar eru venjulega sameinaðar til að draga úr óvissu. Ein jarðeðlisfræðileg aðferð sem oft er notuð á fyrstu stigum könnunar eru segulmagnaðar aðferðir. Þó að segulmagnaðar aðferðir greini ekki kolvetni beint, eru þær mjög árangursríkar til að kortleggja svæðisbundna jarðfræðilega umgjörð, þykkt setlaga, misgengisbyggingar og grunnflöt - upplýsingar sem eru mikilvægar fyrir jarðolíukerfi.
Grunnreglur segulmagnaðrar aðferðar
Segulmælingar virka þannig að þær mæla breytingar á segulsviði jarðar sem orsakast af mismunandi seguleiginleikum bergs. Helsti eiginleikinn sem um ræðir er segulnæmi, sem er hæfni bergs til að segulmagnast þegar það er komið fyrir í ytra segulsviði. Storkuberg og myndbreytt berg, sérstaklega þau sem innihalda segulmagnaða steinefni eins og magnetít, eru almennt næmari en setberg. Þar sem setlög hafa tilhneigingu til að vera segulmögnuð endurspegla skráðar breytingar á segulsviði oft breytingar á undirliggjandi grunnbergi eða storkubergi, frekar en setlögin sjálf.
Hægt er að framkvæma segulmælingar með segulmælingum á jörðu niðri, segulmælingum í sjó og segulmælingum úr lofti. Gögnin sem fást eru heildar segulsviðsfrávik (heildar segulstyrkur/TMI), sem síðan er unnið úr til að varpa ljósi á fráviksmynstrið og túlka uppruna þess.
Mikilvægi segulfræðilegra aðferða fyrir jarðolíukerfi
Olíukerfi eru háð nokkrum þáttum: upprunabergi, forðabergi, gildrum, þéttingum og hita- og flutningssögu. Segulmagnaðar aðferðir veita ekki beinar upplýsingar um gegndræpi, gegndræpi eða vökvainnihald. Þær eru þó mikilvægar til að leiða í ljós þá þætti sem stjórna myndun gildra og þróun vatnasviða, þar á meðal:
1. Kortlagning kjallara og þykkt setmyndunar
Margar setlög myndast yfir segulmagnaðri, kristallaðri grunnflöt. Með því að greina þróun segulfrávika geta jarðeðlisfræðingar metið dýpt grunnflötsins og breytileika í þykkt setlagsins. Þykkt setlagsins er mikilvæg vegna þess að hún tengist þroska upprunabergsins: nógu djúp setlög hafa tilhneigingu til að hafa nægilegt hitastig og þrýsting til að framleiða kolvetni.
2. Greinið svæðisbundnar byggingar (misgengi og fellingar)
Jarðfræðileg uppbygging er lykilþáttur í myndun gildra. Stórar misgengi geta afmarkað gripuþrep/horst, stjórnað flutningsáttum og skapað byggingargildrur. Segulmögnun meðfram misgengum eða aflögunarsvæðum getur myndað segullínur sem hægt er að túlka sem ummerki um neðanjarðarmannvirki.
3. Greining á innskotum og storkubergi
Tilvist innskots getur haft bæði jákvæð og neikvæð áhrif á jarðolíukerfi. Annars vegar geta innskot virkað sem staðbundnir „hitarar“ sem flýta fyrir þroska upprunabergs; hins vegar getur kvikuvirkni raskað lónum eða innsiglum, sem flækir túlkun jarðskjálfta. Segulmagnaðar aðferðir eru mjög viðkvæmar fyrir storkuefnum, sem gerir þær gagnlegar til að kortleggja útbreiðslu þeirra.
4. Jarðfræðilegur grunnur og þróun vatnasviðs
Svæðisbundin segulfrávik geta hjálpað til við að endurskapa sögu sprungna, útbreiðslu hafsbotns eða landmótunar. Skilningur á þróun jarðskorpunnar hjálpar til við að spá fyrir um staðsetningu eldsneytissvæða (kolvetnismyndunarsvæða), flutning þeirra og tegundir gildra sem gætu myndast.
Segulmælingar og gagnavinnslustig
Í samhengi við könnun eru segulmagnaðar aðferðir yfirleitt notaðar frá könnunarstigi til þróunar á líkönum. Stigin eru meðal annars:
1. Könnunarhönnun
Ákvörðun á bili milli brauta, brautarstefnu, flughæð (fyrir loftför) og gagnaþéttleika fer eftir skotmarkinu. Fyrir svæðisbundnar rannsóknir getur bil milli brauta verið meira en fyrir horfur þarf þéttara bil.
2. Leiðrétting á dagsviði og aðalsviði
Segulsvið jarðar breytist með tímanum (dagleg sveiflur). Gögnum þarf að leiðrétta með segulmæli á stöð. Að auki eru frumþættir segulsviðsins (t.d. IGRF líkanið) dregnir frá til að fá frávik sem endurspegla jarðfræðilega upptök.
3. Gridding og síun
Gögnunum er síðan blandað saman í reitkort. Ýmsar síur eru notaðar, svo sem:
– Færsla að pól (RTP) til að færa frávikstoppinn nær upptökum sínum (sérstaklega á miðlungs-háum breiddargráðum).
– Afleiða (lóðrétt/lárétt afleiða) til að varpa ljósi á mörk segulhlutans og línunnar.
– Áframhaldandi stefnu upp/niður til að aðgreina svæðisbundna og afgangsþætti, þó að gæta verði varúðar við áframhaldandi stefnu niður á við þar sem hún getur magnað upp hávaða.
4. Umsnúningur og líkanagerð
Túlkun getur verið eigindleg (að lesa mynstur á kortum) eða megindleg (2D/3D líkanagerð). Segulmögnun reynir að meta dreifingu næmis í neðanjarðarlagi í samræmi við gögnin. Í kolvetniskönnun eru niðurstöður umsnúnings oft notaðar til að smíða líkön af jarðdýpi og innskotsgeometri.
Dæmi um notkun í kolvetnisleit
Í reynd eru segulmagnaðar aðferðir almennt notaðar fyrir:
– Skimun nýrra vatnasviða: Þegar jarðskjálftagögn eru ekki enn tiltæk eða eru enn takmörkuð, hjálpa segulmælingar til við að meta hvort til staðar sé nægilega þykkt setlag og hver mörk þess eru.
– Skipulagning jarðskjálftakannana: Upplýsingar um svæðisbundnar byggingar frá segulmælingum geta leiðbeint stefnu jarðskjálftalína til að skerast sem best við helstu mannvirki.
– Að draga úr hættu á túlkun jarðskjálfta: Á svæðum með lága jarðskjálftagæði (t.d. vegna basalts, hraðra karbónata eða flókinna aðstæðna nálægt yfirborði) geta segulmagnaðir gefið frekari vísbendingar um grunnbyggingu og nærveru eldvirkja.
– Rannsóknir á hafi úti: Segulmögnunarmælingar á hafi eru tiltölulega hraðar og hagkvæmar til að kortleggja svæðisbundin frávik, sérstaklega á fyrstu stigum landamærakannanir.
Kostir segulfræðilegrar aðferðar
Segulfræðilegar aðferðir hafa fjölda kosta sem gera þær viðeigandi í kolvetnisleit:
1. Tiltölulega lágur kostnaður samanborið við jarðskjálftamælingar, sérstaklega fyrir víðtæka svæðið.
2. Hraðvirk öflun, sérstaklega loftkönnunum sem geta náð yfir þúsundir ferkílómetra á stuttum tíma.
3. Næmur fyrir grunnbergi og storkubergi, sem gerir það hentugt til rannsókna á jarðvegsgrindum og þykkt setlaga.
4. Styður samþættingu margra aðferða, til dæmis við þyngdarafls-, jarðskjálfta- og yfirborðsjarðfræðigögn.
Takmarkanir og áskoranir
Þrátt fyrir kosti sína hefur segulmagnaða aðferðin einnig mikilvægar takmarkanir:
– Greinir ekki kolvetni beint. Segulfrávik eru fyrst og fremst undir áhrifum segulmagnaðra steinefna, ekki vökva.
– Óljós túlkun (ekki einstök). Margar neðanjarðarlíkön geta framkallað svipuð frávik. Þess vegna þarf að tengja segulmagn við önnur gögn (þyngdarafl, jarðskjálfta, borholur).
– Áhrif leifarsegulmögnunar. Sum bergtegundir hafa leifarsegulmögnun þar sem stefna og stærðargráða er ekki í samræmi við núverandi segulsvið, sem getur gert túlkun erfiða.
– Menningarhávaði. Málminnviðir (pípur, teinar, rafmagnslínur) geta valdið truflunum, sérstaklega við jarðmælingar á iðnaðarsvæðum.
Samþætting við aðrar jarðeðlisfræðilegar aðferðir
Mesta gildi segulmælinga fæst þegar þær eru samþættar. Samsetning segulmælinga og þyngdarafls er oft notuð til að kortleggja grunnvatn og meta þykkt setlaga, þar sem þyngdaraflið er næmt fyrir eðlisþyngd en segulmælingar eru næmar fyrir næmi. Samþætting við jarðskjálfta gerir kleift að tengja túlkanir saman: segulmælingar hjálpa til við að kortleggja svæðisbundin mörk og innskot, en jarðskjálftamælingar veita speglunarmyndir og jarðlagatöku sem tengist beint olíukerfum. Brunnagögn (þéttleikaskrár, hljóðbylgjur og jarðlagaupplýsingar) eru síðan notuð til að kvarða líkanið.
Niðurstaða
Segulmælingar eru nauðsynleg verkfæri í kolvetnisleit, sérstaklega í rannsóknum á fyrstu stigum og svæðisbundnum rannsóknum. Með getu sinni til að kortleggja grunnbyggingu, þykkt setlaga, svæðisbundin misgengi og nærveru storkubergs, hjálpa þessar aðferðir til að byggja upp skilning á grunni vatnasviðsins sem myndar grunn að mati á olíukerfum. Þótt þær geti ekki greint kolvetni beint og séu háðar óvissu í túlkun, eru segulmælingar enn mjög verðmætar þegar þær eru notaðar með viðeigandi hönnun könnunar, vandlegri gagnavinnslu og samþættingu við jarðfræðilegar, þyngdar-, jarðskjálfta- og borholuupplýsingar. Í könnunarumhverfi sem krefst skilvirkni og minni áhættu munu segulmælingar áfram vera mikilvægur þáttur í stefnumótun við olíu- og gasleit.
