Une cartographie plus rapide accélère la recherche de pétrole

Avec une demande et des prix si élevés pour le pétrole brut, les compagnies pétrolières recherchent de nouveaux réservoirs profondément sous le plancher océanique, dans des zones de plus grande complexité géologique. Mais forer sous l'océan coûte très cher, les compagnies pétrolières doivent donc avoir une compréhension aussi complète que possible de la géologie où elles forent.

Une carte des gisements de sel situés à des kilomètres sous le fond océanique dans le golfe du Mexique, où Shell espère trouver de nouveaux réservoirs de pétrole. La carte a été générée à l'aide d'algorithmes développés au MIT pour analyser les données sismiques. (Avec l'aimable autorisation de Jason K. Johnson, département de génie électrique et informatique du MIT)

Même armé de tonnes de données sismiques sur les caractéristiques souterraines de la Terre, établir des cartes précises de la géologie sous-jacente à l'océan est un défi. Maintenant, Shell travaille avec des informaticiens du MIT pour concevoir des algorithmes qui leur permettront de créer plus rapidement et plus précisément des cartes de ces zones souterraines.

La génération de cartes des zones profondes et complexes actuellement explorées par les compagnies pétrolières peut prendre plusieurs mois à plusieurs personnes, explique Richard Sears, scientifique invité de Shell au MIT. Les régions étudiées peuvent avoir des centaines de kilomètres de superficie et plusieurs kilomètres de profondeur. Ceux qui travaillent à créer des cartes 3D de ces zones doivent traiter d'énormes quantités de données.

Shell s'est tourné vers Alan Willsky , professeur de génie électrique au MIT, pour un moyen de donner un sens à la grande quantité de données sismiques que l'entreprise recueille pour la cartographie. Le groupe de Willsky est spécialisé dans les méthodes de calcul pour extraire les formes d'objets à partir de données complexes.

Pour son premier projet avec Shell, son groupe adapte des algorithmes pour aider les géologues de l'entreprise à étudier les gisements de sel sous le golfe du Mexique. Shell espère que ces formations, difficiles à cartographier, ont piégé d'importants gisements de pétrole sous le fond marin. Willsky et ses collègues aident Shell à cartographier les surfaces, les formes et les limites de ces gisements.

Willsky dit que déterminer la forme et la taille des dépôts de sel sous la terre est similaire à une autre entreprise de son groupe : collaborer avec des radiologues pour développer des algorithmes d'analyse d'images pour cartographier la prostate afin de déterminer où insérer des pastilles radioactives cancérigènes. Leurs algorithmes pourraient avoir un impact sur de nombreux domaines, dit-il, notamment la biomédecine et l'océanographie.

Le processus de prospection pétrolière commence par des navires balayant une vaste zone 24 heures sur 24 pendant plusieurs semaines, tout en envoyant des vibrations de haute intensité dans la Terre et en mesurant leurs échos. Toutes les 10 secondes environ, de l'air comprimé est projeté dans l'eau à partir de plusieurs cylindres simultanément. Les vibrations de ces explosions voyagent à travers l'eau et dans la terre jusqu'à ce qu'elles heurtent quelque chose. Ensuite, ils font écho à la surface de l'eau, où ils sont enregistrés par des banderoles de plusieurs kilomètres de microphones sensibles à la pression qui suivent le navire. Bien que chaque écho soit faible, plusieurs signaux se renforcent mutuellement.

Ensuite, les géologues de l'entreprise doivent transformer des centaines de millions de points de ces données vibratoires ou sismiques en une carte 3D pour déterminer si des gisements de pétrole se trouvent ou non en dessous. Une telle cartographie est un processus itératif. Tout d'abord, un ordinateur traite les données brutes. Ensuite, en regardant les sections verticales, le cartographe sélectionne quelques points où il ou elle voit quelque chose d'intéressant - où il semble que les ondes sonores ont fait écho à un type particulier de structure géologique, comme un gisement de sel.

Les nouveaux algorithmes développés par le groupe de Willsky et utilisés par Shell peuvent définir des relations statistiques entre les points de données sélectionnés par les cartographes et utiliser ces relations pour relier les points et créer une carte. Les algorithmes calculent également l'incertitude de chaque point de données.

L'ordinateur peut prendre des jours pour générer une surface complexe, et l'interpréteur met des jours pour parcourir les données, explique Sears.

Un succès à cent pour cent est une circonstance rare, déclare Ron Masters, géophysicien senior chez Shell. Vous devez forer de nombreuses perspectives, dont certaines ne confirmeront pas les prédictions des cartographes.

Shell et Willsky espèrent que des algorithmes toujours plus sophistiqués aideront les cartographes à faire leur travail plus rapidement et avec une plus grande précision, d'autant plus que la société continue de rechercher du pétrole dans des zones géologiquement plus complexes, telles que celles autour des gisements de sel.

Selon Masters, les gisements de sel sont une caractéristique dominante des eaux profondes du golfe du Mexique. Mais il dit que les algorithmes de cartographie développés par Willsky devraient s'appliquer à d'autres gisements géologiquement complexes ailleurs dans les océans du monde.

cacher