logo
专注油气领域
与独立思考者同行

新型海上地震勘探设备 为海豚摘下“噪音耳塞”

逆水行舟 不进则退:海洋地震勘探迎来新机遇

地震勘探是一种利用爆炸产生的地震波对地下岩层进行勘探的地球物理勘探方法。业界将发生地震波的爆炸声称为“海洋声响”,但在外界看来这只是一种海洋噪音。

针对震源噪音污染问题,研究人员召开了专题讨论会,希望通过技术的创新改进海上使用的勘探震源,在提高成像质量的同时解决科学界和海洋监管部门共同关心的问题——震源噪音对环境的影响。石油圈原创www.oilsns.com

由于三大石油公司-壳牌、BP和道达尔-的加入,这次的研讨会不再是纸上谈兵,很可能会催生出新型的海上地震勘探设备。三大石油公司联合发起了研发新一代地震勘探设备的JIP项目,期望在本质上改变现有地震源带来的噪音问题,同时改善地震信号质量。

JIP项目由德克萨斯A&M大学主持,目标是降低震源的危害、找到能够保持信号稳定并支持较弱声音信号的可控震源技术。

可控震源与现有的空气枪震源最主要的区别是产生的声音信号强弱不同。空气枪需要释放大量的高压空气来产生声波,同时也会发出巨大噪音,对海洋生物造成危害。随着海洋部门对于海洋生物保护措施的增强,针对海洋勘探作业的要求也变得日益严苛,而目前使用空气枪进行海洋勘探的成本已经非常高了,震源问题急需解决。

以美国为例,美国最早的管制海洋噪音的法律是在几十年前通过的,当时的主要目的是为了保护海豚。现在,噪音管制法律保护的海洋生物种类在不断增加,甚至可能上升到整个海洋生态系统的保护。石油圈原创www.oilsns.com

针对法律带来的压力,研发人员也进行了不断的尝试。BP公司的“爆米花理论”能够显著降低空气枪产生声波时的能量峰值,Dolphin Geophysical公司的新型空气枪发射频率显著降低,但这都没有从根本上改变震源噪音对海洋生物造成的噪音危害。

美国海洋能源管理属(BOEM)目前起草了一份环境影响声明,其中就点名批评了墨西哥湾的海洋地震勘探活动,同时他们向美国国家海洋和大气管理局(NOAA)提出建议,要求根据上述报告改变现行法律。相关专家表示,这很可能改变墨西哥湾的现行法律,其严格程度很可能会上调至北极和大西洋海域的标准。

针对震源革新问题,研发人员并不是一筹莫展,如果能够证明采用可控震源后受到影响的海洋生物数量较少,那么开发商们还是有希望获得开发许可的。

多种选择石油圈原创www.oilsns.com

可控震源技术的出现可以追溯到几十年前,这次三大石油公司看中的可控震源技术来自三家公司:Applied Physical Sciences(APS)、PGS和Teledyne Webb Research。

其中APS和PGS的装置都是通过移动金属部件产生电磁能。APS的仪器是通过激发活塞而振动金属端帽,PGS的仪器通过振动弹簧来激发外壳。与前两者不同,Teledyne的仪器是通过压缩圆柱体内的空气泡来产生可控的声源。

尽管这些装置在专利技术上各不相同,但是他们都采用了精确的电控系统来产生连续声波。可控震源输出的信号可以简单地看做是一个低音扬声器,可以削减能量峰值,而空气枪就像一个大空气泡的破裂。石油圈原创www.oilsns.com

Teledyne公司首席科学家Andrey morozov说:“确实,改变的动力是来自环保的压力,但是我不认为环境保护的压力是可控震源的最大优势。”在一次讲座中他还表示:连续声波可以极大地改善数据的质量,而空气枪是无论如何也不会产生连续声波的。

这种公司之间技术的竞赛并不是为了选出一个胜利者。JIP项目希望通过各方的努力,可以形成多样化、具有竞争力的海上可控震源,竞争只是为了在相对便宜和可靠的空气枪面前,从业人员能拥有更多的选择。

目前这些技术的测试正在进行中,在美国水域测试新技术需要取得新技术和非常规技术(new and unusual technology)测试许可证,该许可证的申请非常困难,业界称其为“A NUT(疯子)” 。但是地质学家表示,如果政府机构非常支持,那么申请许可证的难度应该跟申请传统勘探测试的难度差不多。

更小的环境影响石油圈原创www.oilsns.com

在海上可控震源项目启动之前,JIP项目组织了一次外部环境评审,目的是评价可控震源是否更环保。该评审在2011年启动,根据当时能够获得的信息,得到的结论是:“相比于空气枪,可控震源产生的信号峰值较低、并具可控,对环境的影响更小。”但是也有人认为这次评估数据不够充分,缺少现场试验数据。石油圈原创www.oilsns.com

可控震源可以大量地减少超过100Hz声音的强度,这对于那些在该频段进行交流的动物来说,可以大大减少噪音的影响。这一类的动物包括齿鲸(如抹香鲸)、海豚以及许多鱼类和无脊椎动物。

但是可控震源仍可能存在一些问题。Delft技术大学的Gerrit Blacquiere表示,可控震源是可以在更长的时间段内减少释放信号时的峰值能量,但是对那些可能会受到释放总能量影响的动物来说也许并没有什么用。所以现在急需该技术的测试成果为其替代空气枪提供科学依据。

在陆上勘探中,可控震源已经是一种常规的标准勘探震源,所用到的可控震源车的数量也非常多,通过此方法可以在更短的时间内取得更多的勘探数据。

“一旦海上可控震源研发成功,当我们使用成千上万的震源时,这也可能会加剧所带来的环境问题。”来自BP的地球物理高级研究员Ray Abma 表示。

环境保护和工业需求之间如何平衡还需要行业继续探索,法律法规在完善,科学技术也在不断进步,石油行业也必须顺应潮流,推陈出新,才可获得可持续的发展。

英文原文请点击 (展开/收缩)

未经允许,不得转载本站任何文章:

评论 抢沙发