Нефтеразведка ниже морского дна

Такой парадокс: наукой больше изучена поверхность Марса, чем дно мирового океана. Тогда как точные данные о природе и расположении грунта под водой необходимы и для безопасности судоходства, и для исследовательских целей (археология, морские исследования) и для геологоразведки, в том числе разведки нефтяных месторождений под морским дном.

Чтобы определить возможные запасы нефти под океанами, нужно проанализировать геологические характеристики морского дна. Речь идет об очень труднодоступных областях и больших глубинах, поэтому для изучения морского дна применяют принципы сейсморазведки.

Разведка нефти методом сейсмического отражения

Данный метод основан на использовании искусственно созданных сейсмических волн. Они распространяются под водой и, подобно лучу света в его оптических пределах, частично преломляются и отражаются, когда ударяются о границы слоев. Доля волны, отраженной от граничной поверхности, зависит от скорости, а также от разности плотности соседних пластов. Отраженные волны возвращаются на поверхность воды. Как энергия, так и временные затраты этого волнового движения регистрируются сейсмографами. После обработки записанных данных становится очевидным, на какой глубине должны располагаться соответствующие границы пластов.

Наиболее распространенная форма сейсмического отражения называется методом общей средней точки (CMP). Суть в том, чтобы получить серию сейсмограмм от одной и той же средней точки. Затем эти следы затем складываются, с предварительной поправкой на задержку. Различные точки отражения трасс корректируются таким образом, что отображаются в нужное время и в правильном положении.

При разведке залежей нефти используется специально оборудованное судно, которое тянет за собой многочисленные измерительные кабели, так называемые буксируемые косы, длина которых может достигать нескольких километров. Эти косы (стримеры) оснащаются гидрофонами для записи отраженных волн. Для генерации волн источник звука устанавливается в начале стримера. Чтобы получить наиболее точные результаты, необходимо знать точное положение (глубину) гидрофонов, для чего каждый гидрофон оснащен ячейкой для измерения давления.

При нефтеразведке ниже морского дна позиционирование гидрофонов выполняется с помощью измерительных ячеек производства STS. Поскольку в этом сложном и вычислительно интенсивном процессе требуется абсолютная точность, к измерительным технологиям предъявляются строгие требования. Стримеры (косы) проходят всего на несколько метров ниже поверхности воды и измерительные ячейки должны быть способны отображать давление от 0 до 15 бар. Но из-за их близости к поверхности воды фактический диапазон измерения составляет всего 2 бара (абсолютный). Требуемая точность в этом конкретном диапазоне составляет менее 0,3% суммарной погрешности.

При разработке данных измерительных ячеек STS выполнила и другие требования заказчика. Это компактный размер ячейки: 12 х 13,8 мм. Кроме того, когда корабль останавливается, гидрофоны опускаются вглубь. Чтобы выдерживать давление на большой глубине и оставаться в рабочем состоянии, измерительные ячейки также должны выдерживать избыточное давление в 100 бар. А поскольку приборы работают в соленой воде, корпуса выполнены из титана.