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La cartografía más rápida acelera la búsqueda de petróleo
Con la demanda y los precios tan altos del petróleo crudo, las compañías petroleras están buscando nuevos reservorios en las profundidades del fondo del océano, en áreas de mayor complejidad geológica. Pero perforar bajo el océano es muy costoso, por lo que las compañías petroleras deben tener un conocimiento lo más completo posible de la geología donde están perforando.
Un mapa de depósitos de sal ubicados a kilómetros bajo el fondo del océano en el Golfo de México, donde Shell espera encontrar nuevos depósitos de petróleo. El mapa se generó utilizando algoritmos desarrollados en el MIT para analizar datos sísmicos. (Cortesía de Jason K. Johnson, departamento de ingeniería eléctrica e informática del MIT)
Sin embargo, incluso armado con montones de datos sísmicos sobre las características subterráneas de la Tierra, hacer mapas precisos de la geología subyacente al océano es un desafío. Ahora Shell está trabajando con científicos informáticos del MIT para diseñar algoritmos que les permitan crear mapas de estas áreas subterráneas de manera más rápida y precisa.
La generación de mapas de las áreas profundas y complejas que ahora están explorando las compañías petroleras puede llevar varios meses a varias personas, dice Richard Sears, científico visitante de Shell en el MIT. Las regiones en estudio pueden tener cientos de kilómetros de superficie y varios kilómetros de profundidad. Aquellos que trabajan para crear mapas en 3D de estas áreas deben procesar grandes cantidades de datos.
Shell se volvió hacia Alan Willsky , profesor de ingeniería eléctrica en el MIT, por una forma de entender la gran cantidad de datos sísmicos que la empresa recopila para la elaboración de mapas. El grupo de Willsky se especializa en métodos computacionales para extraer las formas de objetos a partir de datos complejos.
Para su primer proyecto con Shell, su grupo está adaptando algoritmos para ayudar a los geólogos de la empresa a estudiar los depósitos de sal bajo el Golfo de México. Shell espera que estas formaciones, que son difíciles de cartografiar, hayan atrapado grandes depósitos de petróleo bajo el lecho marino. Willsky y sus colegas están ayudando a Shell a mapear las superficies, formas y límites de estos depósitos.
Willsky dice que determinar la forma y el tamaño de los depósitos de sal debajo de la tierra es similar a otra empresa de su grupo: colaborar con radiólogos para desarrollar algoritmos de análisis de imágenes para mapear la próstata y determinar dónde insertar gránulos radiactivos que matan el cáncer. Sus algoritmos podrían afectar a muchos campos, dice, incluidos la biomedicina y la oceanografía.
El proceso de inspección de petróleo comienza con los barcos que recorren un área grande durante todo el día durante varias semanas, mientras envían vibraciones de alta intensidad a la Tierra y miden sus ecos. Aproximadamente cada 10 segundos, se inyecta aire comprimido en el agua desde varios cilindros simultáneamente. Las vibraciones de estas explosiones viajan a través del agua y hacia la tierra hasta que chocan contra algo. Luego vuelven a resonar en la superficie del agua, donde son registrados por serpentinas de micrófonos sensibles a la presión de kilómetros de largo que siguen al barco. Aunque cada eco es débil, múltiples señales se refuerzan entre sí.
Luego, los geólogos de la compañía tienen que convertir cientos de millones de puntos de estos datos vibratorios o sísmicos en un mapa tridimensional para determinar si hay depósitos de petróleo o no debajo. Tal elaboración de mapas es un proceso iterativo. Primero, una computadora procesa los datos sin procesar. Luego, al observar las secciones verticales, el creador de mapas selecciona algunos puntos en los que ve algo interesante, donde parece que las ondas sonoras se han hecho eco de un tipo particular de estructura geológica, como un depósito de sal.
Los nuevos algoritmos desarrollados por el grupo de Willsky y en uso por Shell pueden definir relaciones estadísticas entre los puntos de datos seleccionados por los creadores de mapas y utilizar estas relaciones para conectar los puntos y crear un mapa. Los algoritmos también calculan la incertidumbre de cada punto de datos.
La computadora puede tardar días en generar una superficie compleja y el intérprete tarda días en revisar los datos, dice Sears.
El éxito al cien por cien es una circunstancia poco común, dice Ron Masters, geofísico de alto nivel en Shell. Tienes que explorar muchos prospectos, algunos de los cuales no confirmarán las predicciones de los creadores de mapas.
Shell y Willsky esperan que algoritmos cada vez más sofisticados ayuden a los creadores de mapas a hacer su trabajo más rápidamente y con mayor precisión, especialmente a medida que la compañía continúa buscando petróleo en áreas geológicamente más complejas, como las que rodean los depósitos de sal.
Según Masters, los depósitos de sal son una característica dominante de las aguas profundas del Golfo de México. Pero dice que los algoritmos de mapeo desarrollados por Willsky deberían aplicarse a otros depósitos geológicamente complejos en otras partes de los océanos del mundo.