より静かな調査に向けた地震シフト

©dejavudesigns / Adobe Stock

沖合の石油およびガス探査の初期の頃から、地震探査を「撮影」する必要性は、企業が生産可能な炭化水素を見つけるのに役立ってきました。

地震データは、地球物理学者と地質学者が地球の岩層、それらで起こっていること、そして石油とガスを含んでいるかどうかを決定的に理解するのに役立ちます。陸上での地震データの取得と同様に、音響エネルギー（ソース）を放射し、その戻りを検出し、その情報を解釈して地下を画像化することを意味します。

業界は1960年代にダイナマイトをソースとして使用することから遠ざかっていましたが、現在は主にエアガンによって作られた音響エネルギーが海洋生物に影響を与える可能性があります。そのため、その使用は厳しく規制されています。多くの国では、英国に本拠を置く合同自然保護委員会のガイダンスを使用しており、海洋哺乳類が500m以内に検出された場合、活動が遅れます。オーストラリア国立海洋石油安全および環境管理局には1〜3 kmのゾーンがありますが、ブラジルとアイルランドでは1 kmです。独自のガイダンスと国固有の規制を備えた他の機関もあります。ほとんどは、哺乳類のオブザーバーを搭載し、受動音響モニタリングを牽引することを意味します（PAMが無人船にも搭載されています）。一部の国では、地震探査を完全に禁止していることもあります（イタリアでは、新たな評価が行われるまで一時的に禁止されています）。

しかし、海洋生物を保護するというプレッシャーがまだあるため、発生源を再考する作業もあります。 2011年以来、Total、Shell、およびExxonMobilで構成されるグループは、テキサスA＆M大学が管理する業界共同プロジェクトの下で、海洋振動技術に基づく代替案に取り組んでいます。海洋バイブロサイスは、連続した低レベルのエネルギーを放出することで機能します。 「ピークピークピーク比が高いノイズの瞬間インスタンスであるクラップの代わりに、バックグラウンドで静かなハムを提案しますが、クラップと同じ地震エネルギーを持つように設計されています」と、研究地球物理学者- 、合計で。 「高振幅をより長い期間に置き換えています。アイデアは、より静かで瞬間的なピークツーピークの圧力レベルを持ち、海洋環境への潜在的な害を完全に排除することではなく、減らすことです。」

海洋産業は、1960年代からこの技術を使用しようと試みてきました。陸上の振動技術をオフショアで採用することで、「成功は限られています」。このため、JIPは3つの異なる企業と契約を結んで形成されました。いくつかは機能していませんが、ある人は機能しています、とフェルサムは言います。海洋バイブレーター-統合プロジェクターノード（MV-IPN）を開発したGeneral Dynamicsの一部である応用物理科学（APS）。

「ピストンは水の中に出入りし、水と動的に結合して、音源から周囲の水と地下に音波を作り出します」と彼は言います。これにより、海洋生物と環境への影響の点で最も懸念されるピークツーピーク比が減少しますが、瞬間的な音源から出て制御が困難な高周波音波も除去されます。これらを回避できる場合は、約100Hz以上の高周波数ヒアラーまで聞こえる中水ヒアラー（哺乳類）への影響を減らすことを意味します。

ニューヨークのセネカ湖でのテストでは、システムは5-100Hzのリニアスイープで使用されました。これは一般的に使用される周波数帯域です。テストデータは、船舶用バイブレーターアレイが205dBのピーク信号に到達することを示唆し、そうでなければ瞬間的なソースによって放出される高周波信号は回避されました。 「100Hzを超える音を除去することにより、中音域および高音域の聴取者に影響を与えず、ピークツーピーク圧を低減できます」とフェルサムは言います。 「今では、十分に保護されていることを確認する必要があるのは、低周波ヒアラーだけです」

モデリングによれば、このシステムは、動物が侵入した場合に作業を停止する必要があるエリアを大幅に削減することにもなります。ピーク対ピーク比圧力が259dBの大型ガンアレイの場合、ピーク対ピーク圧力が190dB（海洋哺乳類への影響を制限するための一般的な規則に従って適切とみなされるレベル）に達するまで、ソースから約2.8km離れている必要があります。船舶用バイブレーター技術の場合、距離はソースの中心から67m（18m x 18m（半径4mの単一ユニットのみ）をカバーするフルアレイの場合）である必要があり、潜在的にはそれよりはるかに小さくなります。

「海洋バイブロサイスシステムを使用する場合、ピークからピークまでの圧力レベルを下げることができます。このレベルでは、海洋哺乳類とその環境に対する地震探査の影響が懸念されます。影響領域を潜在的に震源自体のサイズにまで縮小できれば、世界中の地震調査を大幅に改善できます」とフェルサムは言います。

その他の利点には、音響エネルギーのより優れた制御が含まれます。特定の署名を作成できること、イメージングを改善し、マルチソース調査を可能にすることができます。圧縮空気を使用しなくなったということは、ソースがアンビリカルに接続されることで制限されないことを意味し、分散したソースアレイがより広いエリアをカバーできるようにします。

さまざまな国の環境規制に取り組み、技術をテストするために、まだやるべきことがあります。しかし、フェルサムはポジティブです。 「人為的なバックグラウンドノイズの観点から、従来のシステムではなく、海洋バイブロサイスを使用することで、環境フットプリントを大幅に削減できると考えています。中域および高域の聴取者への影響を制限し、環境での動作中に音源の周囲に必要な緩和ゾーンのサイズを大幅に削減すると考えられるシステムを設計しました。」