Eine seismische Verschiebung hin zu ruhigeren Erhebungen

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Seit den ersten Tagen der Offshore-Erdöl- und Erdgasexploration hat die Notwendigkeit, seismische Untersuchungen durchzuführen, Unternehmen dabei geholfen, die Kohlenwasserstoffe zu finden, die sie dann produzieren können.

Seismische Daten helfen Geophysikern und Geologen dabei, die Gesteinsformationen in der Erde zu verstehen, was in ihnen geschehen könnte und ob sie Öl und Gas enthalten könnten. Ähnlich wie beim Erfassen von seismischen Daten an Land bedeutet dies, dass Schallenergie (eine Quelle) emittiert und dann ihre Rückkehr erfasst und diese Informationen interpretiert werden, um den Untergrund abzubilden.

Während sich die Industrie in den 1960er Jahren von der Verwendung von Dynamit als Quelle abwandte, kann die Schallenergie, die heute hauptsächlich von Luftgewehren erzeugt wird, immer noch Auswirkungen auf das Leben im Meer haben. Als solches ist seine Verwendung stark reguliert. Viele Länder verwenden Leitlinien des britischen Joint Nature Conservation Committee, die eine Verzögerung der Aktivität zur Folge haben, wenn ein Meeressäugetier innerhalb von 500 m entdeckt wird. Die australische Offshore-Behörde für Erdölsicherheit und Umweltmanagement hat eine Zone von 1 bis 3 Kilometern, während es in Brasilien und Irland 1 Kilometer sind. Es gibt auch andere Stellen mit eigener Anleitung sowie länderspezifische Vorschriften. Die meisten bedeuten, Säugetierbeobachter an Bord zu haben und eine passive akustische Überwachung durchzuführen (wobei auch unbemannte PAM-Schiffe auftauchen). Einige Länder haben die seismische Erkundung sogar ganz verboten (Italien hat ein vorübergehendes Verbot verhängt, bis neue Bewertungen vorliegen).

Aber es gibt immer noch Druck, Meereslebewesen zu schützen, und es gibt auch Arbeit, die Quelle zu überdenken. Seit 2011 arbeitet eine Gruppe aus Total, Shell und ExxonMobil im Rahmen eines gemeinsamen Industrieprojekts, das von der Texas A & M University verwaltet wird, an Alternativen, die auf der Marine-Vibroseis-Technologie basieren. Marine Vibroseis emittiert kontinuierlich weniger Energie. „Anstelle eines Klatschens, eines augenblicklichen Geräuschs mit einem hohen Spitzenwert-zu-Spitzenwert-Druckverhältnis, schlagen wir ein leises Brummen im Hintergrund vor, das jedoch die gleiche seismische Energie aufweist wie das Klatschen“, sagt Andrew Feltham, Research Geophysicist - Acquisition , bei Total. „Wir ersetzen eine hohe Amplitude durch eine längere Dauer. Die Idee ist, ein leiseres Druckniveau von Spitze zu Spitze zu erreichen und potenzielle Schäden für die Meeresumwelt erheblich zu reduzieren, wenn nicht sogar zu beseitigen. “

Die Schifffahrtsindustrie versucht seit den 1960er Jahren, diese Technologie zu nutzen, indem sie Landvibroseis-Technologien offshore einsetzt, jedoch mit "begrenztem Erfolg". Aus diesem Grund wurde das JIP mit drei verschiedenen Unternehmen gegründet. Einige haben nicht gearbeitet, aber man hat, sagt Feltham; Applied Physical Sciences (APS), Teil von General Dynamics, der den Marine Vibrator - Integrated Projector Node (MV-IPN) entwickelt hat.

"Es hat einen Kolben, der sich hinein- und herausbewegt, dynamisch an das Wasser gekoppelt und Schallwellen von der Quelle in das umgebende Wasser und in den Untergrund erzeugt", sagt er. Dadurch wird das Verhältnis von Spitze zu Spitze verringert, was im Hinblick auf die Auswirkungen auf das Leben im Meer und auf die Umwelt von größter Bedeutung ist, aber es werden auch hochfrequente Schallwellen eliminiert, die aus augenblicklichen Quellen stammen und schwer zu kontrollieren sind. Wenn diese vermieden werden können, bedeutet dies, dass die Auswirkungen auf Hörer in der Mitte des Wassers (Säugetiere), die auf Hörer mit einer Frequenz von bis zu 100 Hz und höher hören, verringert werden.

Bei Tests in Lake Seneca, New York, wurde das System mit einem linearen Sweep von 5 bis 100 Hz verwendet - einem häufig verwendeten Frequenzband. Testdaten deuten darauf hin, dass ein Marine-Vibrator-Array ein Spitzensignal von 205 dB erreichen sollte und dass die Signale mit höherer Frequenz, die ansonsten von der Momentanquelle ausgesendet werden, vermieden wurden. „Durch die Eliminierung von Geräuschen über 100 Hz haben wir keinen Einfluss auf die Mittel- und Hochfrequenzhörer und reduzieren den Druck von Spitze zu Spitze“, sagt Feltham. "Jetzt sind es nur die Niederfrequenzhörer, die wir brauchen, um sicherzustellen, dass sie gut geschützt sind."

Laut Modellierung würde dieses System auch den Bereich, in dem der Betrieb eingestellt werden muss, wenn Tiere eintreten, erheblich reduzieren. Bei einem großen Geschützfeld mit einem Druck von 259 dB im Verhältnis von Spitze zu Spitze müssten Sie etwa 2,8 km von der Quelle entfernt sein, bevor sich der Druck von Spitze zu Spitze auf 190 dB verringert (ein Wert, der gemäß den allgemeinen Regeln zur Begrenzung des Einflusses auf Meeressäugetiere als angemessen erachtet wird). . Für die Marine-Vibrator-Technologie müsste der Abstand nur 67 m von der Mitte der Quelle betragen - für ein vollständiges Array mit einer Größe von 18 m x 18 m (bei Einzelgeräten mit einem Radius von nur 4 m) - und möglicherweise weitaus geringer.

„Wenn wir marine Vibroseis-Systeme verwenden würden, könnten wir das Druckniveau von Spitze zu Spitze reduzieren. Hier besteht eine große Sorge für Meeressäugetiere und die Auswirkungen seismischer Untersuchungen auf ihre Umwelt. Wenn wir den Wirkungsbereich auf die potenzielle Größe der Quelle selbst reduzieren könnten, könnten wir die seismischen Erfassungen auf der ganzen Welt erheblich verbessern “, sagt Feltham.

Zu den weiteren Vorteilen gehört eine bessere Kontrolle über die Schallenergie - die Möglichkeit, bestimmte Signaturen zu erstellen, die Bildgebung zu verbessern und Vermessungen mit mehreren Quellen zu ermöglichen. Die Nichtverwendung von Druckluft bedeutet auch, dass die Quelle nicht durch die Verbindung mit Versorgungsleitungen eingeschränkt wird, sodass verteilte Quellenarrays größere Bereiche abdecken können.

Es bleibt noch viel zu tun, mit Umweltvorschriften in verschiedenen Ländern zu arbeiten und die Technologie zu testen. Aber Feltham ist positiv. „In Bezug auf anthroprogene Hintergrundgeräusche sind wir der Ansicht, dass wir den ökologischen Fußabdruck erheblich reduzieren können, indem wir anstelle eines herkömmlichen Systems Marine-Vibroseis verwenden. Wir haben ein System entwickelt, das unserer Meinung nach die Auswirkungen auf Mittel- und Hochfrequenzhörer begrenzt und die Größe der Abschwächungszone, die beim Betrieb in der Umgebung um die Quelle herum erforderlich wäre, erheblich verringert. “