Data Akustik Ungkap Gas Tersembunyi, Pasokan Minyak

Seperti dokter menggunakan ultrasound untuk mencitrakan organ internal dan bayi yang belum lahir, para peneliti dari MIT Earth Resources Laboratory mendengarkan bahasa gema batu untuk memetakan apa yang terjadi dalam puluhan ribu kaki dibawah permukaan bumi.

Dengan bantuan US Department of Energy (DOE) senilai $ 580.000, para ilmuwan kebumian akan menggunakan kemampuannya untuk menginterpretasikan bunyi dari bawah tanah untuk mencari "titik manis"--kantung gas alam dan minyak yang terkandung dalam retakan batuan berpori di lapangan minyak Wyoming. Jika metode ini terbukti efektif dalam menentukan tempat pemboran sumur, hal ini akan bisa digunakan di lapangan migas.

Sumber gas alam domestik yang besar merupakan formasi gas dengan permeabilitas rendah atau "rapat". Minyak dan gas berasal dari materi organik yang telah dimasak selama berabad-abad dibawah tekanan dan panas yang tinggi dalam kerak bumi. Beberapa reservoir bawah tanah mengandung volume minyak dan gas yang mengalir dengan lancar melalui batuan permeabel, tapi kadang-kadang fluida terperangkap dalam batuan berpori kecil dan sulit diakses, membentuk kantung menyebar secara terpisah. Hingga saat ini, tidak ada teknologi yang tersedia untuk memperoleh gas rapat.

Gas rapat, saat ini merupakan yang terbesar dari tiga sumber gas non-konvensional, yang juga meliputi unggun batubara dan shale. Produksi gas non-konvensional US merepresentasikan sekitar 40% dari output gas total pada tahun 2004, menurut DOE, tapi bisa tumbuh menjadi 50% pada 2030 jika teknologi yang maju telah dikembangkan dan diimplementasikan.

Salah satunya adalah gagasan Mark E. Willis dan Daniel R. Burns, ilmuwan peneliti di Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS), dan M. Nafi Toksoz, profesor dari EAPS. Metode mereka meliputi penggabungan dua data yang telah ada, yang sebelumnya tidak berhubungan, sebagai alat untuk mencari cadangan migas.

Untuk membebaskan hidrokarbon yang menyebar di kantung-kantung kecil dari satu hingga tiga mil dibawah tanah, perusahaan minyak menggunakan proses yang disebut patahan hidrolik, atau hydrofrac, yang memaksa air ke dalam unggun batuan melalui sumur-sumur dalam untuk membuat retakan dan meningkatkan ukuran dan luas retakan yang ada. Retakan membuka jalan untuk minyak dan gas untuk mengalir ke sumur-sumur.

Untuk mengawasi keefektifan peretakan dan untuk mendeteksi retakan alami yang mungkin merupakan titik manis gas alam, para engineer mengumpulkan data akustik dari permukaan dan dari dalam sumur. "Metode seismik permukaan seperti medical ultrasound. Merekan memberikan citra geologi sub-permukaan," kata Burns. Survey seismik 3D meliputi pembuatan vibrasi di permukaan dan pengawasan hasil gema di bawah tanah. "Jika gema berubah, maka ada retakan disana," kata Willis.

Sebuah metode yang disebut time-lapse vertical seismic profiling
(VSP) cenderung lebih akurat karena ia mengumpulkan data akustik secara langsung dari bawah tanah melalui lubang bor. "Menyimpan penerima di dalam sumur seperti membuat citra dengan sensor di dalam tubuh dalam dunia medis," kata Burns. "Hasilnya adalah kemampuan untuk melihat detail yang lebih halus dan menghindari seluruh kekecauan yang berasal dari pengiriman gelombang bunyi melalui jaringan kulit dan otot untuk memperoleh yang ingin kita lihat."

Time-lapse VSP memang mahal dan tidak digunakan secara rutin dalam eksplorasi migas. Tim peneliti EAPS, bekerja dengan data time-lapse VSP yang dikumpulkan oleh rekan industrinya, EnCana Corp., muncul dengan cara yang unik untuk melihat data bersama dengan data mikroseismik dari gempa kecil yang dihasilkan saat batuan retak. "Jika kami merekam dan menempatkan peristiwa ini seperti yang dilakukan US Geological Survey dengan gempa di seluruh dunia, kami mendapatkan ide dimana hydrofrac ditempatkan. Lalu kami melihat data time-lapse VSP di titik tersebut dan mencoba untuk memperoleh citra retakan yang lebih detail," kata Burns.

Tim MIT berharap untuk menunjukkan bahwa pedekatan baru ini adalah cara yang paling efektif untuk menemukan titik manis. "Jika kami bisa mendemonstrasikan nilai time-lapse VSP, alat ini bisa digunakan dalam fashion yang lebih luas di seluruh US dalam beberapa lapangan," kata Willis.