ทำโดยการส่งคลื่นเสียงลงมายังโลกและบันทึกภาพสะท้อน ซึ่งเป็นครั้งแรกที่มีผู้ลองใช้เสียงเพื่อค้นหาน้ำมันหรือก๊าซสำรอง เขาได้รับการพิสูจน์ผ่านการขุดเจาะในเวลาต่อมา และพื้นฐานของเทคนิคของเขายังคงใช้โดยบริษัทพลังงานเพื่อค้นหาน้ำมันและก๊าซสำรองใหม่โดยไม่ต้องเจาะรูราคาแพงบนพื้นดินก่อน อย่างไรก็ตาม บริษัทด้านพลังงานจำเป็นต้องพัฒนาเทคนิคการสำรวจที่ดีขึ้น
หากต้องการ
ใช้ประโยชน์จากแหล่งกักเก็บที่มีอยู่ให้เต็มที่และค้นหาแหล่งน้ำมันและก๊าซใหม่ ยังมีน้ำมันเหลืออยู่บนพื้นดินอีกมาก โดยอุตสาหกรรมนี้ตอบสนองความต้องการในปัจจุบันที่ 2.9 หมื่นล้านบาร์เรลต่อปี แต่การผลิตจากแหล่งที่มีอยู่กลับลดลง และปริมาณสำรองที่ค้นพบใหม่พุ่งสูงสุดในปี 2543
ความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นบางส่วนของโลกซึ่งคาดการณ์ว่าจะเกิดขึ้นในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้าอาจจะได้รับการตอบสนองจากพลังงานหมุนเวียนในรูปแบบใหม่และที่มีอยู่ และบางทีอาจมาจากพลังงานนิวเคลียร์ แต่ไม่ใช่ทั้งหมด ต้องใช้น้ำมัน ก๊าซ และเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่นๆ
เพื่อรับประกันอุปทานนี้ อุตสาหกรรมพลังงานต้องทำให้การสำรวจคลื่นไหวสะเทือนมีประสิทธิภาพมากขึ้นและพัฒนาหัววัดสำรวจอื่นๆ เช่น สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำ ส่งเสียงสำรองปริมาณน้ำมันและก๊าซสำรองในปัจจุบันก่อตัวขึ้นเป็นเวลาหลายล้านปี หลังจากที่จุลินทรีย์ที่ตายแล้วเกาะอยู่ที่ก้นทะเล
และถูกบดอัดด้วยชั้นทรายและตะกอนที่ตามมา อุณหภูมิและความกดดันที่สูงส่งผลให้สิ่งมีชีวิตแตกออกเป็นไฮโดรคาร์บอนที่เป็นส่วนประกอบ ซึ่งลอยตัวขึ้นผ่าน “เมทริกซ์” ของหินตะกอนกลับสู่พื้นผิว จากนั้นไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้จะสะสมตามรอยเลื่อนในชั้นของโลกหรือใต้กับดัก เช่น โดมเกลือ
การตรวจจับปริมาณสำรองเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการสร้างคลื่นเสียงจากจุดต่างๆ บนพื้นผิว (หรือใกล้กับพื้นผิว) จากนั้นจึงบันทึกการสะท้อนหลายครั้งที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นกระดอนออกจากขอบเขตระหว่างหินประเภทต่างๆ ที่อยู่ใต้พื้นผิว สมมติว่าสามารถกำหนดความเร็วของเสียงใต้พื้นดินได้ เวลาที่มาถึง
ของคลื่นสะท้อน
แต่ละอันจะเป็นตัววัดความลึกของขอบเขตที่เกี่ยวข้อง และแอมพลิจูดของคลื่นจะบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงของประเภทหินใต้ผิวดิน ข้อมูลทั้งสองประเภทนี้เมื่อรวมกันแล้วสามารถสร้างภาพพื้นผิวโลกที่แสดงตำแหน่งของรอยเลื่อนและกับดัก และอาจแสดงวัสดุไฮโดรคาร์บอนที่อาจเกิดขึ้นได้
แม้ว่าเทคนิคคลื่นไหวสะเทือนนี้จะเรียบง่ายในหลักการ แต่ในทางปฏิบัติกลับก่อให้เกิดปัญหาสำคัญหลายประการ สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นส่วนหนึ่งจากขนาดที่แท้จริงของการดำเนินการสำรวจ โดยมีการตรวจวัดที่มีความไวสูงในพื้นที่ขนาดใหญ่และในระยะเวลาที่ยาวนาน ซึ่งมักจะอยู่ในสภาพแวดล้อม
ที่ท้าทาย ตัวอย่างเช่น ในการสำรวจนอกชายฝั่ง เรือตรวจคลื่นไหวสะเทือนลำเดียวลากเครื่องตรวจจับเกือบ 10,000 เครื่องที่แผ่กระจายไปทั่วพื้นที่ 10 กม. 2 (รูปที่ 1) ทำการวัดหลายพันล้านครั้งในช่วงเวลาไม่กี่เดือน การดำเนินการทดลองนี้ในทะเลเหนือ ซึ่งเป็นหนึ่งในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่ไม่เป็นมิตร
มากที่สุด ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดการกับพายุขนาด 8 และคลื่นสูง 15 เมตร บนบก ความท้าทายอาจยากพอๆ กัน ตัวอย่างเช่น Apache บริษัทน้ำมันที่ฉันทำงานเพิ่งประเมิน 1,000 กมทะเลทรายแห่ง ที่ 2ในอียิปต์ โดยใช้เครื่องตรวจจับเกือบ 3 ล้านชิ้นและสายเคเบิลเชื่อมต่อมากพอที่จะวนรอบโลก 2 รอบ
ความท้าทายที่สำคัญคือความต้องการสร้างคลื่นเสียงที่แรงพอที่จะตรวจจับได้หลังจากที่คลื่นเสียงสะท้อนจากการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของลักษณะหินที่อยู่ลึกลงไปใต้พื้นผิวโลกถึง 8 กม. ในขณะที่ยังคงใช้วัตถุระเบิดในการทดลองบนบก บริษัทส่วนใหญ่มักจะใช้ไฮโดรลิกเพื่อเขย่ามวลขนาดใหญ่
ในลักษณะ
ที่ควบคุมได้ ทำให้เกิดสเปกตรัมความถี่กว้างที่สามารถแพร่กระจายผ่านโลกได้ (รูปที่ 2) นอกชายฝั่ง วัตถุระเบิดได้หลีกทางให้กับปืนอัดอากาศที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งทำให้เกิด “แรงดันน้ำ” สูงในน้ำ
ความท้าทายที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือต้องแน่ใจว่าอุปกรณ์ตรวจจับมีความไวเพียงพอ
ที่จะบันทึกคลื่นเสียงที่สะท้อนกลับที่มีพลังงานต่ำมาก นอกชายฝั่งมีการใช้ไฮโดรโฟน อุปกรณ์เหล่านี้มักสร้างจากวัสดุเพียโซอิเล็กทริก ซึ่งสร้างกระแสเมื่อเกิดความเครียดเชิงกล ไฮโดรโฟนแต่ละเครื่องสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันเทียบเท่ากับการเปลี่ยนความลึกของน้ำ
โดยน้อยกว่าความหนาของกระดาษ บนบก อุปกรณ์ตรวจจับแบบดั้งเดิมที่เลือกใช้ การตีความข้อมูลทั้งหมดเหล่านี้นำไปสู่การพัฒนาเทคนิคการถ่ายภาพ 3 มิติสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซโดยเฉพาะ ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะได้ยินนักธรณีฟิสิกส์ในบริษัทน้ำมันพูดถึง “การแช่” ในการจำลองเสมือนจริง
ของธรณีวิทยาใต้ผิวดิน (รูปที่ 3) ตัวอย่างเช่น การจำลองเหล่านี้สามารถช่วยให้นักวิจัยสามารถวางแผนเส้นทางที่เหมาะสมของบ่อน้ำผ่านพื้นโลก ซึ่งเป็นงานที่ซับซ้อนเนื่องจากหินมีจำนวนมากและลักษณะที่หลากหลาย เส้นทางของบ่อน้ำมักจะต้องเคลื่อนที่ในแนวนอนและแนวตั้ง และบางครั้งอาจต้องเดินทาง
ย้อนกลับไปยังผิวน้ำก่อนที่จะถึงเป้าหมายที่ต้องการ ซึ่งมักจะอยู่ห่างจากจุดที่บ่อน้ำมาบรรจบกับพื้นผิวหลายกิโลเมตรผลลัพธ์สูงสุดเทคนิคแผ่นดินไหวพื้นฐานแบบดั้งเดิมถูกนำมาใช้เพื่อระบุโครงสร้างใต้ผิวดินที่อาจมีน้ำมัน (หรือก๊าซ) เท่านั้น แต่ไม่สามารถบอกนักวิจัยได้ว่ามีน้ำมันอยู่หรือไม่ นั่นเป็นเพราะ
คลื่นที่สะท้อนกลับถ่ายทอดข้อมูลที่จำกัดเท่านั้น ตัวอย่างเช่น แอมพลิจูดของคลื่นไม่สามารถบอกคุณได้โดยตรงเกี่ยวกับความหนาแน่นสัมบูรณ์ของหินที่สะท้อนออกมา แต่จะทราบเพียงว่าผลคูณของความหนาแน่นของหินและความเร็วคลื่นเปลี่ยนแปลงไปตามขอบเขตของหินแต่ละก้อนเท่านั้น
