با ظهور فناورى هاى ويژه و پويا، تغييرات زيادى در شيوه هاى اكتشاف ايجاد شده است. اکتشاف و بهره بردارى از منابع نفت و گاز، در ابتدا به روش جست وجوى شواهد سطحى اين منابع زيرزمينى انجام مى شد. اين جست وجو شامل پيگيرى رخنه هاى نفت يا گاز بود که از زمين به بيرون نفوذ کرده بود. به دليل اين که مقدار کمى از ذخاير نفت و گاز طبيعى به سطح زمين نفوذ ميکنند، اين فرآيند اکتشاف ناکارآمد بود. با توسعه صنايع در کشورهاى مختلف، نياز جهان به سوخت هاى فسيلى روزافزون شد.
اين مسئله ضرورت تغيير در روش هاى اکتشاف و افزايش بازده اين روش ها را دوچندان ساخت. امروزه اکتشاف ذخاير نفت و گاز بسيار پيچيده شده و با بهره گيرى از تجهيزات ويژه، درصد موفقيت در کشف ذخاير فسيلى را به حد قابل قبولى رسانده است. در اين نوشتار، روش ها و مراحل اکتشاف ذخاير نفت و گاز بررسى مى شود. تهيه بانک داده ها فناوري، نقش عمده اى در ميزان موفقيت مکانيابى ذخاير نفت گاز طبيعى دارد. اين فناورى هنگامى موثر است که يکى از ابزار اصلى آن را که همان داده هاى صحيح – نرم افزار – است، زمين شناسان و ژئوفيزيک ها بررسى و فرآورى كنند. اين داده ها هنگامى کاربردى مي شوند که به درستى جمعآورى و طبقهبندى شوند. اين دادهها که معمولاً شامل ويژگيهاى ذخاير زيرزمينى است، به منظور تبيين زمينه هاى علمى براى تعيين محل ذخاير نفت خام و گاز طبيعى تفسير ميشوند. فرآيند اکتشاف نفت خام و گاز طبيعى سرشار از ترديد و با آزمون و خطاى فراوان همراه است، زيرا نفت و گازى که جست وجو مي شود، اغلب صدها فوت پايينتر از سطح زمين قرار دارد. از اين رو، جمع آورى و طبقه بندى علمى دادهها در کاهش خطاى اکتشاف بسيار موثر است. مطالعات زمين شناسي زمين شناسان اکتشاف نفت خام و گاز طبيعى را با بررسى ساختار سطحى زمين مناطقى که احتمال دارد منابع نفت و گاز داشته باشند، آغاز مى كنند. در اواسط قرن هجدهم زمين شناسان به اين نتيجه رسيدند كه در سراشيبي هاى تاقديسي، احتمال وجود ذخاير نفت و گاز بيشتر است. در اين تاقديسها که زمين در محل خود چين خورده است، لايه هاى گنبدى شكل ايجاد شده که نشانگر تعداد زيادى از ذخاير نفت و گاز است. با بررسى و ترسيم مشخصات سطحى و زيرسطحى يک منطقه مشخص، زمين شناس پيشبينى مي کند در کدام مناطق احتمال وجود ذخاير نفت خام و گاز طبيعى بيشتر است. زمين شناس از ابزار متعددى براى اين بررسى بهره مي برد. از جمله اين ابزار، بررسى برشهاى صخره هاى درون زمين، دره ها و يا تنگه ها از نظر محتواى مايع درون سنگها، تخلخل سنگ، رطوبت پذيري، سن و ترتيب شکل يافتن صخره است که امکان استنتاج هايى درباره ذخاير احتمالى را به زمين نشان مي دهد. هنگامى که زمين شناس، منطقه اى را ارزيابى مى كند و احتمال وجود يک منبع نفتى و يا گازى را در آن محدوده محتمل مى داند، آزمايشهاى بعدى براى به دست آوردن اطلاعات جزئي تر و ترسيم دقيق تشکل هاى زيرزمينى مرتبط با ذخاير نفت و گاز طبيعى انجام ميشود. معمولاً زمين شناسان اين آزمايشها را انجام مى دهند.

لرزه نگارى در اکتشاف لرزه نگارى بزرگ ترين پيشرفت پيش بينى نشده در اکتشاف نفت خام و گاز طبيعى است. لرزه نگارى بر مطالعه شکل موجهاى ارتعاشى استوار است که از ميان لايه هاى زمين عبور مى کند و با انواع تشکل هاى زيرزمينى به طور متفاوت تعامل دارد. در سال 1855 ، ال.پاليمير، اولين لرزه نگار را به عنوان ابزارى براى تشخيص و ثبت زمين لرزه ها کشف كرد. اين دستگاه قادر به ثبت ارتعاش هاى زمين بود که در يک زمين لرزه به وجود مي آيد. اين فناورى از سال 1921 به منظور استفاده در يافتن محل تشکل هاى نفتى و گازى زيرزمينى در صنعت نفت به کار برده شد. موج هاى ارتعاشى يادشده که يک منبع آن را ايجاد ميكند، از لايه هاى متفاوت زمين عبور مى كند و قسمتى از آن را لايه هاى زيرزمينى مختلف به سمت منبع انعکاس ميدهند. اين انعکاس، سطح زمين ايجاد و چگونگى بازگشت اين ارتعاش ها را به سطح ثبت كنند. موج هاى ارتعاش ارسال شده در برخورد با صخره ها و لايه هاى سخت زمين نسبت به لايه هاى با منفذ زياد، بازتاب متفاوتى دارند و همين تفاوت به زمين شناس امکان مى دهد تا محدوده و عمق سنگ هاى متخلخل را که احتمالاً حاوى نفت و گاز هستند، تخمين بزنند. لرزه نگارى ساحلي در لرزهنگارى براى اکتشاف در مناطق ساحلي، موجهاى ارتعاشى مصنوعى به سطح زمين فرستاده ميشوند. اين موج ها پس از برخورد با لايه هاى مختلف، بازتابى ايجاد مي کنند که قطعات حساسى به نام ژئوفون آنها را ثبت ميكنند. اين داده هاى برداشت شده به يک ماشين ثبت ارتعاش منتقل ميشود تا اطلاعات لازم براى تفسير زمين شناسان و مهندسان مخزن را فراهم کند. اين ماشين وظيفه تقويت، ترجمه و بايگانى ارتعاش هاى دريافتى از ژئوفون را دارد. در روزهاى اوليه اکتشاف لرزهاي، امواج لرزهاى به وسيله ديناميت ايجاد ميشود. طراحى و نحوه بارگذارى ديناميتها بسيار دقيق بود، به گونه اى که انفجارهاى کوچک امواج لرزهاى لازم و ضرورى را ايجاد ميکرد. در اواسط دهه 70 مشخص شد که نوارهاى سفيدى به نام نقطه هاى روشن، روى باريکه هاى ثبت شده لرزهاى ظاهر ميشود. اين نوارهاى سفيد، نشانگر وجود ذخاير هيدروکربن در زير زمين بود. صخره هاى طبيعى و پر منفذ داراى گاز طبيعى اغلب بازتاب هاى قوى ترى نسبت به صخره هاى پر آب و معمولى دارد و از طريق نقطه هاى روشن به صورت مستقيم قابل تشخيص است. اين روش تشخيص ذخاير گازى که روش بازرسى مستقيم نام دارد، در برخى موارد ذخاير هيدروکربنى را نمايان نمى كند؛ از اين رو روش کاملاً مطمئن و مورد اعتمادى نيست.

فناورى هاى نوين اکتشاف يکى از بزرگ ترين نوآوري هاى تاريخ اکتشاف نفت و گاز، استفاده از رايانه براى ثبت و تحليل دادههاى زمين شناسى بر روى نقشه هاى مخصوص است. با توسعه يافتن ميکروپروسسورها، اطمينان استفاده از رايانه براى ثبت و تحليل داده هاى ارتعاشي، افزايش قابل توجهى يافته است. اين مسئله امکان پردازش مقادير بيشترى از اطلاعات را فراهم کرده و اعتبار و محتواى اطلاعاتى مدل هاى لرزهاى را افزايش داده است. زمين شناسان در اکتشاف به کمک رايانه از سه مدل اصلى اکتشاف بهره ميبرند. اين مدل ها عبارتند از: – مدل دوبعدي – مدل سهبعدي – مدل چهاربعدي فناورى بهره گيرى از رايانه، آنقدر پيشرفت کرده که اکنون با ترکيب اطلاعات به دست آمده از انواع آزمايش ها مانند گزارش هاى روزانه، توليد اطلاعات و آزمايش هاى غلظت سنجى امکان ايجاد يک تجسم فکرى از زير زمين را فراهم كرده است. با استفاده از اين امکانات، زمين شناسان قادر به ترکيب تمام داده ها براى پردازش و ايجاد يک تصوير روشن و کامل زمين شناسى از زير زمين هستند. لرزه نگارى سهبعدي يکى از چشمگيرترين پيشرفتها در اکتشاف به کمک رايانه، توسعه لرزهنگارى سه بعدى ست. اين روش از داده هاى لرزهاى منطقه براى ايجاد يک تصوير سه بعدى از تشکلها و لايه هاى مختلف زمين شناسى منطقه استفاده ميکند. از آنجاکه اين تصوير واقعى ميتواند براى تخمين زدن وجود لايه هاى هيدروکربنى در منطقه و صفات خاص ساختمان اين تشکل ها بسيار مفيد باشد، به زمين شناسان در تخمين ذخاير هيدروکربورى با احتمال بسيار بالا كمك مى كند. استفاده از روش لرزه نگارى سه بعدى احتمال موقعيتيابى مخزن را تا 50 درصد افزايش ميدهد. اين فناورى با وجود موفقيت آميز بودن، بسيار هزينه بر است.

لرزه نگارى سه بعدى ميتواند بيش از يک ميليون دلار در يک منطقه با 50 مايل مربع مساحت هزينه در بر داشته باشد. در توليد تصاوير سه بعدى نياز به داده هايى است که از هزاران نقطه جمع آورى شده باشد، حال آن که در روش هاى دو بعدى صرفاً نياز به چند صد نقاط داده است. به دليل پيچيدگى و طولانى بودن فرآيند، از لرزهنگارى سه بعدى در ترکيب با ديگر روش هاى اکتشاف استفاده مى شود. براى مثال، يک زمين شناس ممکن است از لرزه نگارى دوبعدى مرسوم به منظور طراحى و بررسى ويژگى هاى زمين شناسى براى ارزيابى احتمال وجود ذخاير نفت و گاز استفاده کند. در اين حالت هنگامى كه از فناورى هاى مقدماتى استفاده مى شود، از لرزه نگارى سه بعدى صرفاً در مناطقى که احتمال وجود ذخاير هيدروکربورى بالا است، استفاده مى شود. علاوه بر تعيين محل ذخاير نفت و گاز، لرزه نگارى سه بعدى در تعيين محل دقيق و بهينه چاه هاى حفارى نيز موثر است. با استفاده از اين فناوري، علاوه بر بهينه کردن تعداد چاه ها و کاهش هزينه هاى خرج هاى اضافي، با تعيين محل دقيق چاه ها امکان استخراج بيشتر نفت و گاز از زمين فراهم مي شود. لرزه نگارى سه بعدى ميزان بازيافت چاه هاى مولد را به حدود 40 تا 50 درصد افزايش ميدهد، حال آن كه ميزان بازيافت چاه هايى که با فناورى هاى معمولى اکتشاف تعيين محل شده اند، 25 تا 30 درصد است. تا سال 1980 تنها يکصد آزمايش لرزه نگارى سه بعدى صورت گرفته بود. در اواسط دهه 90 با 75 درصد ، کاهش نسبى هزينه و توسعه فناورى در هر سال 200 تا 300 آزمايش لرزهنگارى سه بعدى صورت پذيرفت. در سال 1993 از بررسي هاى اکتشاف ساحلى از لرزه نگارى سه بعدى استفاده كردند. در ايران، در ميدان هايى مانند آبتيمور، دارخوين، كرنج و پارسي، عمليات لرزه نگارى سه بعدى با موفقيت اجرا شده است. تصوير لرزه نگارى دوبعدي اکتشاف به کمک رايانه دوبعدى شامل توليد يک تصوير از لايه هاى مختلف زير سطح زمين است. در روشهاى مرسوم زمين شناسى با جمع آورى و تحليل اطلاعات موجود، تصورى دوبعدى از اين لايه هاى براى خود ترسيم ميكند، اما با کمک فناورى رايانه، امکان ايجاد نقشه هاى بسيار مفص لتر و بسيار سريع تر از روش هاى مرسوم وجود دارد. علاوه بر اين، با سيستم دوبعدى امکان استفاده از نمايش تصاوير رنگى ايجاد شده رايانه اى براى برجسته كردن خواص زمين شناسى وجود دارد که از طريق روشهاى تصوير لرزه نگارى مرسوم امکان ظهور بسيار پايينى دارد. تصوير لرزه نگارى دوبعدى پيچيدگى و تفصيل کمترى از تصوير سه بعدى دارد. جالب توجه است که فناورى لرزه نگارى سه بعدى پيش از فناورى دوبعدى توسعه يافت. فناوري هاى دوبعدى تصوير لرزه نگارى در حقيقت توسعه اى از فناوريهايى سه بعدى است. فناورى دوبعدى براى ساده کردن و کاهش هزينه هاى لرزه نگارى سه بعدي، همچنين کاهش پيچيدگي هاى استفاده از فناورى سه بعدى توسعه يافت.

لرزه نگاری مهمترین ابزار ژئوفیزیستها برای اکتشاف نفت و گاز می باشد. لرزه نگاری بر مطالعه شکل امواج صوتی یا ارتعاشی استواراست که توسط منبع به داخل زمین فرستاده شده، از لایه های متفاوت عبور کرده و قسمتی از آن به سمت منبع یا نقطه ای مشخص انعکاس می یابد. امواج در اثر اختلاف چگالی و سرعت صوت در لایه های ژئوفیزیکی انعکاس های گوناگون دارند و توسط ژئوفونها (در خشکی) و هیدروفون ها ( در دریا) جذب می شوند. تفاوت در انعکاس امواج از تشکل های مختلف به زمین شناس امکان می دهد که محدوده و عمق سنگ های متخلخل را که احتمالاً حاوی نفت و گاز هستند تخمین بزند. ابتدا ناحیه از نظر زمین شناسی سطحی بررسی می شود. در صورت مناسب بودن شرایط روش مغناطیس سنجی و ثقل سنجی انجام می گیرد و در صورت موفق بودن روشهای مذکور، لرزه نگاری برای شناسایی ساختارهای مناسب در تجمع هیدروکربن ها استفاده می شود (نفت شیراز) لرزه نگاری مهمترین ابزار ژئوفیزیستها برای اکتشاف نفت و گاز می باشد. لرزه نگاری بر مطالعه شکل امواج صوتی یا ارتعاشی استواراست که توسط منبع به داخل زمین فرستاده شده، از لایه های متفاوت عبور کرده و قسمتی از آن به سمت منبع یا نقطه ای مشخص انعکاس می یابد. امواج در اثر اختلاف چگالی و سرعت صوت در لایه های ژئوفیزیکی انعکاس های گوناگون دارند و توسط ژئوفونها (در خشکی) و هیدروفون ها ( در دریا) جذب می شوند. تفاوت در انعکاس امواج از تشکل های مختلف به زمین شناس امکان می دهد که محدوده و عمق سنگ های متخلخل را که احتمالاً حاوی نفت و گاز هستند تخمین بزند. ابتدا ناحیه از نظر زمین شناسی سطحی بررسی می شود. در صورت مناسب بودن شرایط روش مغناطیس سنجی و ثقل سنجی انجام می گیرد و در صورت موفق بودن روشهای مذکور، لرزه نگاری برای شناسایی ساختارهای مناسب در تجمع هیدروکربن ها استفاده می شود