Daar moet de olie zitten, luister maar

Geluidsgolven helpen bij het vinden van olie. Daarvoor is geen dynamiet meer nodig. De aardkorst geeft genoeg geluid.

Voor mensen onhoorbare ruis in de aardkorst is bruikbaar om olievelden op te sporen in uitgestrekte gebieden zoals de woestijn in Saoedi-Arabië. Dat blijkt uit een publicatie van een groep geofysici van de TU Delft in de nieuwste editie van het wetenschappelijke tijdschrift Geophysical Research Letters.

„Oliemaatschappijen die op zoek gaan naar olie- of gasvelden genereren doorgaans hun eigen seismische golven met dynamiet of trilplaten”, zegt Deyan Draganov, eerste auteur van het artikel. „Daarvoor moeten ze met grote vrachtwagens het onderzoeksgebied in. Onze methode biedt een alternatief voor de explosies. Wij brengen de structuur van de ondergrond in kaart door gebruik te maken van seismische achtergrondruis. Dat zijn geluidstrillingen die veroorzaakt worden door bijvoorbeeld passerend verkeer of kleine aardbevingen.”

Tot deze achtergrondruis, die bij de conventionele exploratie juist wordt uitgefilterd, behoren ook de geluidstrillingen met een uiterst lage frequentie van één tot tien millihertz die in het aardoppervlak ontstaan door het breken van oceaangolven op de kust. Deze golven werden twee weken geleden nog beschreven in het wetenschapstijdschrift Nature. Draganov registreerde met name achtergrondruis met een frequentie van twee tot tien hertz; zelfs voor een olifant aan de grens van het hoorbare. Kleine aardbevingen lijken de oorzaak van deze ruis.

Voor het opsporen van olie en gas genereren oliemaatschappijen nu nog explosiegolven met een frequentie van tien tot zestig hertz. Die golven weerkaatsen op verschillende dieper gelegen aardlagen en worden opgevangen met een netwerk van geofoons. De reistijd die golven nodig hebben om verschillende geofoons te bereiken geeft informatie over lagen in de ondergrond. Met geluidsgolven van enkele tientallen hertz zijn structuren in de aardkorst te onderscheiden ter grootte van minimaal enkele tientallen meters.

Achtergrondruis is altijd in de aardkorst aanwezig, maar het probleem is dat tijdstip en plaats van de bron meestal niet bekend zijn. Draganovs promotor Kees Wapenaar toonde vier jaar geleden aan dat de signalen toch bruikbaar zijn om informatie over de ondergrond te verkrijgen. Draganov: „Het komt erop neer dat je de informatie die aankomt bij een geofoon op punt A aftrekt van de informatie die aankomt bij geofoon B. Zo kun je de informatie uit de ‘ruis’ interpreteren, op dezelfde manier als golven die aan het oppervlak door explosies ontstaan. Het principe is al in 1968 beschreven en Shell heeft medio jaren zeventig geprobeerd om het te gebruiken voor de olie-exploratie in de Verenigde Staten. Dat is toen niet gelukt. Met snellere computers en een nieuwe theorie is het nu wel mogelijk.”

In het artikel laat Draganov zien dat zijn methode voldoende gedetailleerd is om relatief gemakkelijk olievelden op te sporen onder stukken land van enkele tot tientallen vierkante kilometers.

Draganov, die in Sofia geofysica studeerde en nog dit jaar hoopt te promoveren, gebruikte meetgegevens die in een tijdspanne van tien uur werden verzameld met zeventien geofoons die waren opgesteld in een achthonderd meter lange lijn in een Saoedische woestijn. „Waar het onderzoek precies is uitgevoerd weet ik niet”, zegt Draganov. „Shell houdt dit soort exploratiegegevens geheim.’’

Een olieveld is in de aardkorst herkenbaar als een koepelvormige, poreuze laag waarin de olie onder druk gevangen is geraakt. De laag erboven is minder poreus. Het opsporen van deze lagen met dynamiet kost niet alleen veel geld, het kan volgens Draganov ook schade opleveren.

„Onze methode is geschikt voor de zogeheten frontier exploration” zegt hij. „Dat is het eerste stadium van exploratie waarin wordt geprobeerd om snel te achterhalen waar de olievelden in een bepaald gebied liggen. In veel potentieel interessante gebieden in Zuid-Amerika en Afrika zijn dergelijke ruwe inventarisaties überhaupt nog niet gemaakt. Elders zijn alleen nog de grote velden in kaart gebracht.”

Om daadwerkelijk te kunnen gaan boren is een gedetailleerder beeld nodig. Volgens Draganov is het gebruik van explosies aan het aardoppervlak in dat stadium nog onmisbaar. Hij verwacht dat de resolutie van zijn meetmethode in de toekomst nog zal verbeteren.