الصوت كمصدر إلهام: كيف أوحت تقنية الصوت المحيطية (هاي فاي) بطريقة جديدة للتنقيب عن البترول في باطن الأرض

الفريق الجيوفيزيائي في أرامكو السعودية يستطلع آلية متقدمة للحصول على البيانات السيزمية ورسم خارطة لما تحت سطح أراضي المملكة


  • أنظمة الصوت هاي فاي الترفيهية تلهم الفريق الجيوفيزيائي في أرامكو السعودية للبحث عن طريقة أفضل للحصول على البيانات السيزمية
  • تقنية جديدة لتسخير قوة مكبرات الصوت ذات الترددات المنخفضة والمتوسطة والعالية عبر مجموعة من الشاحنات الهزازة في رسم بيانات سيزمية
  • مرحلتان من الابتكار

مايكل جايفز |

لم تخطر على بال أحدٍ إمكانية جعل الحياة أكثر تشويقًا للجيوفيزيائيين والعاملين الآخرين في صحارى المملكة من خلال الجمع بين أحد الأدوات الأساسية في تقنية الصوت المحيطية الترفيهية (هاي فاي) وتقنية المسح السيزمي.

ولاشك أن الصوتيات المحيطية معروفة بقدرتها على زيادة حدة الإيقاع وسرعته وقوة الأداء الصوتي، حيث يمكن لها أن تهز جسمك بالكامل. ويمكن لنظام مضخم الصوت هاي فاي المنزلي أن يؤدي نفس الوظيفة، وهو نفس نظام مضخم الصوت هاي فاي المنزلي الترفيهي الذي ألهم الفريق الجيوفيزيائي في أرامكو السعودية للبحث عن نظام أفضل للحصول على البيانات السيزمية ورسم الخرائط لما تحت سطح أراضي المملكة العربية السعودية بحثاً عن المواد الهيدروكربونية.

وبدلاً من تشغيل مكبرات الصوت في ساحة تستوعب 100 ألف شخص أو لعائلة لديها نظام الترفيه المنزلي الخاص بهم، تم الكشف عن فئة جديدة من الجماهير، ألا وهي طبقات الصخور الواقعة أسفل الكثبان الرملية في المملكة!.

تسخير قوة الصوت

بدأت الفكرة في مركز البحث والتطوير التابع لأرامكو السعودية في جامعة التكنولوجيا في دلفت، عندما اقترح البروفيسور أي جي بيرخوت، تقنية جديدة لتسخير قوة مكبرات الصوت ذات التردد العالي والمتوسط والمنخفض عبر مجموعة من الشاحنات الهزازة. وتستخدم هذه الشاحنات المتخصصة في الحقول لتوليد الموجات الصوتية التي تستخدم لبناء صورة عالية الدقة لما تحت سطح الأرض.

شاحنة هزازة للمسح السيزمي مصممة لاجتياز رمال الصحراء في المملكة

وتولّد الهزازة (آلة اهتزاز) ذات النطاق الترددي الواسع المحمولة على شاحنة جميع ترددات الصوت في وضع تسلسلي عند القيام بالمسح السيزمي التقليدي. ومثل نظام مضخم صوت هاي فاي منزلي صغير، لا ينتج مثل هذا المكبر متعدد الخصائص أفضل جودة ممكنة للصوت لوحده بل يجب تشغيله مع مكبرات صوت مخصصة لذلك.

وقد ألهمت أنظمة مكبرات ومضخمات الصوت فريقًا من متخصصي الجيوفيزياء بأرامكو السعودية وأقنعتهم بجدوى الفكرة لإجراء تجربة عملية ناجحة لاختبار هذا المفهوم. وكانت هذه التجربة باستخدام مصفوفات مصدر مشتتة ثلاثية الأبعاد للحصول على البيانات السيزمية الأرضية المختلطة، وهي الأولى من نوعها من حيث الكفاءة التشغيلية الميدانية وجودة البيانات السيزمية. وتتألف هذه الآلية من العديد من المصادر السيزمية الاهتزازية بتردد منخفض (مصادر ذات تردد منخفض وعال) التي تعمل لإجراء مسح سيزمي عالي الكثافة في وقتٍ واحد.

الابتكار في مرحلتين

من جهته قال قائد المشروع في مركز إكسبك للأبحاث المتقدمة في أرامكو السعودية، كنستانتين تسنقاس: "إن سر هذا النهج يكمن في مرحلتين من الابتكار".

المرحلة الأولى، تنتج موجات الصوت المنبعثة من كل من المصادر ذات التردد القصير ("مكبر الصوت") نسبة إشارة ضجيج أعلى في المصدر إلى حد كبير، مما يتيح للفريق استخدام أحدث تقنيات معالجة البيانات لتصوير ما تحت سطح الأرض. ونستطيع في المرحلة الثانية الحصول على البيانات في نفس الوقت، مما يوفر الوقت المتطلب لإجراء المسح بشكل كبير.

كنستانتين تسنقاس، قائد المشروع في مركز إكسبك للأبحاث المتقدمة في أرامكو السعودية

عندما نقارن المسح السيزمي التقليدي والجديد نجد أن متوسط نقط الاهتزاز يبلغ حوالي 10 آلاف نقطة اهتزازية في النهج التقليدي على مدار 24 ساعة، في حين بلغ المتوسط 58 ألف نقطة اهتزازية في النهج الجديد، مما يعني إمكانية تقليل مدة المسح من ستة أشهر إلى شهرين. ولا ينتج عن هذا توفير في التكلفة فحسب، ولكن الأهم من ذلك أنه يمكن أن يقلل من الوقت الذي يحتاجه العاملون للعمل في بيئات قاسية للغاية. والخطوة التالية هي أن يأخذ الفريق ما تعلموه من التجربة ويطبقوه بشكل فعلي في نموذج تشغيلي.

كنستانتين تسنقاس، قائد المشروع في مركز إكسبك للأبحاث المتقدمة في أرامكو السعودية، (يقف في المنتصف بالخلف) وأعضاء فريقه عبد الرحمن الشهيل (يقف في الأمام يساراً ) ومحمد المبارك (جالساً) وزيقمونت ترزيسىيوسكي (في أقصى اليمين) يفحصون تجربة استخدام مصفوفات مصدر مشتتة ثلاثية الأبعاد للحصول على البيانات السيزمية الأرضية المختلطة.
كنستانتين تسنقاس، قائد المشروع في مركز إكسبك للأبحاث المتقدمة في أرامكو السعودية، (يقف في المنتصف بالخلف) وأعضاء فريقه عبد الرحمن الشهيل (يقف في الأمام يساراً ) ومحمد المبارك (جالساً) وزيقمونت ترزيسىيوسكي (في أقصى اليمين) يفحصون تجربة استخدام مصفوفات مصدر مشتتة ثلاثية الأبعاد للحصول على البيانات السيزمية الأرضية المختلطة.

وقد كرّم الفريق نظير إنجازه المبتكر الذي حققه، حيث حاز على جائزة معرض ومؤتمر أبو ظبي الدولي للبترول (أديبك) "مشروع العام المتميز لتطوير الأداء والكفاءة" لعام 2018، بالإضافة إلى منحه جائزة التميز في أرامكو السعودية لعام 2019.