La extracción eficiente de petróleo y gas del interior de la corteza terrestre requiere imágenes precisas de las estructuras rocosas del subsuelo. Algunos materiales son difíciles de capturar, por lo que los investigadores de KAUST han desarrollado un método computacional para modelar grandes acumulaciones de sal subterránea, un material desafiante para derivar con precisión de datos de imágenes sísmicas.

Las imágenes sísmicas implican enviar ondas sonoras al suelo, donde se reflejarán en los límites entre las estructuras rocosas. Los científicos analizan las ondas sonoras reflejadas para determinar los tipos y formaciones rocosas del subsuelo, y localizar depósitos de combustibles fósiles.

Sin embargo, en algunas regiones, como el Golfo de México, el subsuelo está salpicado de cuerpos de sal, que son enormes acumulaciones de sal formadas hace millones de años en el interior de la Tierra. La sal es de baja densidad, sustancia flotante, lo que significa que los cuerpos de sal se elevan gradualmente a través de la corteza terrestre con el tiempo. Esto causa complejidades relacionadas con el estrés entre la sal y las capas de roca circundantes. Es más, La estructura cristalina de la sal significa que las ondas sonoras se reflejan al azar, y no hay bajas frecuencias utilizables retenidas en los datos sísmicos.

"Los datos de las zonas de sal son actualmente analizados por expertos altamente capacitados en lugar de modelados por una computadora, "explica Mahesh Kalita, un doctorado de KAUST estudiante en el grupo de Tariq Alkhalifah. "Este es un proceso costoso y que requiere mucho tiempo y conlleva el riesgo de error humano. Hemos desarrollado un método computacional robusto para interpretar los datos sísmicos de los cuerpos de sal de forma rápida y más precisa".

Los modelos existentes utilizan una técnica llamada inversión de forma de onda completa (FWI) para minimizar la disparidad entre los datos observados y modelados. Sin embargo, la falta de bajas frecuencias en los datos de ondas sonoras de cuerpos de sal significa que un FWI tradicional falla. Kalita y el equipo desarrollaron un proceso de optimización de dos partes para refinar FWI para la obtención de imágenes de cuerpos salinos.

"Para la capa superior de sal, obtenemos una señal lo suficientemente buena para determinar dónde comienza el cuerpo de sal, pero luego la energía de la onda sonora se dispersa rápidamente, "dice Kalita." Nuestra técnica toma los datos iniciales de esta capa superior y los 'esparce' por el área más probable que abarque el cuerpo de sal. A esta técnica la llamamos 'inundación' ".

Luego, el modelo resultante se prueba junto con los datos observados para verificar que las estructuras rocosas circundantes coincidan y para garantizar que el modelo no se haya "inundado en exceso". Los ensayos iniciales que utilizaron un conjunto de datos de la década de 1990 del Golfo de México mostraron ser prometedores, con la nueva técnica generando una representación precisa de los cuerpos de sal locales.

"A continuación, probaremos nuestra técnica automatizada en conjuntos de datos de alta calidad que incorporan más detalles tridimensionales, "dice Kalita.