Refleksjonsseismikk

Fra wikisida.no
Sideversjon per 19. mai 2026 kl. 11:00 av nb>1000mm (La til Kategori:Seismikk via HotCat)
(diff) ← Eldre sideversjon | Nåværende sideversjon (diff) | Nyere sideversjon → (diff)
Hopp til navigering Hopp til søk
Illustrasjon viser seismikkfartøy som sender ut trykkbøler, som deretter blir reflektert opp igjen ved ulike lagdelinger.

Refleksjonsseismikk er en geofysisk metode som blir brukt til å undersøke jordens undergrunn ved hjelp av kontrollerte elastiske bølger ned i bakken. Generelle metoden er å sende en seismisk kilde ned i bakken eller havbunnen, når bølgene møter grenser mellom lag med ulike fysiske egenskaper, blir deler av energien reflektert tilbake til overflaten. Refleksjonene blir registrert av mottakere, og resultatet kan framstilles som et seismisk refleksjonsprofil, der reflektorene ofte gir et bilde av lagdeling, forkastninger, folder og andre geologisk strukturer i undergrunnen.[1]

Historie

Refleksjonsseismikk ble utviklet som metode i 1921, men har røtter tilbake til begynnelsen av 1900-tallet. Arbeidet er hovedsakelig knyttet til John Clarence Karcher, som jobbet med utviklingen av en seismograf som kunne registrere refleksjoner fra laggrenser ved hjelp av dynamittspregninger. [2][3][4][5] Den 4. juni 1921 ble det første forsøket med refleksjonsseismografen gjennomført ved Belle Isle. Senere samme år ble det utført nye målinger ved Vines Branch, hvor den første geologiske profilen produsert med refleksjonsseismikk ble registrert.[6]

Metoden ble etterhvert tatt i bruk innenfor petroleumsleting, ettersom refleksjonsmålinger kan brukes til å kartlegge strukturer knyttet til hydrokarbonforekomster, som antiklinaler og saltdomer.[3][4][5] Utviklingen gikk imidlertidig langsomt i starten, blant annet grunnet lave oljepriser og høye kostnader knyttet til refleksjonsundersøkelser.[5]

Innen 1940 var refleksjonsseismikk etablert som en sentral metode innen global petroleumsleting. [3][5] Metoden ble blant annet brukt til kartlegging av Ghawar-feltet, verdens største oljefelt. [5] I Italia ble den første refleksjonsseismiske undersøkelsen utført i 1940, og Caviaga-feltet ble oppdaget i 1944 som det første gassfeltet funnet med teknikken. [7]

Fra 1960 har refleksjonsseismikk blitt tatt i bruk i stor skala ved offshore petroleumsleting, blant annet i Nordsjøen.[5][8] Metoden gjør det mulig å kartlegge strukturer under havbunnen og er en sentral del av letingen etter olje og gass på kontinentalsokkelen.

Metoder (Marin datainnsamling og landseismikk)

Det finnes to metoder for å kartlegge undergrunnen: til havs og til lands.[9] Effektiviteten varierer stort mellom disse på grunn av forskjellige faktorer og påvirkninger som tilgjengelig areal, utstyr, mediet bølgene beveger seg i (vann, stein/jord), og ytre forstyrringer.[10][11]

Landseismikk

Fil:Seismic vibrator.webm Ved landseismikk bruker man oftest sprengstoff (dynamitt) i borehull for å skape trykkbølger, eller seismisk vibrator som har armert utstyr som skaper vibrasjoner (såkalt vibroseis/seismikk vibrasjon)[10][12]. Seismiske sensorer; kalt geofoner, kobles sammen med lange kabler og plasseres manuelt i terrenget med jevne mellomrom. Geofonene er de som mottar og videresender signaler. Denne metoden kan være tidskrevende og svært kraftkrevende sammenlignet med marine undersøkelser, det kan ofte kreve rundt 200 personer for å utføre en undersøkelse[12].

Refleksjonsseismikk på løsmasser er en spesialisert landmåling for å kartlegge lagdeling i løse masser og fjelltopografi på grunne dyp (ned til noen hundre meter)[11]. Har brukes det ofte haglpatroner avfyrt fra en spesialbygd børse som energikilde for å oppnå den høye frekvensen som er nødvendig for å få god oppløsning for grunt dyp[11].

Seismolog ved en 18 liters luftkannon

Marinseismikk

Store skip sleper luftkanoner og lange lytteklaber (streamere) med hydrofoner som tar imot reflekterte bølger[12][13]. Luftkanonene slipper ut trykkluft under høy trykk (opptil 21Mpa), noe som skaper sjokkbølger. Etter at bølgene har truffet berggrunn, reflekteres de tilbake til hydrofonene[12]. Dette er den mest effektive metoden; man kan kartlegge et område på 2 minutter som det ville ha tatt landseismikk et døgn å dekke.

En annen marin metode er havbunnseismikk, hvor man legger sensorene direkte fast på havbunn[14]. Slik metode gir bedre data og mindre forstyrringer, dermed kan den ta opp andre type bølger (S-bølger) siden disse ikke kan forplante seg i vann[14][11].

Seismiske dataformer

Ved å bruke forskjellige innslamlingsmetoder kan man generere ulike data for geologisk tolkning[13]

2D seismisk seksjon fra Mexicogulfen av U. S. Geological Survey (USGS). Det er tydelige lag under havbunnen.

2D-seismikk: Det er den grove metoden som blir oftest brukt for å kartlegge berggrunnen (oppklaring). her brukes det en lyttekabel, noe som gir et todimensjonalt tversnitt av undergrunnen.[13][14]

3D-seismikk: Ved å legge flere parallelle lyttekabler samtidig (marint) eller et ruternett av sensorer (på land).klarer man å skape et detaljert tredimensjonalt bilde.[13][14] på land legges ofte skuddlinjene vinkelrett på motakerlinjen for å belyse undergrunnen fra flest mulig vinkler[10].Dette øker kostnadene og tidsbruken, men gir mer detaljert geologisk analyse.[12]

4D-seismikk: Denne metoden innebærer gjenta flere 3D-målinger på samme område med bestemte tidsmellomrom, dette er for å overvåke eller analysere endringer i berggrunn, for eksempel endringer i reservoar over tid, ved CO2 lagring[13][14]. Denne type måling kan utføres både på land og marin, men det er vanligst for marin seismikk, for å overvåke olje eller gassreservoarer eller CO2 lagring; dette gjør det mulig å se hvordan væsker beveger seg i undergrunnen[13][14].

Annvendelse

Refleksjonsseismikk er det beste verktøyet man har i geofysikk for detaljert avbildning av tilnærmet horisontale lag inne i jorden, og er derfor utbredt i svært mange felt både i maritime sammenhenger og på land. [1]

Olje- og gassleting

Olje- og gassleting er det feltet der refleksjonsseismikk desidert brukes mest. Her brukes refleksjonsseismikk til å identifisere feller. En felle er et område der hydrokarbonholdige bergarter er dekket av bergarter som er ugjennomtrengelige for hydrokarbonene. Hydrokarbonene blir da fanget, og kan ikke bevege seg opp til overflaten. [1]

Karbonlagring

I utredning for, og overvåkning av karbonlagring er refleksjonsseismikk også et viktig verktøy. [15] I utredning for karbonlagring letes det etter geologiske formasjoner som saline formasjoner og uttømte gassfelt, slik at de lagrede karbonene ikke skal slippe til overflaten.

Undersøkelser av jordensskorpe

I tektonikk brukes refleksjonsseismikk til å tolke jordskorpens struktur, tykkelse, stratigrafi, opprinnelse, og for å utrede forkastningssystemer. [1][16] Refleksjonsseismiske undersøkelser kan nå flere 100 kilometers dyp i jorden. [1]

Undersøkelser nærmere overflaten

I grunnere undersøkelser, under 1 km dyp, kan refleksjonsseismikk brukes i leting etter blant annet kull- og andre mineralforekomster [17], men på grunn av støy fra overflatebølger kan metoden gi dårlige resultater. [16] I nyere tid brukes også refleksjonsseismikk til utredning og utvikling av geotermiske innstallasjoner.[18]

Bruk i Norge

I Norge brukes refleksjonsseismikk hovedsakelig på den norske sokkelen til leting og forvaltning av olje- og gassressurser. Noen av de viktigste kommersielle aktørene er Equinor, Aker BP og andre operatørselskaper, samt internasjonale seismikkselskaper som PGS og TGS, der de samler inn, prosesserer og tolker seismiske data til leting og utbygging.[19]

På myndighetssiden er det spesielt Sokkeldirektoratet som bruker refleksjonsseismikk iblant annet til ressurskartlegging, forvalting av petroleumsressurser og vurdering av ulike formasjoner som kan brukes til CO2-lagring.[20]

Innen forskning og undervisning brukes refleksjonsseismikk av ulike norske universiteter og forskningsinstitusjoner, slik som Universitetet i Bergen[21], Universitetet i Oslo[22], NTNU[23] og Norges geologiske undersøkelse (NGU)[24]. De benytter denne metoden til å studere norsk geologi, strukturer i jordskorpen, sedimentære bassenger, grunnvann og mulige områder for lagring.

Referanser

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Mussett, Alan E.; Khan, M. Aftab (2000). Looking into the earth: an introduction to geological geophysics. Cambridge: Cambridge Univ. Press. ISBN 978-0-521-78574-7. 
  2. ↑ «Seismograph | The Encyclopedia of Oklahoma History and Culture». Oklahoma Historical Society (på English). Besøkt 11. mai 2026. 
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Weatherby, B. B. (1. juli 1940). «THE HISTORY AND DEVELOPMENT OF SEISMIC PROSPECTING». Geophysics. 3 (på English). 5: 215–230. ISSN 1942-2156. doi:10.1190/1.1441805. Besøkt 11. mai 2026. 
  4. ↑ 4,0 4,1 Schriever, William (1. oktober 1952). «Reflection seismograph prospecting; how it started; contributions». Geophysics. 4 (på English). 17: 936–942. ISSN 1942-2156. doi:10.1190/1.1437831. Besøkt 11. mai 2026. 
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 Karcher, J. Clarence (1. november 1987). «THE REFLECTION SEISMOGRAPH: ITS INVENTION AND USE IN THE DISCOVERY OF OIL AND GAS FIELDS». The Leading Edge. 11 (på English). 6: 10–19. ISSN 1070-485X. doi:10.1190/1.1439341. Besøkt 11. mai 2026. 
  6. ↑ «Seismograph | The Encyclopedia of Oklahoma History and Culture». Oklahoma Historical Society (på English). Besøkt 11. mai 2026. 
  7. ↑ Macini, Paolo; Mesini, Ezio; Argentieri, Alessio (2025). «Early applications of seismic reflection in Italy: Tiziano Rocco, Po Valley and Agip». RENDICONTI ONLINE DELLA SOCIETÀ GEOLOGICA ITALIANA. 65 (på English). 65/2025. ISSN 2035-8008. doi:10.3301/ROL.2025.06. Besøkt 11. mai 2026. 
  8. ↑ energidepartementet, Olje-og (21. januar 2026). «Norsk oljehistorie på 5 minutter». Regjeringen.no. Besøkt 11. mai 2026. 
  9. ↑ «Seismikk». Wikipedia. 22. mai 2025. Besøkt 18. mai 2026. 
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 Viola, Giulio; Fisher, Donald M. (2012). «Introduction to seismic data and processing» (PDF). Cambridge University Press. Besøkt 10. mai 2026. 
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 11,3 Norges geologiske undersøkelse. «REFLEKSJONSSEISMIKK - METODEBESKRIVELSE» (PDF). NGU (Norges geologiske undersøkelse). Besøkt 10. mai 2026. 
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 12,3 12,4 «Refleksjonsseismikk». Wikipedia (på norsk nynorsk). 20. oktober 2022. Besøkt 18. mai 2026. 
  13. ↑ 13,0 13,1 13,2 13,3 13,4 13,5 «Seismikk». Norskpetroleum.no. Besøkt 18. mai 2026. 
  14. ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 14,5 «Søker olje med lydbølger». BarentsWatch. 25. april 2012. Besøkt 18. mai 2026. 
  15. ↑ «Seismic monitoring of CCS with active and passive data: A synthetic feasibility study based on Pelican site, Australia». International Journal of Greenhouse Gas Control. 2024. doi:10.1016/j.ijggc.2024.104277. 
  16. ↑ 16,0 16,1 «Seismiske undersøkelser på land». NGI. 18.05.2026. 
  17. ↑ Gochioco, Lawrence M. (1990). «Seismic surveys for coal exploration and mine planning». The Leading Edge. 9 (4): 25–28. Bibcode:1990LeaEd...9...25G. doi:10.1190/1.1439738. 
  18. ↑ Louie, John N.; Pullammanappallil, S. K. (2011). «Advanced seismic imaging for geothermal development» (PDF). New Zealand Geothermal Workshop 2011 Proceedings. 
  19. ↑ «Våre medlemsbedrifter - Offshore Norge». www.offshorenorge.no (på norsk). Besøkt 11. mai 2026. 
  20. ↑ «Sokkeldirektoratet». www.sodir.no (på norsk). Besøkt 11. mai 2026. 
  21. ↑ Mjelde, Rolf (27. juni 2024). «Seismikk ved UiB - kartlegging av kontinentalsokkelen, geologisk prosessforståelse og innovasjon» (PDF). Norwegian journal of geology: 1–24. 
  22. ↑ «Geofysikk». Institutt for geofag. 22. august 2022. Besøkt 11. mai 2026. 
  23. ↑ «Faggruppe for geologi og geofysikk - Institutt for geovitenskap - NTNU». www.ntnu.no. Besøkt 11. mai 2026. 
  24. ↑ «Seismiske instrumenter ved NGU | NGU». www.ngu.no. Besøkt 11. mai 2026. 
Hentet fra «https://www.wikisida.no/index.php?title=Refleksjonsseismikk&oldid=213238»