油田的貓掃描 - 彭博社

五年前，當埃克森公司在路易斯安那州查爾斯湖東南15英里的沼澤地開始鑽探石油和天然氣時，似乎唯一確定能找到的就是麝鼠和蛇。南路易斯安那州是地球上鑽探最密集的地區之一，而重大發現則非常罕見。基於所謂地震數據的地質圖並沒有太大幫助。埃克森美國的技術經理約翰尼·L·霍爾説，查看那些曲折的線條“就像打開電視只看到雪花”。

但在1988年，霍爾的地球物理學家通過超級計算機重新處理數據，提高了舊地震圖的分辨率。然後，埃克森休斯頓辦公室的研究人員進一步調整了圖像——通過深度對區域進行顏色編碼，以突出岩層。這時他們發現了14000英尺深處一個巨大的天然氣田的跡象。埃克森鑽了幾口勘探井，並在去年12月宣佈發現了高達5000億立方英尺的天然氣。“如果沒有舊技術，我們是看不到的，”霍爾説。

噴湧而出。近年來，石油行業的技術討論常常集中在漂浮在危險海域的巨型生產平台或水平鑽探等技術上——從高達90度的角度鑽探，以開採薄層原油。但最大的突破正遠離現場——在配備強大工作站和複雜軟件的房間裏，這些軟件可以創建三維顯示，打開一個全新的地下世界。

這些圖像可以在勘探充分的區域發現小型油氣田——或噴湧而出。5月1日，殼牌石油公司在新奧爾良南部約130英里、3100英尺深的水域宣佈了一個驚人的發現。那裏發現了一個油田，消息來源稱可能儲存超過10億桶——自1969年阿拉斯加普拉德霍灣發現100億桶以來最大的國內發現。兩週後，埃克森在更深的水域又發現了另一個海灣寶藏——至少2億桶。這些公司並沒有多談他們是如何做到的。但觀察人士表示，關鍵在於計算機技術。達拉斯美林證券的石油分析師蘇珊·L·庫克説：“這就像使用CAT掃描，而他們之前只有X光。”

簡而言之，大石油可能正在進入技術的黃金時代。在殼牌、埃克森、美孚和其他巨頭的帶領下，行業今年將在用於石油勘探的計算機和軟件上花費3.4億美元——相比1985年的500萬美元，這一數字大幅上升。庫克估計，到1995年，這一數字將膨脹至16億美元。事實上，計算機輔助勘探（CAEX）如此普遍，以至於模糊了地質學、地球物理學和石油工程這三種不同學科之間的界限。“我們甚至不再稱呼地質學家或地球物理學家，”美孚公司丹佛辦公室的勘探經理薩拉·S·福蘭德説。“我們都是勘探者。”

一大批公司應運而生，以利用這一趨勢。領先者是成立七年的休斯頓地標圖形公司，該公司在CAEX市場中佔據了37%的份額——在高端3D業務中佔據了60%的份額——通過開發圖形軟件並將其與現成的工作站打包在一起。受到地標公司增長的震驚，哈里伯頓、斯倫貝謝和雷神等石油服務行業巨頭紛紛加入。他們收購銷售類似軟件包的公司，並開發自己的產品，形成了一場激烈的市場競爭。

該行業長期以來一直使用計算機處理地震勘測——即從地下構造反彈的衝擊波的數字記錄。但直到最近，這些數據的解釋仍然是一門黑暗的藝術。一個原因是，油價上漲覆蓋了鑽探幾個額外乾井的成本。行業投資銀行家馬修·R·西蒙斯説：“公司‘依靠鑽頭的蠻力運作’。‘如果一個高科技銷售員帶着更好的產品進來，老兄弟們會説，‘絕對不，我們就是這樣做的。’”

乾井。在1970年代，公司開始嘗試使用三維地震勘測，而不是二維聲波探測。這種方法使用了一系列監聽設備，從地震勘測中收集了成千上萬倍的細節。但到了1980年代初，隨着三維技術的普及，公司面臨着巨大的數據瓶頸。直到1986年的石油危機，他們才感受到利用這些數據來減少浪費資金的乾井的壓力。

Landmark開創了將三維地震數據轉化為驚人地形模型的軟件——不同的顏色代表不同的深度——可以從各個角度進行檢查。大約在同一時間，其他軟件也被開發出來，以增強和上色較舊的二維地震圖。位於休斯頓的GeoQuest Systems Inc.和位於華盛頓州柯克蘭的Sierra Geophysics Inc.（現在分別由雷神公司和哈里伯頓公司擁有）也在這一組中。這些產品迅速受到歡迎。Landmark的創始人在1984年推出首款產品時，無法進入許多石油公司的大門。但到1988年，“興趣如火如荼，”該公司的董事長C. Eugene Ennis説。

新技術通過使用高性能工作站而不是備份主機，減少了數週的處理時間。更好的油氣藏識別通過幫助降低發現成本來提高利潤率（圖表）。它甚至可能有助於避免石油短缺和價格飆升。許多公司表示，要在像北極的博福特海這樣的偏遠地區開發儲備，原油價格必須穩定在每桶約25美元——大約比現在高出4美元。但如果勘探和開發成本下降相同的幅度，今天就可以提取石油。這將減少對波斯灣的依賴，因為那裏的動盪可能導致價格飆升。“技術已成為行業應對不確定性的緩衝器，”Landmark的Ennis説。

很少有公司像荷蘭皇家殼牌集團那樣熱衷於這個想法，現在它在進行的地震勘測中有75%是3D的——而在1986年僅為10%。殼牌每年花費約3億美元，已經拍攝和分析了全球約27,000平方英里的區域。CAEX不僅幫助發現了幾個新的儲備，它“讓我們在找到一個油田後能夠確定鑽探位置，”殼牌美國以外的地球物理學負責人Elwood O. Nestvoid説。

阿莫科三年前發現了這一點，當時它試圖在之前發現的位於東南俄克拉荷馬州的天然氣田附近開始新的勘探。但在龐大的數據基礎中摸索證明是無望的。然後，它轉向CAEX——在它在被稱為阿科馬盆地的地區鑽探的12口井中，有10口井發現了石油或天然氣。阿莫科表示，這與小型競爭對手的13%的命中率相比，表現相當。該公司表示，自1985年以來，CAEX幫助將發現成本從每桶9.20美元降低到5美元。

要長期保持這一優勢將是困難的。與一般計算機的價格一樣，CAEX系統的成本正在迅速下降。自1986年以來，典型系統的價格從350,000美元暴跌至不到100,000美元，因此即使是小公司也能負擔得起。路易斯安那土地與勘探公司擁有十幾個CAEX工作站。執行副總裁John F. Greene表示，這些工作站幫助公司在加拿大阿爾伯塔省鑽探的50口井中發現了32口油井。

現在，研究人員正在努力進一步推動這項技術。Landmark正在改進其軟件：新版本允許在單獨的窗口或屏幕上的單一模型中查看地震、井和其他數據。在阿莫科位於塔爾薩的研究中心，研究人員正在利用實際井的岩石樣本開發軟件，重建不同岩石在歲月中形成的過程——這可能幫助他們確定含油地層。

與此同時，在美國地質調查局的丹佛，地質學家克里斯托弗·C·巴頓正在利用日益增長的分形幾何數學技術，試圖弄清楚地球中還剩多少石油和天然氣。這個想法是根據迄今為止這些油田的分佈，計算可能發現多少個特定大小的油田。

新數學。這項技術可以應用於岩石本身。以前的地質模型不得不將給定的地層視為均勻的。但同一種岩石類型的不同區域可以具有不同程度的孔隙度——影響提取石油的能力。“在分形幾何中，”巴頓説，“我們有一種數學，允許對含油岩石的斑駁程度進行準確量化。”

這一切是否會有結果很難説。但有一點是明確的：石油公司不再滿足於過去的方式。許多人現在認為改進的技術是他們未來成功的最大因素。“石油越來越難找，所以你必須更聰明地去尋找它，”阿莫科勘探官員羅伯特·杜普里説。“誰最善於使用技術，將決定誰在下個世紀獲勝。”