油田的猫扫描 - 彭博社

五年前，当埃克森公司在路易斯安那州查尔斯湖东南15英里的沼泽地开始钻探石油和天然气时，似乎唯一确定能找到的就是麝鼠和蛇。南路易斯安那州是地球上钻探最密集的地区之一，而重大发现则非常罕见。基于所谓地震数据的地质图并没有太大帮助。埃克森美国的技术经理约翰尼·L·霍尔说，查看那些曲折的线条“就像打开电视只看到雪花”。

但在1988年，霍尔的地球物理学家通过超级计算机重新处理数据，提高了旧地震图的分辨率。然后，埃克森休斯顿办公室的研究人员进一步调整了图像——通过深度对区域进行颜色编码，以突出岩层。这时他们发现了14000英尺深处一个巨大的天然气田的迹象。埃克森钻了几口勘探井，并在去年12月宣布发现了高达5000亿立方英尺的天然气。“如果没有旧技术，我们是看不到的，”霍尔说。

喷涌而出。近年来，石油行业的技术讨论常常集中在漂浮在危险海域的巨型生产平台或水平钻探等技术上——从高达90度的角度钻探，以开采薄层原油。但最大的突破正远离现场——在配备强大工作站和复杂软件的房间里，这些软件可以创建三维显示，打开一个全新的地下世界。

这些图像可以在勘探充分的区域发现小型油气田——或喷涌而出。5月1日，壳牌石油公司在新奥尔良南部约130英里、3100英尺深的水域宣布了一个惊人的发现。那里发现了一个油田，消息来源称可能储存超过10亿桶——自1969年阿拉斯加普拉德霍湾发现100亿桶以来最大的国内发现。两周后，埃克森在更深的水域又发现了另一个海湾宝藏——至少2亿桶。这些公司并没有多谈他们是如何做到的。但观察人士表示，关键在于计算机技术。达拉斯美林证券的石油分析师苏珊·L·库克说：“这就像使用CAT扫描，而他们之前只有X光。”

简而言之，大石油可能正在进入技术的黄金时代。在壳牌、埃克森、美孚和其他巨头的带领下，行业今年将在用于石油勘探的计算机和软件上花费3.4亿美元——相比1985年的500万美元，这一数字大幅上升。库克估计，到1995年，这一数字将膨胀至16亿美元。事实上，计算机辅助勘探（CAEX）如此普遍，以至于模糊了地质学、地球物理学和石油工程这三种不同学科之间的界限。“我们甚至不再称呼地质学家或地球物理学家，”美孚公司丹佛办公室的勘探经理萨拉·S·福兰德说。“我们都是勘探者。”

一大批公司应运而生，以利用这一趋势。领先者是成立七年的休斯顿地标图形公司，该公司在CAEX市场中占据了37%的份额——在高端3D业务中占据了60%的份额——通过开发图形软件并将其与现成的工作站打包在一起。受到地标公司增长的震惊，哈里伯顿、斯伦贝谢和雷神等石油服务行业巨头纷纷加入。他们收购销售类似软件包的公司，并开发自己的产品，形成了一场激烈的市场竞争。

该行业长期以来一直使用计算机处理地震勘测——即从地下构造反弹的冲击波的数字记录。但直到最近，这些数据的解释仍然是一门黑暗的艺术。一个原因是，油价上涨覆盖了钻探几个额外干井的成本。行业投资银行家马修·R·西蒙斯说：“公司‘依靠钻头的蛮力运作’。‘如果一个高科技销售员带着更好的产品进来，老兄弟们会说，‘绝对不，我们就是这样做的。’”

干井。在1970年代，公司开始尝试使用三维地震勘测，而不是二维声波探测。这种方法使用了一系列监听设备，从地震勘测中收集了成千上万倍的细节。但到了1980年代初，随着三维技术的普及，公司面临着巨大的数据瓶颈。直到1986年的石油危机，他们才感受到利用这些数据来减少浪费资金的干井的压力。

Landmark开创了将三维地震数据转化为惊人地形模型的软件——不同的颜色代表不同的深度——可以从各个角度进行检查。大约在同一时间，其他软件也被开发出来，以增强和上色较旧的二维地震图。位于休斯顿的GeoQuest Systems Inc.和位于华盛顿州柯克兰的Sierra Geophysics Inc.（现在分别由雷神公司和哈里伯顿公司拥有）也在这一组中。这些产品迅速受到欢迎。Landmark的创始人在1984年推出首款产品时，无法进入许多石油公司的大门。但到1988年，“兴趣如火如荼，”该公司的董事长C. Eugene Ennis说。

新技术通过使用高性能工作站而不是备份主机，减少了数周的处理时间。更好的油气藏识别通过帮助降低发现成本来提高利润率（图表）。它甚至可能有助于避免石油短缺和价格飙升。许多公司表示，要在像北极的博福特海这样的偏远地区开发储备，原油价格必须稳定在每桶约25美元——大约比现在高出4美元。但如果勘探和开发成本下降相同的幅度，今天就可以提取石油。这将减少对波斯湾的依赖，因为那里的动荡可能导致价格飙升。“技术已成为行业应对不确定性的缓冲器，”Landmark的Ennis说。

很少有公司像荷兰皇家壳牌集团那样热衷于这个想法，现在它在进行的地震勘测中有75%是3D的——而在1986年仅为10%。壳牌每年花费约3亿美元，已经拍摄和分析了全球约27,000平方英里的区域。CAEX不仅帮助发现了几个新的储备，它“让我们在找到一个油田后能够确定钻探位置，”壳牌美国以外的地球物理学负责人Elwood O. Nestvoid说。

阿莫科三年前发现了这一点，当时它试图在之前发现的位于东南俄克拉荷马州的天然气田附近开始新的勘探。但在庞大的数据基础中摸索证明是无望的。然后，它转向CAEX——在它在被称为阿科马盆地的地区钻探的12口井中，有10口井发现了石油或天然气。阿莫科表示，这与小型竞争对手的13%的命中率相比，表现相当。该公司表示，自1985年以来，CAEX帮助将发现成本从每桶9.20美元降低到5美元。

要长期保持这一优势将是困难的。与一般计算机的价格一样，CAEX系统的成本正在迅速下降。自1986年以来，典型系统的价格从350,000美元暴跌至不到100,000美元，因此即使是小公司也能负担得起。路易斯安那土地与勘探公司拥有十几个CAEX工作站。执行副总裁John F. Greene表示，这些工作站帮助公司在加拿大阿尔伯塔省钻探的50口井中发现了32口油井。

现在，研究人员正在努力进一步推动这项技术。Landmark正在改进其软件：新版本允许在单独的窗口或屏幕上的单一模型中查看地震、井和其他数据。在阿莫科位于塔尔萨的研究中心，研究人员正在利用实际井的岩石样本开发软件，重建不同岩石在岁月中形成的过程——这可能帮助他们确定含油地层。

与此同时，在美国地质调查局的丹佛，地质学家克里斯托弗·C·巴顿正在利用日益增长的分形几何数学技术，试图弄清楚地球中还剩多少石油和天然气。这个想法是根据迄今为止这些油田的分布，计算可能发现多少个特定大小的油田。

新数学。这项技术可以应用于岩石本身。以前的地质模型不得不将给定的地层视为均匀的。但同一种岩石类型的不同区域可以具有不同程度的孔隙度——影响提取石油的能力。“在分形几何中，”巴顿说，“我们有一种数学，允许对含油岩石的斑驳程度进行准确量化。”

这一切是否会有结果很难说。但有一点是明确的：石油公司不再满足于过去的方式。许多人现在认为改进的技术是他们未来成功的最大因素。“石油越来越难找，所以你必须更聪明地去寻找它，”阿莫科勘探官员罗伯特·杜普里说。“谁最善于使用技术，将决定谁在下个世纪获胜。”