แท่นขุดเจาะปิโตรเลียม ในแหล่งน้ำมันสิริกิติ์ จ.กำแพงเพชร

            ในอดีตนั้น ร่องรอยการไหลซึมขึ้นมาของน้ำมันดิบบนพื้นผิวดิน (Seepages) จะได้รับการพิจารณาเป็นข้อบ่งชี้ว่า ใต้พื้นดินบริเวณนั้น มีแหล่งปิโตรเลียมอยู่ แล้วขั้นต่อไปจึงดำเนินการเจาะสำรวจเพื่อพัฒนาแหล่งน้ำมันนั้นต่อไป การเจาะสำรวจหาแหล่งปิโตรเลียมในระยะแรกใช้วิธีการสุ่มเจาะสำรวจ แต่ในปัจจุบันนี้ กระบวนการและขั้นตอนในการสำรวจหาแหล่งปิโตรเลียม ไม่ว่าจะเป็นแหล่งน้ำมันดิบ หรือแหล่งแก๊สธรรมชาติ นับได้ว่าเป็นเรื่องที่มีความยุ่งยากและซับซ้อนมาก จะต้องใช้วิชาความรู้ด้านธรณีวิทยา (Geology) และธรณีฟิสิกส์ (Geophysics) อย่างกว้างขวางและลึกซึ้ง อย่างไรก็ดี แรงผลักดันที่ทำให้การสำรวจหาแหล่งปิโตรเลียมได้รับการพัฒนาขึ้นมา และมีการดำเนินการในขอบเขตที่กว้างขวางยิ่งขึ้น ทั้งบนบกและในทะเล คือความต้องการด้านเชื้อเพลิงและพลังงานของสังคมที่ได้เพิ่มมากขึ้นมาโดยตลอด นอกจากนี้ แหล่งปิโตรเลียมที่สามารถสำรวจ ค้นหา และพัฒนาได้ง่ายๆ ก็ได้ลดน้อยลง ทำให้ต้องมีการพัฒนาเทคนิคการสำรวจให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

            การสำรวจหาแหล่งปิโตรเลียมนั้น เป็นการสำรวจหาข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับขนาด รูปทรงทางเรขาคณิตของแหล่งปิโตรเลียม และระดับความลึกจากพื้นผิวของแหล่ง เพื่อประเมินปริมาณสำรองและคุณภาพของปิโตรเลียม นอกจากนี้ ยังต้องสำรวจหาข้อมูลทางด้านวิศวกรรมปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง เช่น ความกดดันของแหล่งปิโตรเลียม อัตราการไหลของปิโตรเลียม และความสามารถในการผลิตปิโตรเลียม ทั้งนี้รวมไปถึงชนิดของปิโตรเลียมในแหล่งสะสมตัวอีกด้วย

ภาพถ่ายดาวเทียมที่ใช้ในการสำรวจทางธรณีวิทยา

            ขั้นตอนในการสำรวจปิโตรเลียมอาจจำแนก ออกได้เป็นขั้นตอนหลัก ๓ ขั้นตอน คือ การสำรวจทางธรณีวิทยา การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ และการเจาะสำรวจ

(ก) การสำรวจทางธรณีวิทยา (Geological exploration)

เจ้าหน้าที่สำรวจทางธรณีวิทยา

            การสำรวจในขั้นนี้จะเริ่มต้นด้วยการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสภาพธรณีวิทยาของพื้นที่ และบริเวณใกล้เคียง ซึ่งได้มีการดำเนินการมาก่อนแล้ว เพื่อประเมินผล สำหรับการสำรวจเพิ่มเติมต่อไป ถ้าพื้นที่สำรวจเป็นพื้นที่บนบก นักธรณีวิทยาจะต้องศึกษาสภาพธรณีวิทยาของพื้นที่ การใช้ภาพถ่ายทางอากาศ และภาพถ่ายจากดาวเทียม ช่วยพิจารณาลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยา (Geological structure) ของพื้นที่การสำรวจภาคสนามเพื่อตรวจสอบหินที่โผล่ให้เห็นบนพื้นผิว การตรวจวิเคราะห์อายุหิน การวิเคราะห์ตัวอย่างหินทางธรณีเคมี (Geochemical analysis) เพื่อหาหินต้นกำเนิดปิโตรเลียม (Source rock) และวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพของหิน การประเมินผลการสำรวจทางธรณีวิทยา ทำให้สามารถกำหนดขอบเขตของพื้นที่ ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะมีความเป็นไปได้ทางด้านหินต้นกำเนิดปิโตรเลียม หินกักเก็บปิโตรเลียม (Reservoir rock) ซึ่งจะกลายเป็นแหล่งปิโตรเลียมต่อไปได้

(ข) การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ (Geophysical exploration)

การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์

            การสำรวจในขั้นนี้อาศัยหลักคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของชั้นหินชนิดต่างๆ อาทิ คุณสมบัติด้านแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติในการเป็นตัวกลางของคลื่นชนิดต่างๆ เป็นต้นมาเป็นข้อพิจารณา เพื่อตรวจสอบสภาพธรณีวิทยาใต้ผิวดิน ทั้งในเรื่องการเรียงลำดับชั้นหิน โครงสร้างทางธรณีวิทยา โดยใช้เครื่องมือทางธรณีฟิสิกส์ช่วยในการตรวจวัดคุณสมบัติต่างๆ ของหินที่อยู่ใต้ผิวดินลึกลงไปในพื้นที่สำรวจ เทคนิคทางด้านธรณีฟิสิกส์ ที่นิยมนำมาใช้ในการสำรวจหาแหล่งปิโตรเลียม คือ การตรวจวัดค่าความเข้มสนามแม่เหล็กโลก (Magnetic survey) การตรวจวัดค่าความโน้มถ่วง (Gravity survey) และการตรวจวัดคลื่นไหวสะเทือนของชั้นหิน (Seismic survey) การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์เพื่อตรวจวัดค่าความเข้มของสนามแม่เหล็กโลก และการตรวจวัดค่าความโน้มถ่วง จะช่วยในการกำหนดขอบเขตและรูปร่างของแอ่งตะกอนในอดีตใต้ผิวดินลึกลงไปว่า มีศักยภาพที่จะเป็นแหล่งปิโตรเลียมมากน้อยเพียงไร รวมทั้งสามารถกำหนดพื้นที่ให้แคบลงเพื่อทำการสำรวจทางธรณีฟิสิกส์ ด้วยการตรวจวัดคลื่นไหวสะเทือนของชั้นหินในขั้นต่อไป เพื่อประเมินลักษณะการเรียงตัวของช้นหิน และโครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้ผิวดิน สำหรับช่วยในการกำหนดตำแหน่งหลุมเจาะสำรวจต่อไป การสำรวจทางธรณีฟิสิกส์นั้นสามารถจะดำเนินการได้ทั้งพื้นที่บนบก และพื้นที่ในทะเล

(ค) การเจาะสำรวจ (Drilling exploration)

            เมื่อประเมินผลการสำรวจทางธรณีวิทยา และการสำรวจทางธรณีฟิสิกส์เข้าด้วยกันแล้ว ก็สามารถกำหนดโครงสร้างที่คาดว่าจะเป็นแหล่งกักเก็บปิโตรเลียมได้ในเบื้องต้น และลำดับต่อไป ก็จะเป็นการเจาะสำรวจ โดยในขั้นแรก จะเป็นการเจาะสำรวจ เพื่อหาข้อมูลทางธรณีวิทยา เกี่ยวกับลำดับชั้นหินใต้พื้นผิวลึกลงไป ตรวจสอบลักษณะตัวอย่างหิน และยืนยันลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้ดิน รวมทั้งเพื่อค้นหาปิโตรเลียมหรือร่องรอยของปิโตรเลียม ถ้าผลการเจาะสำรวจพบว่ามีปิโตรเลียมสะสมตัวอยู่ในแหล่งใต้ดินลึกลงไป ก็จะมีการศึกษาและตรวจสอบข้อมูลอื่นๆเพิ่มเติม เช่น ลักษณะและคุณภาพปิโตรเลียม อายุของชั้นกักเก็บปิโตรเลียม ชนิดของหิน ความพรุนของเนื้อหิน (Porosity) และคุณสมบัติการให้ของไหลซึมผ่านเนื้อหิน (Permeability) นอกจากนี้ ยังอาจมีการทดสอบหลุมเจาะสำรวจ เพื่อประเมินหาความสามารถในการผลิตปิโตรเลียมจากแหล่งกักเก็บที่สำรวจพบด้วย ขั้นต่อไปจะเป็นการเจาะสำรวจเพิ่มเติม เพื่อกำหนดขอบเขตที่แน่นอนของแหล่งปิโตรเลียม ปริมาณการไหล ปริมาณสำรองของปิโตรเลียมในแหล่งกักเก็บ เพื่อการประเมินศักยภาพ และสมรรถนะของการผลิตปิโตรเลียมในเชิงพาณิชย์ต่อไป