تحليل جديد لبيانات الزلازل يقود الموجة التالية في التنقيب عن النفط

طريقة حسابية طورها علماء «كاوست»

شِن - دونغ جانغ ومشرفه على رسالة الدكتوراه طارق الخليفة يمهدان الطريق أمام طرق جديدة في مجال معالجة البيانات الزلزالية
شِن - دونغ جانغ ومشرفه على رسالة الدكتوراه طارق الخليفة يمهدان الطريق أمام طرق جديدة في مجال معالجة البيانات الزلزالية
TT

تحليل جديد لبيانات الزلازل يقود الموجة التالية في التنقيب عن النفط

شِن - دونغ جانغ ومشرفه على رسالة الدكتوراه طارق الخليفة يمهدان الطريق أمام طرق جديدة في مجال معالجة البيانات الزلزالية
شِن - دونغ جانغ ومشرفه على رسالة الدكتوراه طارق الخليفة يمهدان الطريق أمام طرق جديدة في مجال معالجة البيانات الزلزالية

طور باحثون في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) طريقة حسابية متقدمة لمعالجة البيانات الزلزالية تسمح بتصوير البنية المفصلة لمخزونات النفط العميقة بدقة لم يسبق لها مثيل، ما يفتح الطريق أمام بزوغ إمكانيات جديدة لمجابهة التحدي الذي يزداد صعوبة، المتمثل في البحث عن احتياطيات جديدة.
وتتسم عملية التنقيب عن النفط بالغموض والصعوبة الفنية في الوقت ذاته؛ فغالباً ما توجد مخزونات النفط على عمق عدة كيلومترات تحت سطح الأرض، مع غياب تام تقريباً لأي تلميحات ظاهرة على السطح بشأن ما يوجد في الأسفل.
ويُعد المسح الزلزالي إحدى التقنيات المهمة المستخدمة في استكشاف النفط لرصد البنية الجيولوجية الخفية التي يرجح أن تحتفظ بالنفط والغاز المحتجز في التربة.
وتتضمن تقنية المسح الزلزالي إطلاق موجات صدمة قوية في باطن الأرض وتسجيل الاهتزازات الصوتية الضعيفة التي تعود إلى السطح.
وتُستخدم المسوحات الزلزالية بوصفها وسيلة أولية لتحديد البنى الجيولوجية الواعدة، التي يجري حفرها بعد ذلك لتأكيد الاكتشاف النفطي، غير أن عملية حفر الآبار تظل باهظة التكلفة على نحوٍ استثنائي، إذ تتكلف أحياناً عشرات الملايين من الدولارات لكل بئر، لذا فإن صناعة التنقيب عن النفط تعتمد إلى حدٍّ كبير على المسوح الزلزالية غير المكلفة نسبيّاً.
وتحمل الاهتزازات المسجلة في المسح الزلزالي قدراً مدهشاً من المعلومات، إذ ترتد موجة الصدمة (المتولدة عن انفجار صغير أو لوح هزاز ثقيل) عند الاصطدام بالحدود الفاصلة بين أنواع الصخور المختلفة. ويولِّد هذا تسلسلاً معقداً من الاهتزازات على السطح، ويمكن لهذا التسلسل أن يكشف عن بنى جيولوجية رئيسية. ويوفر مزيدٌ من التحليل لاتساع الموجة المسجلة والطور الموجي (المعروف باسم «الانعكاس الموجي الكامل») full waveform inversion مستوى آخر من التفصيل البنيوي للمساعدة في عملية الاستكشاف.
ولما كان أغلب احتياطيات النفط القابلة للاكتشاف بسهولة على كوكب الأرض قد جرى استغلاله بالفعل، إضافة إلى التكاليف المتزايدة لعمليات الاستكشاف، فقد أصبح التنقيب عن النفط يزداد صعوبة.
وإلى ذلك، حقق الفريق المكون من طارق الخليفة وطالب الدكتوراه شِن - دونغ جانغ تقدماً كبيراً في معالجة البيانات الزلزالية، من شأنه إعادة تعريف العملية بأكملها.
من جانبه، أوضح الخليفة أن الأساليب التقليدية لتوصيف مخزونات البترول تستند إلى انعكاس زلزالي أحادي البعد. وأضاف: «هذه الأساليب مستقرة، ولكنها تعتمد على افتراضات حول الخصائص الجيولوجية، وكذلك على دقة عملية التصوير الزلزالي. أما طريقتنا (التي تستخدم الانعكاس الموجي الكامل)، فتدمج معلومات إضافية أكثر دقة لحصر النتائج على نحو أفضل».
وبناءً على الانعكاس الموجي الكامل، أضاف الفريق القدرة على دمج متغيرات متعددة لبنية باطن الأرض اعتماداً على المعرفة والخبرة الجيولوجية، أو بيانات آبار التنقيب.
ولفت الخليفة إلى أن الفكرة الأساسية هي تحقيق وصف فيزيائي أكثر تعقيداً لموقع المخزون النفطي عن طريق تحديد العوامل المتغيرة (من بينها عوامل إضافية) المتعلقة بمحتوى السائل واتجاه الصدوع وكثافتها.
وبمساعدة المعلومات الإضافية الصحيحة، تستطيع طريقة الانعكاس الجديدة توفير صورة البنية الجيولوجية بدقة غير مسبوقة، وتحديد معلومات حاسمة مثل اتجاه الصدوع وكثافتها، وهي معلومات مفيدة لاتخاذ قرارات الحفر وتحديد موقع الحفر.
بدوره، أوضح شِن - دونغ جانغ، أنه رغم كون الطريقة التي طورها الفريق تحتاج إلى قدرات حوسبية ضخمة، وتفرض متطلبات جودة أعلى للبيانات الزلزالية، فإن كثيراً من الاهتمام موجه إلى هذا الموضوع الساخن جدّاً في أوساط استكشاف النفط وإنتاجه. وتابع: «مع وتيرة التقدم في قوة الحوسبة، نُعد في وضع جيد للاستفادة من الموجة المتوقعة من الاهتمام بالأساليب التي يمكن أن توفر توصيفات أكثر دقة وتحديداً لمستودعات النفط المتصدعة».


مقالات ذات صلة

زلزال عنيف يضرب منطقة الهيمالايا... ويُخلِّف 126 قتيلاً (صور)

آسيا تجمع النيباليون خارج منازلهم بعد زلزال بقوة 7.1 درجة ضرب كاتماندو (د.ب.أ) play-circle 00:42

زلزال عنيف يضرب منطقة الهيمالايا... ويُخلِّف 126 قتيلاً (صور)

ارتفعت حصيلة الزلزال القوي الذي ضرب إقليم التبت في جبال الهيمالايا جنوب غربي الصين، الثلاثاء، إلى 126 قتيلاً.

«الشرق الأوسط» (بكين)
شؤون إقليمية الزلزال الذي ضرب إيران بلغ 5.5 درجة (رويترز)

زلزال بقوة 5.5 درجة يضرب جنوب إيران

ذكر مركز أبحاث العلوم الجيولوجية الألمانية (جي إف زد) أن زلزالاً بقوة 5.5 درجة ضرب جنوب إيران اليوم (الاثنين).

«الشرق الأوسط» (برلين)
أفريقيا العاصمة الإثيوبية أديس أبابا (أرشيفية - د.ب.أ)

زلزال بقوة 5.8 درجة يهز إثيوبيا

أفادت هيئة المسح الجيولوجي الأميركية والمركز الألماني لأبحاث علوم الأرض، بأن زلزالاً بلغت شدته 5.8 درجة ضرب إثيوبيا اليوم (السبت).

«الشرق الأوسط» (أديس أبابا)
آسيا زلزال بقوة 5.6 درجة يهز جزيرة لوزون بالفلبين

زلزال بقوة 5.6 درجة يهز جزيرة لوزون بالفلبين

قال مركز أبحاث العلوم الجيولوجية الألماني (جي.إف.زد)، إن زلزالاً بقوة 5.6 درجة هز جزيرة لوزون الفلبينية اليوم الاثنين.

«الشرق الأوسط» (مانيلا)
آسيا نساء ينثرن الورد في خليج البنغال بادرةَ احترامٍ لضحايا «تسونامي» المحيط الهندي عام 2004 في الذكرى الـ20 للكارثة على شاطئ باتيناباكام في تشيناي - الهند 26 ديسمبر 2024 (رويترز) play-circle 00:39

إحياء ذكرى 230 ألف شخص قضوا في «تسونامي» المحيط الهندي منذ 20 عاماً

في الذكرى العشرين لـ«تسونامي» المحيط الهندي الذي خلّف نحو 230 ألف قتيل توافد ناجون وأسر ضحايا على مقابر جماعية وأضاءوا الشموع وتبادلوا التعازي.

«الشرق الأوسط» (جاكارتا)

الذكاء الاصطناعي... الثورة القادمة في طب الأسنان الجنائي

الذكاء الاصطناعي... الثورة القادمة في طب الأسنان الجنائي
TT

الذكاء الاصطناعي... الثورة القادمة في طب الأسنان الجنائي

الذكاء الاصطناعي... الثورة القادمة في طب الأسنان الجنائي

لطالما كان مجال طب الأسنان العدلي أو الجنائي ميداناً حيوياً في علم الطب الشرعي، إذ يقدم الأدلة الأساسية التي تساعد في كشف الجرائم وحل الألغاز القانونية.

الأسنان لتحديد الهوية

وتجرى التحقيقات الجنائية لحل الألغاز القانونية من خلال:

> تحديد الهوية: يتم استخدام الأسنان وبصمات الأسنان لتحديد هوية الأفراد في حالات الكوارث الطبيعية، الحوادث، أو الجرائم، خصوصاً عندما تكون الجثث مشوهة أو متحللة.

> تحليل علامات العضّ: يساعد تحليل علامات العض الموجودة على الأجساد أو الأشياء في تحديد الجناة أو الضحايا من خلال مقارنة العلامات مع أسنان المشتبه بهم.

> تقييم العمر: يمكن لطب الأسنان الجنائي تقدير عمر الأفراد بناءً على تطور الأسنان وتركيبها، مما يساعد في قضايا مثل الهجرة غير الشرعية وحالات الاستغلال للأطفال.

> فحص الجثث المجهولة: يتم استخدام تقنيات طب الأسنان لفحص الجثث المجهولة والتعرف عليها من خلال السجلات الطبية للأسنان.

> الأدلة الفموية: يمكن للأدلة المستخرجة من الفم والأسنان أن توفر معلومات حول نمط حياة الأفراد، مثل النظام الغذائي والعادات الصحية، التي قد تكون ذات صلة بالقضايا الجنائية.

> الكشف عن التزوير والتزييف: يمكن تحليل التركيبات السنية والأسنان المزيفة لتحديد التزوير والتزييف في الأدلة الجنائية.

> التشخيص المسبق: يستخدم طب الأسنان العدلي في تشخيص الإصابات الفموية وتحليلها لتحديد ما إذا كانت ناتجة عن أعمال جنائية أو غيرها.

دور الذكاء الاصطناعي

ومع التقدم السريع في التكنولوجيا، يلعب الذكاء الاصطناعي دوراً متزايداً في تعزيز هذا المجال وجعله أكثر دقة وفاعلية. وسنستعرض كيف يغير الذكاء الاصطناعي ملامح طب الأسنان العدلي ودوره المحوري في تحسين عملية التشخيص وتقديم الأدلة الجنائية.

> الذكاء الاصطناعي في تحليل الأدلة، يتيح الذكاء الاصطناعي تحليل البيانات الضخمة بسرعة ودقة، وهو ما كان يستغرق أياماً أو حتى أسابيع لفرق من الأطباء والمختصين. أما الآن، فباستخدام خوارزميات التعلم الآلي، يمكن تحليل الصور الفموية والأشعة السينية وتحديد الهوية من خلال بصمات الأسنان بوقت قياسي قد لا يتجاوز الساعة.

> التشخيص الدقيق، يسهم الذكاء الاصطناعي في رفع مستوى الدقة في التشخيص من خلال تحليل البيانات الفموية مثل تحديد هوية العضات والعمر والجنس للضحايا من خلال الأسنان وعظم الفك وتحديد الأنماط غير المرئية بالعين المجردة. ويساعد هذا الأطباء في تمييز الحالات العادية من الحالات الحرجة التي قد تكون ذات صلة بالجرائم أو الحوادث.

> تحديد الهوية، يُعد تحديد الهوية من خلال الأسنان من أهم تطبيقات طب الأسنان العدلي، خصوصاً في حالات الكوارث أو الجثث غير معروفة الهوية. وبفضل الذكاء الاصطناعي، يمكن مقارنة البيانات الفموية بسرعة مع قواعد بيانات السجلات الطبية الرقمية، مما يسهل عملية التعرف على الضحايا بدقة عالية. كما مكنت خوارزميات الذكاء الاصطناعي من إعادة بناء الوجه بعد حوادث الغرق أو الحريق أو الطائرات لسهولة التعرف على الضحايا.

ومع استمرار تطور تقنيات الذكاء الاصطناعي، نتوقع أن يصبح طب الأسنان العدلي أكثر تطوراً وفاعلية، فالذكاء الاصطناعي لا يقلل من الوقت والجهد فحسب، بل يساهم أيضاً في تقليل الأخطاء البشرية وتحقيق نتائج أكثر دقة ومصداقية. بفضل التعاون بين الخبراء في مجالات التكنولوجيا والطب الشرعي، يتم تطوير تطبيقات جديدة لتحديد العمر والجنس وحتى الأصل العرقي بناءً على تحليل الأسنان.

وعلى الرغم من الفوائد العديدة للذكاء الاصطناعي في طب الأسنان العدلي، هناك تحديات يجب التغلب عليها. ومن بين هذه التحديات ضرورة تحسين دقة الخوارزميات وتجنب التحيزات التي قد تؤثر على النتائج. بالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة لضمان الخصوصية وحماية البيانات الشخصية للمرضى.

وتنفيذ الذكاء الاصطناعي بشكل فعال في طب الأسنان العدلي، يجب على المؤسسات التعليمية توفير التدريب اللازم للأطباء والمختصين في هذا المجال. يشمل ذلك تعليمهم كيفية استخدام الأدوات التكنولوجية الجديدة، وفهم كيفية تفسير النتائج التي تنتج عن الخوارزميات الذكية.

وتبرز تطبيقات الذكاء الاصطناعي في هذا السياق بوضوح أهمية التقنية في تحسين حياتنا وجعل مجتمعاتنا أكثر أماناً وعدالةً.