Sismique en forage et diagraphies acoustiques , livre ebook

EDP Sciences - Christophe Vergniault , Jean-Luc Mari

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Des démarches classiquement appliquées en géophysiques d’exploration profonde, combinant différentes méthodes sismiques et diagraphiques, peuvent techniquement se décliner pour certaines reconnaissances géotechniques, hydrogéologiques ou des caractérisations de site dans le cadre d’études d’aléa sismique. Aujourd’hui la mise en œuvre de ce type de reconnaissances géophysiques est tout à fait réaliste, si les enjeux le nécessitent.

Après un état de l’art concernant les mesures en forage des vitesses de cisaillement du sous-sol, appliquées au domaine géotechnique, cet ouvrage illustre la faisabilité de réaliser pour ce même domaine des profils sismiques verticaux (PSV) et des diagraphies. Cette démarche, illustre également l’intérêt de la combinaison des mesures de vitesse des formations fournies par les outils de sismique en forage (PSV) et les outils acoustiques (soniques).

Un exemple innovant d’application des méthodes sismiques en forage et des diagraphies est présenté ensuite par l’étude d’un aquifère calcaire karstifié, relativement proche de la surface (de 20 à 130 m). On y montre comment une description multi échelle du réservoir peut être réalisée en intégrants les informations fournies par différentes méthodes sismiques de surface 3D-THR, diagraphies acoustiques en champs total, PSV avec hydrophones, imageries de paroi et mesures de débitmétrie.

Dans cet ouvrage, les auteurs donnent également aux lecteurs des clefs pour mener à bien ces opérations, aussi bien vis-à-vis de leurs acquisitions, que de leurs traitements et interprétations. Ainsi, les utilisateurs pourront puiser l’inspiration de poursuivre la transposition de techniques pétrolières ou innovantes pour les études de la proche surface.

Sujets

Techniques

Energie et Environnement

Energie & environnement

Energies

Sciences et techniques

NRJ (Canada)

Énergie

Sciences appliquées

Informations

Publié par	EDP Sciences
Date de parution	31 mai 2018
Nombre de lectures	4
EAN13	9782759822621
Langue	Français
Poids de l'ouvrage	11 Mo

Informations légales : prix de location à la page 0,0005€. Cette information est donnée uniquement à titre indicatif conformément à la législation en vigueur.

Extrait

PROfl - Jean-Luc Mari et Christophe Vergniault
Sismique en forage et diagraphies acoustiques
PROfl
Sismique en forage
et diagraphies acoustiques
Jean-Luc Mari et Christophe Vergniault
PROfl
Des démarches classiquement appliquées en géophysiques d’exploration profonde, combinant
différentes méthodes sismiques et diagraphiques, peuvent techniquement se décliner pour
certaines reconnaissances géotechniques, hydrogéologiques ou des caractérisations de
site dans le cadre d’études d’aléa sismique. Aujourd’hui la mise en œuvre de ce type de
reconnaissances géophysiques est tout à fait réaliste, si les enjeux le nécessitent.
Après un état de l’art concernant les mesures en forage des vitesses de cisaillement du sous- Sismique en forage sol, appliquées au domaine géotechnique, cet ouvrage illustre la faisabilité de réaliser pour
ce même domaine des profils sismiques verticaux (PSV) et des diagraphies.
Cette démarche, illustre également l’intérêt de la combinaison des mesures de vitesse des et diagraphies
formations fournies par les outils de sismique en forage (PSV) et les outils acoustiques
(soniques). acoustiques
Un exemple innovant d’application des méthodes sismiques en forage et des diagraphies
est présenté ensuite par l’étude d’un aquifère calcaire karstifié, relativement proche de la
surface (de 20 à 130 m). On y montre comment une description multi échelle du réservoir peut
être réalisée en intégrants les informations fournies par différentes méthodes sismiques de
surface 3D-THR, diagraphies acoustiques en champs total, PSV avec hydrophones, imageries
de paroi et mesures de débitmétrie.
Dans cet ouvrage, les auteurs donnent également aux lecteurs des clefs pour mener à
bien ces opérations, aussi bien vis-à-vis de leurs acquisitions, que de leurs traitements et Jean-Luc Mari et Christophe Vergniaultinterprétations. Ainsi, les utilisateurs pourront puiser l’inspiration de poursuivre la transposition
de techniques pétrolières ou innovantes pour les études de la proche surface.
La collection QuinteSciences s’adresse à un 978-2-7598-2262-1
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9 782759 822621 www.edpsciences.org ainsi à la diffusion des savoirs fondamentaux.
9782759822621-COUV.indd 1Sismique en forage
et diagraphies
acoustiques
État de l’art du domaine géotechnique
et transferts méthodologiques
possibles du domaine pétrolierGÉ
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Sismique en forage
et diagraphies
acoustiques
État de l’art du domaine géotechnique
et transferts méthodologiques
possibles du domaine pétrolier
Jean-Luc Mari
Christophe VergniaultDOI: 10.1051/978-2-7598-2262-1
ISBN(ebook) : 978-2-7598-2262-1
Cet ouvrage est publié en Open Access sous licence creative commons CC-BY-NC-ND
(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/fr/) permettant l’utilisation non
commerciale, la distribution, la reproduction du texte, sur n’importe quel support, à condition de citer
la source.
© EDP Sciences, 2018Table des matières
Avant-propos 9
Introduction11Chapitre1•Mesure des vitesses de cisaillement en forage 15
1.1 Contexte15
1.1.1 Panorama des mesures V invasives et non invasives15s
1.1.2 Applications 17
1.1.3Conditions environnementales18
1.2 Les mesures V par méthode sismique en forage 19s
1.2.1Downhole21
1.2.1.1Dispositif d’acquisition21
1.2.1.2Analyse d’un downhole (DH)26
1.2.1.3Cas particulier de l’offshore 29
1.2.2 Uphole30
1.2.3 Crosshole 30
1.2.3.1Pré-requis31
1.2.3.2Dispositif d’acquisition32
1.2.3.3Analyse d’un crosshole36
1.3 La mesure V par diagraphies39s
1.3.1 Diagraphies acoustiques de haute résolution verticale 39
1.3.2 PS Suspension Logging (PSSL) 41
5Sismique en forage et diagraphies acoustiques
1.4 Cas d’étude d’une acquisition downhole, PSSL et de diagraphie
acoustique, dans un même forage 44
1.5 Conclusion 46
Références47Chapitre2•Sismique de puits49
2.1Introduction49
2.2 Acquisition des données de sismique de puits 53
2.2.1 Moyens nécessaires à l’acquisition desdonnées53
2.2.2 Mise en œuvre sur le terrain53
2.2.2.1 Déroulement d’une opération de PSV classique
en puits vertical 53
2.2.2.2Sondes de puits54
2.2.2.3Source sismique56
2.2.2.4Paramètres d’acquisition56
2.2.2.5 Sécurité57
2.2.2.6 Contrôle Qualité57
2.2.2.7 Production 57
2.3 Ondes sismiques57
2.4 Séquence de traitement62
2.5 Application avec un jeu de données du domaine géotechnique 71
2.6 Conclusion74
Références 76Chapitre3• Diagraphie acoustique 77
3.1Introduction77
3.2 Acquisition des données de diagraphies acoustiques 79
3.2.1 Moyens nécessaires à l’acquisition des données80
3.2.2 Mise en œuvre sur le terrain80
3.2.2.1 Déroulement d’une opération de diagraphie
acoustique en puits vertical 80
3.2.2.2 Sondes acoustiques81
3.2.2.3 Paramètres d’acquisition et de visualisation 84
3.2.2.4 Diagraphie acoustique en puits dévié84
3.2.2.5 Sécurité 84
3.2.2.6Contrôle Qualité84
3.2.2.7Production84
3.3 Ondes acoustiques85
6Table des matières
3.4 Séquence de traitement 88
3.5 Imagerie acoustique91
3.5.1Imagerie acoustique par réfraction91
3.5.2Imagerie acoustique par réflexion95
3.6 Caractérisation d’une formation à l’aide des ondes de Stoneley 98
3.7 Conclusion100
Références 102Chapitre4•Calage de la sismique de surface 105
4.1Introduction105
4.2Sismique 3D THR et PSV106
4.3Diagraphie acoustique110
4.4 Les logs acoustiques111
4.5 Conversion en temps des logs acoustiques et calcul du séismogramme
synthétique 113
4.6Temps sonique intégré et temps vertical PSV 115
4.7Conclusion118
Références118Chapitre5•Exemple de caractérisation d’un aquifère karstique
àl’aide des méthodes sismiques et des diagraphies
acoustiques119
5.1 Introduction120
5.2 Contexte géologique 120
5.3 Acquisition et traitement sismique 3D 122
5.4 Mesures sismiques en forage126
5.5 Diagraphie acoustique monopole en champ total129
5.6 Conclusion133
5.7 Remerciements134
Références135
Conclusion 137
7GÉ
OP
Q
HYSIQ
U
ALI
UE
APP
ÉT
ILQ
UÉE
1Avant-propos
J.-L. Mari, C. Vergniault
Suite à leurs expériences en géophysique appliquée au domaine pétro-gazier et
géotechnique, les auteurs ont cherché à partager le fait que des démarches
classiquement appliquées en géophysique d’exploration profonde peuvent se décliner pour
certaines reconnaissances géotechniques, hydrogéologiques ou des caractérisations
de site dans le cadre d’études d’aléa sismique. Après un état de l’art du domaine
géotechnique concernant les mesures en forage des vitesses de cisaillement du
soussol, l’ouvrage a pour vocation d’illustrer la faisabilité de réaliser des profils sismiques
verticaux, des diagraphies et des blocs 3D de sismique réflexion. En plus de ces
démonstrations, les auteurs ont cherché à donner aux lecteurs des clefs pour mener
à bien ces opérations, aussi bien vis-à-vis de leurs acquisitions, que de leurs
traitements et interprétations.
Les auteurs remercient Françoise Coppens, Patrick Meynier et Gilles Porel pour leur
contribution à cet ouvrage.
Ce chapitre de l’ouvrage Sismique en forage et diagraphies acoustiques est publié en Open Access
sous licence creative commons CC-BY-NC-ND permettant l’utilisation non commerciale, la
distribution, la reproduction du texte, sur n’importe quel support, à condition de citer la source.
© EDP Sciences, 2018
DOI: 10.1051/978-2-7598-2262-1.c001
9Sismique en forage et diagraphies acoustiques
Les auteurs
Jean-Luc Mari, diplômé de l’Institut Physique du Globe Strasbourg et d’IFP
School (MSc Géosciences Pétrolières, option géophysique en 1978), a été
embauché en 1979, à l’IFP Énergies nouvelles en qualité d’Ingénieur de recherche à la
direction Géophysique où il a travaillé sur plusieurs projets de recherche, tels que
la sismique haute résolution, le monitoring de réservoir, le développement d’outils
de puits, en collaboration avec des partenaires industriels GdF-Suez, CGG, Total et
ELF Aquitaine. En 1986, il a été détaché à ELF Aquitaine pour travailler en
géophysique de réservoir. Il rejoint l’IFPEN en 1987 pour être détaché à la direction
Gisement où il étudie notamment les apports des méthodes géophysiques en puits
horizontaux. En 1994, il est affecté à l’IFP School en qualité d’enseignant
chercheur et obtient l’Habilitation à Diriger des Recherches en Sciences de la Terre, à
l’université Pierre et Marie Curie. Jean-Luc Mari, professeur de géophysique pour
IFP School, et expert en géophysique pour IFP Énergies nouvelles, est membre de
l’EAGE. Il est éditeur associé pour la revue Near Surface Geophysics. En 2010, il a
été nommé au grade de Chevalier dans l’Ordre des Palmes Académiques.
Christophe Vergniault, est depuis 8 ans géophysicien au département Géosciences
à la Direction Industrielle d’EDF (EDF-DIPNN-DI-TEGG), après des expériences
variées mais toujours en lien avec les mesures physiques. En effet, après une
formation d’ingénieur géophysicien (EOST) et universitaire en géologie (DEA Structure
et évolution de la lithosphère à Montpellier), il a travaillé comme géophysicien en
société de services spécialisée dans les reconnaissances en offshore (Géodia), comme
pétrophysicien et géologue de sonde à Gaz de France (Département exploration
production et stockage), comme chargé d’affaires en auscultation des ouvrages
hydroélectriques d’EDF. Le fruit de ce cumul d’expériences est traduit dans ce livre
par le regard porté sur les mesures géophysiques appliquées au domaine
géotechnique.
10•
•
GÉ
OP
Q
HYSIQ
U
ALI
UE
APP
ÉT
ILQ
UÉE
2Introduction
J.-L. Mari, C. Vergniault
En géophysique d’exploration pétrolière ou d’étude de réservoir, la méthode la plus
utilisée pour obtenir un modèle du sous-sol est la méthode sismique. Cette méthode
prend une part de plus en plus importante dans les reconnaissances de sol pour des
études géotechniques, hydrogéologiques ou de caractérisation de site vis-à-vis des
problématiques d’aléa sismique (Mari et al., 1998).
La