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mardi 12 février 2013

COURS : Techniques geophysiques - Methodes electromagnetiques

Methodes electromagnetiques
Ecole Polytechnique de Montréal .
Bernard Giroux .

SOMMAIRE :

I Introduction .

II Système dipolaire fréquentiel .

III Théorie .
  1. Principe du système dipolaire fréquentiel .
  2. Déphasage du champ secondaire .
  3. Rapport des champs .
  4. Définitions.
  5. Simplification .
  6. Détermination de la conductivité .
  7. Réponse instrumentale et profondeur .
  8. Calcul des contributions .
  9. Exercice .
  10. Variations latérales .
  11. Résolution d’un sous-sol 2 couches .
  12. Profondeur d’investigation .
  13. Avantages de la technique .
  14. Désavantages de la technique .

IV Instrumentation .
  1. Conductivimètre EM31 .
  2. Conductivimètre EM34-3 .

V Système à onde plane (TBF) .
  1. Principe du système TBF .
  2. Sous-sol homogène infini .
  3. Sol à deux couches .

VI Technique TDEM .
  1. Présentation .
  2. Principe .
  3. Analogie des ronds de fumée .
  4. Mesure de la conductivité .

VII Interprétation
  1. Sol deux couches .
  2. Sol n couches .

VIII Mise en oeuvre .
  1. Acquisition des données .
  2. Avantages .
  3. Inconvénients .

IX Applications .
  1. Localisation du pergélisol
  2. Infiltration d’eau salée – dipol. fréq.
  3. Infiltration d’eau salée – TDEM .
  4. Détection de cavité - méth. TBF .
  5. Détection de tuyaux .

younes younes Cours de Géologie

COURS : Techniques geophysiques - Magnetometrie

Magnetometrie
Ecole Polytechnique de Montréal . 
Bernard Giroux

SOMMAIRE :

I Introduction
  1. Généralités.
  2. Le champ magnétique terrestre .
  3. Caractéristiques du champ magnétique terrestre .
  4. Inclinaison magnétique .
  5. Unités .

II Théorie .
  1. Equation du champ magnétique .
  2. Intensité d’aimantation .
  3. Champ d’un dipole .
  4. Susceptibilité et perméabilité magnétique .
  5. Aimantation des roches .
  6. Aimantation induite des roches .
  7. Aimantation rémanente des roches .
  8. Susceptibilité des roches .

III Interprétation .
  1. Réponse de corps simples .
  2. Exercice .
  3. Exercice – solution .
  4. Estimation de la profondeur .
  5. Gradient vertical ou horizontal .
  6. Avantage de la gradiométrie .
  7. Exercice .
  8. Résolution en magnétométrie .

IV Applications .
  1. Mise en oeuvre .
  2. Travaux .


younes younes Cours de Géologie
samedi 19 janvier 2013

Cours - Techniques géophysiques : Microgravimétrie



Ecole Polytechnique de Montréal .
Bernard Giroux .
  
SOMMAIRE : 

I Introduction


  1.  Généralités
  2.  Illustration du principe
  3.  Nanogravimétrie et microgravimétrie
  4.  Excès ou déficience de masse
  5.  Mesure gravimétrique
  6.  Unités

II Corrections en gravimétrie


  1. Corrections en gravimétrie
  2.  Correction diurne CD
  3.  Correction de latitude C'
  4.  Correction d’air libre CF
  5.  Correction de plateau (ou de Bouguer) CB
  6.  Correction de terrain CT
  7.  Anomalie de Bouguer
  8.  Corrections - exercice
  9.  Corrections - exercice
  10.  Corrections - exercice
  11.  Corrections - exercice

III Réponses de corps simples .


  1.  Sphère
  2.  Cylindre
  3.  Plaque mince
  4.  Feuillet vertical
  5.  Effet de la profondeur

IV Interprétation


  1.  Anomalie résiduelle
  2.  Anomalie résiduelle
  3.  Concept d’inversion géophysique

V Instrumentation


  1.  Gravimètres
  2.  Instrumentation – Principes
  3.  Instrumentation – Considérations
  4.  Mise en oeuvre

VI Exemple d’application 


  1. Cas d’étude – Roques et Erling
  2. Cas d’étude – Roques et Erling
  3. Cas d’étude – Roques et Erling
  4. Cas d’étude – Roques et Erling
  5. Cas d’étude – Roques et Erling
  6. Cas d’étude – Roques et Erling
  7. Cas d’étude – Roques et Erling
  8. Cas d’étude – Roques et Erling
  9. Travaux
younes younes Cours de Géologie

Cours - Techniques géophysiques de haute résolution



Techniques géophysiques de haute résolution
Ecole Polytechnique de Montréal .
Bernard Giroux .

SOMMAIRE : 

I Introduction générale .


  1. Généralités
  2. Quelques notions
  3. Distribution spatiale des propriétés
  4. énumération des propriétés
  5. Relation avec les techniques
  6. Exemples d’application
  7. Composition des roches & des sols .
  8. échelle des hétérogénéités
  9. Relation propriété – composantes
  10. Porosité φ

II Densité 

  1. Densité ρ
  2. Densités de différents matériaux

III Susceptibilité magnétique 


  1.  Susceptibilité magnétique k
  2.  Unités en magnétisme
  3.  Origine de l’aimantation
  4.  Groupes
  5.  Ferromagnétisme
  6.  Susceptibilité de certains minéraux
  7.  Relation k contenu en magnétite

IV Conductivité électrique


  1.  Conductivité électrique σ
  2.  Conductivité de matériaux terrestes
  3.  Processus de conduction
  4.  Minéraux conducteurs
  5.  Conduction ionique
  6.  Conductivité de l’eau
  7.  Conductivité effective σe
  8.  Formule d’Archie
  9.  Paramètres – Formule d’Archie
  10.  Facteur de formation
  11.  Conductivité de surface σs

V Permittivité diélectrique 


  1.  Permittivité diélectrique ǫ
  2.  Spectre de relaxation
  3.  Paramètres effectifs
  4.  Radar – Vitesse de propagation
  5.  Permittivité des agrégats
  6.  Relations κ–θ
  7.  Influence de l’argile et de l’eau

VI Vitesse sismique


  1.  Vitesse sismique – ondes P
  2.  Vitesse sismique – ondes S
  3.  Relation vitesse–densité
  4.  Milieux viscoélastique et poreux
  5.  Effet de la porosité
  6.  Influence d’hydrocarbures sur vp

VII Références

younes younes Cours de Géologie
lundi 14 janvier 2013

Thèse - Etude des variations de l'amplitude de la réflectivité du sous-sol après imagerie sismique en profondeur

imagerie sismique
ECOLE DES MINES DE PARIS .
Spécialité : Dynamique et Ressources des Bassins Sédimentaires .
Alexandre éGRETEAU .


Résumé :

En exploration pétrolière, la technique d’imagerie la plus couramment utilisée reste l’imagerie par sismique réflexion. Elle permet d’obtenir une première représentation des structures  géologiques mais aussi une estimation du coefficient de réflexion des interfaces du sous-sol.

Les variations de ce coefficient dépendent des paramètres pétrophysiques des milieux situés de part et d’autre de la discontinuité donnant naissance à la réflexion (densité et vitesses des ondes de compression et de cisaillement). Une analyse de ces variations permet ainsi d’évaluer les paramètres élastiques qui sont des données indispensables et complémentaires l’interprétation des réservoirs.
Les traitements classiques consistent à étudier ces variations directement sur des données enregistrées en fonction du déport et du temps de propagation. L’analyse s’effectue par inversion d’une approximation linéaire des équations de Zoeppritz régissant les variations théoriques de l’amplitude.
Nous proposons ici d’étudier les variations de l’amplitude après la phase d’imagerie, directement dans le domaine profondeur. Pour réaliser cette analyse, nous proposons un traitement spécifique après l’imagerie et avant l’analyse de l’amplitude pour corriger les impacts liés à la qualité du modèle de vitesse, à l’interférence des ondelettes entre deux réflexions proches et à l’étirement de l’ondelette.

Ce traitement a aussi permis l’obtention d’un squelette du sous-sol conduisant à une première 
interprétation en profondeur des réflecteurs majeurs.

Mots clés : Sismique réflexion, Migration, Inversion AVA/AVO, Pentes résiduelles, Bancs fins, 
Étirement de l’ondelette, Pétrole/Gaz et  
Réservoirs


Table des matières :

1 Introduction générale .
1.1 Cadre général . 
1.2 L’imagerie par la sismique réflexion .  
1.3 Effet AVA : variation d’amplitude en fonction de l’angle .  
1.4 AVA : Méthodes classiques . 
1.5 Imagerie quantitative et AVA .  
1.6 Déroulement et plan de la thèse .  

I Définition et obtention de la réflectivité .

2 Réflectivité .
2.1 Introduction .  
2.2 Propagation des ondes sismiques .  
2.2.1 Equations de l’élastodynamique .  
2.2.2 Vitesses .  
2.2.3 Effets de fluide sur la propagation des ondes .  
2.3 Variations du coefficient de réflexion .  
2.3.1 Coefficients de réflexion et de transmission .  
2.3.2 Equations de Knott-Zoeppritz .  
2.4 Conclusion .  
3 Calcul de la réflectivité en sismique 39
3.1 Introduction .  
3.2 Méthodes classiques pour le calcul de R(x, y, z, t, θ) .  
3.2.1 Pré-traitements .  
3.2.2 Corrections d’amplitude .  
3.2.3 Corrections dynamiques (NMO) .  
3.2.4 Corrections de pendage (DMO) .  
3.2.5 Migration . 
3.2.6 Complexité du champ de vitesse .  
3.2.7 Conversion déport à angle . 
3.3 Migration quantitative en profondeur .  
3.3.1 Problème direct .  
3.3.2 Problème inverse . 
3.3.3 Migration d’attributs . 
3.3.4 Vers la migration par classe d’angles . 3.4 Conclusion .  

II Inversion AVA .

4 Introduction .
5 Approximations des équations de Zoeppritz .
5.1 Introduction .  
5.2 Approximation de Bortfeld .  
5.3 Approximation de Aki, Frasier et Richards .  
5.4 Approximation de Shuey .  
5.5 Approximation de Smith et Gidlow .  
5.6 Approximation de Fatti .  
5.7 Approximation de Goodway .  
5.8 Conclusion .  
6 Régressions linéaires robustes .
6.1 Introduction .  
6.2 Régressions linéaires pondérées robustes . 
6.3 Conclusion .  
7 Comparaison des différentes approximations .
7.1 Introduction .  
7.2 Approximation du premier réflecteur .  
7.3 Approximation du deuxième réflecteur .  
7.4 Conclusion .  
8 Analyse des sections intercept et gradient .
8.1 Introduction .  
8.2 Graphique gradient en fonction de l’intercept .  
8.3 Les différentes classes AVA .  
8.3.1 Classe I - Réflectivité tendant vers zéro (“Dim spot” en anglais) .  
8.3.2 Classe II - Changement de phase (“Phase reversal” en anglais) .  
8.3.3 Classe III - Point vif (“Bright spot” en anglais) .  
8.3.4 Classe IV .  
8.4 Facteur de fluide .  
8.4.1 Définition de [Castagna and Smith, 1994] . 
8.4.2 Définition de [Cambois, 2002] .  
8.4.3 Définition de [Gidlow and Smith, 2003] .  
8.5 Conclusion .  
9 Conclusion .

III Traitement après migration avant inversion AVA .

10 Introduction .
11 Calcul de la limite angulaire .
11.1 Introduction .  
11.2 Fonction de cohérence .  
11.3 Détection des contours .  
11.3.1 Filtre optimal de Canny .  
11.3.2 Filtre de dérivation .  
11.3.3 Filtre de lissage .  
11.4 Discussion . 
12 Correction des pentes résiduelles .
12.1 Introduction .  
12.2 Correction par intercorrélation .  
12.3 Préliminaires au calcul des trajectoires .  
12.4 Trajectoires .  
12.5 Squelette .  
13 Correction de l’étirement de l’ondelette .
13.1 Introduction . 
13.2 Etirement de l’ondelette .  
13.2.1 Historique des traitements .  
13.2.2 Filtre d’égalisation .  
13.2.3 Conclusion .  
13.3 Cas des bancs fins . 
13.3.1 Les quatre modèles de bancs fins . 
13.3.2 Historique des traitements . 
13.3.3 Correction des amplitudes des modèles de type I et II .  
14 Conclusion .

IV Données réelles .

15 Champ pétrolier de Oseberg .
15.1 Localisation et description .  
15.2 Traitement AVO en temps .  
15.3 Traitement AVA en profondeur .  
15.3.1 Modèle de vitesse et migration . 
15.3.2 Analyse AVA . 
15.3.3 Zone 1 .  
15.3.4 Zone 2 .  
15.4 Conclusion .  
16 Analyse AVA des hydrates de gaz .
16.1 Hydrates et BSR (Bottom Simulation Reflector) .  
16.2 Données Hydratech . 
16.2.1 Données et migration en profondeur .  
16.2.2 Analyse AVA du BSR . 
16.2.3 Conclusion .  
16.3 Données sismiques au large du Japon .  
16.3.1 Données et traitement .  
16.3.2 Le BSR dans la zone Tokai .  
16.3.3 Résultats de l’inversion AVA .  
16.3.4 Conclusion .  
17 Conclusion générale .

A Impédance élastique .

B Regression linéaire .

B.1 Droite des moindres carrées . 
B.2 Qualité de la régression .  
B.2.1 Coefficients de détermination et de corrélation . 
B.2.2 Variance et écart type .  
B.3 Formulation matricielle de la régression linéaire .  
B.4 Régressions linéaires multiples .  
B.5 Régression linéaire pondérée . 

younes younes Cours de Géologie, Thèses
dimanche 13 janvier 2013

Cours - SISMIQUE DE PUITS

SISMIQUE DE PUITS
UNIVERSITÉ DE LAUSANNE . 
INSTITUT FRANÇAIS DE PÉTROLE .
Professeur  Jean-Luc Mari .

Introduction :
La méthode géophysique la plus utilisée pour déterminer les structures du sous-sol est la 
méthode sismique. La mise en oeuvre la plus répandue est celle de type couverture multiple en 
sismique réflexion. Cette technique fournit une échographie du sous-sol à 2 ou 3 dimensions 
(figure 1). Pour obtenir un calage en profondeur plus précis que celui obtenu en utilisant les 
vitesses issues des données sismiques de surface, les géophysiciens utilisent des données de puits 
telles que carottage sismique et diagraphie sonique, et plus récemment les informations extraites 
de la sismique de puits.
La sismique de puits est utilisée pour une meilleure connaissance du gisement en phase 
d’exploration, mais peut être également utilisée en phase d’exploitation en sismique répétitive 
pour l’étude du gisement au cours du temps ( monitoring ).

Table des matières :
1 Introduction 

2 Mise en oeuvre 

2.1 Les tirs en surface 
2.2 Les tirs en puits 
2.3 La sismique de puits à puits. 

3 La sonde de puits  

4 Traitement 
4.1 Première séquence : la phase de pré-traitement.  
4.2 Seconde séquence : le pointé des temps des premières arrivées. 
4.3 Troisième séquence : la séparation des ondes 
4.4 Quatrième séquence : Obtention de l’image sismique 
4.4.1 Obtention de l’image sismique lorsque émetteur et récepteur sont situés sur une même normale aux couches 
4.4.2 Obtention de l’image sismique lorsque émetteur et récepteur ne sont pas situés sur une même normale aux couches 

5 Exemples d’imagerie et d’applications de la sismique de puits 

5.1 Calage de la sismique de surface 
5.2 Prédiction sous le puits par ballade sismique 
5.3 Sismique de puits transposée en cours de forage 
5.4 Imageries par étude tomographique 
5.5 Sismique de puits et pendagemétrie 
5.6 Sismique de puits et monitoring 

6 Conclusion 

7 Bibliographie 
7.1 Ouvrages : 
7.2 CD Rom : 
7.3 Articles :  

younes younes Cours de Géologie

Cours - Diagraphies Différées : réservoirs pétroliers

DIAGRAPHIES PETROLE
UNIVERSITÉ DE LAUSANNE 
INSTITUT FRANÇAIS DE PÉTROLE
Professeur D. Chapellier.

Assistant L. Baron .

Introduction :

Lorsque l'on a repéré un réservoir potentiel souterrain par des méthodes de surface, 
géologiques et géophysiques, il faut en étudier les qualités.
Les qualités qui conditionnent le rendement potentiel d'un réservoir, qu'il soit aquifère ou 
pétrolier, sont principalement :
• Son volume ;
• Sa porosité ;
• Son taux de saturation ;
• Sa perméabilité ;
• Les différents fluides qu'il renferme (huile, gaz, eau).
La première approche consiste à faire des forages (Voir Fig. 1.1). Lorsqu'il s'agit de forages 
à but hydrogéologique ils sont le plus souvent carottés, par contre en prospection pétrolière il s'agit 
en général de forages destructifs.

SOMMAIRE : 

Chapitre 1 INTRODUCTION

1 Introduction
2 Le forage
3 Les diagraphies
4 Les moyens techniques d'enregistrement
5 Présentation d'une diagraphie
6 Représentation schématique de l'invasion

Chapitre 2 LA RESISTIVITE

1 Rappel
2 La qualité de l'électrolyte
3 La quantité et le mode de distribution de l'électrolyte
4 La résistivité des roches dans la zone lavée
5 La résistivité des roches dans la zone vierge
6 La saturation
7 Conclusions

Chapitre 3 LE LOG P.S.

1 Introduction
2 Le paramètre enregistré - cas général
3 La mesure
4 Interprétation qualitative
5 Interprétation quantitative - cas général
6 Détermination de Rw à partir de la P.S.
7 Calcul du pourcentage d'argile

Chapitre 4 LES LOGS ELECTRIQUES

1 Introduction
2 Les outils conventionnels
3 Les outils focalisés
4 Les outils par induction


younes younes Cours de Géologie

cours - Geophysique : Diagraphies appliquées à l’hydrogéologie

DIAGRAPHIES ACQUIFERES
UNIVERSITÉ DE LAUSANNE 
INSTITUT FRANÇAIS DE PÉTROLE
Professeur D. Chapellier

Introduction

Lorsque l’on a repéré un réservoir potentiel souterrain par des méthodes de surface, géologiques et géophysiques, il faut en étudier les qualités. Les qualités qui conditionnent le rendement potentiel d’un réservoir, qu’il soit aquifère ou pétrolier, sont principalement (Fig. 1.1) :
• son volume,
• sa porosité,
• son taux de saturation,
• sa perméabilité,
• les différents fluides qu’il renferme (huile, gaz, eau).
La première approche consiste à faire des forages. Lorsqu’il s’agit de forages à but 
hydrogéologique ils sont le plus souvent carottés, par contre en prospection pétrolière il s’agit en 
général de forages destructifs.

Table des matières :

1. Introduction générale. 
1.1. Introduction . 
1.2. Le forage. 
1.3. Les diagraphies. 
1.3.1. Les moyens techniques d’enregistrement . 
1.3.2. Présentation d’une diagraphie. 
1.4. L’invasion . 

2. La Résistivité. 

2.1. Introduction . 
2.1.1. La qualité de l’électrolyte. 
2.1.2. La quantité et le mode de distribution de l’électrolyte. 
2.1.3. La résistivité des roches dans la zone lavée .
2.1.4. La résistivité des roches dans la zone vierge. 
2.2. La saturation . 
2.3. Conclusions . 
2.4. Travaux pratiques : Résistivité. 

3. Le log PS . 

3.1. Introduction .
3.2. Le paramètre enregistré . 
3.2.1. Origine de la P.S. 
3.2.2. Le potentiel de membrane . 
3.2.3. Le potentiel de jonction liquide. 
3.2.4. Cas général . 
3.3. La mesure . 
3.3.1. La mise en œuvre. 
3.3.2. Facteurs parasites . 
3.4. Interprétation qualitative . 
3.4.1. Facteurs influençant la forme et l’amplitude des déflexions P.S. 
3.5. Interprétation quantitative  . 
3.5.1. Détermination de Rw à partir de la P.S. . 
3.5.2. Calcul du pourcentage d’argile . 
3.6. Travaux pratiques . 

4. Les logs électriques . 

4.1. Introduction . 
4.2. Le log single point ou monoélectrode . 
4.2.1. Principe. 
4.2.2. Réponse du single point.  
4.3. Le dispositif normal ou Normal device. 
4.3.1. Principe. 
4.3.2. Réponse de la sonde normale . 
4.4. La sonde latérale. 
4.4.1. Principe. 
4.4.2. Réponse de la sonde latérale . 
4.4.3. Détermination du pourcentage d’argile . 
4.5. Les outils focalisés . 
4.6. Les outils électromagnétiques . 
4.7. Travaux pratiques : les outils de résistivité . 

5. Le gamma ray. 

5.1. Introduction . 
5.2. La radioactivité naturelle. 
5.3. Le paramètre enregistré . 
5.4. La mesure . 
5.4.1. La mise en œuvre. 
5.4.2. Echelle et unités. 
5.5. Interprétation qualitative . 
5.6. Interprétation quantitative . 
5.7. Conclusions . 
5.8. Travaux pratiques : gamma ray . 

6. La radioactivité provoquée . 

6.1. Introduction . 
6.2. Le log gamma-gamma, log densité. 
6.2.1. Principe. 
6.2.2. La mesure . 
6.2.3. La réponse de l’outil . 
6.2.4. Effet des argiles . 
6.3. Le log neutron. 
6.3.1. Principe. 
6.3.2. La mesure . 
6.3.3. La réponse de l’outil . 
6.3.4. Effet des argiles . 
6.4. Calibrations . 
 6.4.1. Saturation . 
6.4.2. Mesures sur carottes . 
6.5. Travaux pratiques . 

7. Le log sonique . 

7.1. Introduction . 
7.2. Principe. 
7.3. La mesure . 
7.4. Perturbations. 
7.5. Modules d’élasticité . 
7.6. Cimentation . 

8. Autres diagraphies. 

8.1. Résistivité du fluide. 
8.2. Température. 
8.3. Caliper . 

9. Dilution technique . 

9.1. Introduction . 
9.2. Aspects théoriques. 
9.2.1. Equations de base . 
9.2.2. Concentration et résistivité. 
9.2.3. Effet de la température . 
9.2.4. Vitesse apparente et vitesse de filtration . 
9.2.5. Vitesse de filtration et perméabilité. 
9.2.6. Calcul de la vitesse apparente et du débit.
9.3. Aspects pratiques et mise en œuvre . 

younes younes Cours de Géologie