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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 . 


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Ditulis oleh: younes younes - lundi 14 janvier 2013

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