Diap.explo.3 Version 05.Explo

Partie 3: les outils de l ’exploration

EXPLORATION DES BASSINS ET EVALUATION DE LEUR POTENTIEL

PETROLIERA. Mascle, École du Pétrole et des Moteurs

Supelec-cours électif "Énergie : besoins, ressources, filières" Formation du pétrole et du gaz, Exploration (09/12/02)

Premiers outils….

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…premières découvertes

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Acquisition de données sismiques aujourd’hui

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Un forage en mer

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Quels outils ?

• La géophysique

• Les forages et les diagraphies

• La modélisation numérique

• Pourquoi: pas d ’observation directe possible!

2 - Les outils de l ’exploration

La "sismique réflexion"

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Principe de la sismique

• Emission d ’une onde acoustique• Phénomènes de réflexion, réfraction et

transmission à l ’interface des différentes couches géologiques

• Le sous-sol apparaît donc comme une suite de coefficients de réflexion, dépendant des contrastes d ’impédance acoustiques entre les couches

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Dispositif de sismique terrestre

S

... R2R3 R1' R2' R3' ...R1

Source sismique

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Ondes réfléchies et transmises

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IMPEDANCE ACCOUSTIQUE

• Les réflexions sont causées par des contrastes d ’impédance acoustique. Celle-ci est le produit de deux paramètres qui caractérisent les roches:

• 1/ la vitesse de propagation des ondes P: Vp

• 2/ la densité: ρ

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Addition

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Profil sismique en couverture 24

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Traitement sismique : quelques étapes ...

• prétraitement : extraire les ondes réfléchies• corriger des effets de la topographie (corrections

statiques)• horizontaliser l'obliquité des réflexions (corrections

dynamiques)• sommation des amplitudes : section stack (amélioration

de S/B)• filtrages anti-multiples (comme le fond de l'eau en

marine)• repositionner les réflecteurs pentés (migration temps)• passage en profondeur (migration profondeur)

supposant la connaissance d'un modèle de vitesse 3D

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Emission : vibrateurs sismiques en sismique terrestre

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Acquisition sismique terrestre

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Dispositif de sismique marine

Flûtes

Sources

Flotteurs

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Amélioration de l'image sismique

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Amélioration de l'image sismique

(d'après Schlumberger, 2002)

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Cube sismique 3D

(d'après Schlumberger, 2002)

3D

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Visualisation 3D

2 - Les outils de l ’exploration

Données puits

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Un chantier de forage à terre

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Diagraphies : acquisition

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Passage Réservoir-Couverture

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Mesures

• Cali: calibre du trou• GR: Gamma Ray: mesure d e la

radioactivité naturelle (K, Th, U), présents principalement dans les minéraux argileux.

• DT: Sonic: inverse de la vitesse de propagation des ondes P (unité: µsecondes/pieds)

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Mesures

• RHOB: Densité globale (minéraux et liquides) par mesure de l ’atténuation de rayons γ.

• NPHI: Porosité neutron: quantitéd ’atomes d ’hydrogènes, dans les fluides majoritairement, donc dans la porosité (unité: vol. fluide/vol. roche)

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Mesures

• LLD-LLS-MSFL: résistivité de la paroi du puits, lointaine (1 m), moyenne (50 cm), proche (25 cm). Indication sur la porosité.

• ILD: autre type de mesure de résistivité (env. 1 m). Indication sur le type de fluide.

Comment relier l ’information puit-diagraphies avec les données

sismiques ?

1. Sismogramme synthétique

2. Profil sismique vertical

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Sismogramme synthétique

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Profil Sismique Vertical (VSP)

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Intégration Sismique-VSP

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Profil sismique interprété

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Modélisation numérique

• Il existe 2 grandes familles de modèles numériques:

• 1/ les modèles de bassin (1D, 2D, 3D)

• 2/ les modèles de réservoir, incluant:• - le modèle géologique (ou statique)• - le modèle d ’écoulement (ou dynamique)

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Modélisation de bassin 1-D

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Modélisation 2D

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De la sismique aux écoulements

Modèlesédimentaire

Upscaling

Modèlestratigraphique

Flow simulation

Modèle structural

Modèlepétrophysique

Modèle réservoir

(d'après TotalFinaElf)

Donnéessismiques

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RESERVOIR CHARACTERISATION & MODELLINGRESERVOIR CHARACTERISATION & MODELLING

• Seismic inversion• Seismic attributes• AVO

• Core description• Sedimentological analysis• HR sequence stratigraphy

• Seismic interpretation• Structural modelling

• Quantitative log analysis• Electrofacies analysis• Dipmeter and borehole imaging

• Stochastic geological modelling

3Dpetrophysical

model

• Well test analysis (DST)• Wireline pressure (RFT)• Production history

• Upscaling• Petrophysical modelling

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Deux difficultés : les multiples échelles et les résolutions

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Développements actuels et futurs

• SISMIQUE:

• Sismique 3C• Sismique 4D• Litho-sismique• et, à plus longue échéance, SWD

(Seismic While Drilling)?

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Sismique 4D

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Litho-sismique

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Développements actuels et futurs

• DIAGRAPHIES

• LWD (Logging While Drilling)

• Monitoring de champs

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Développements actuels et futurs

• MODELISATION NUMERIQUE

• Simulateur de bassin 4D en zones complexes

• Comportement des failles….

• Simulateur de réservoirs fracturés

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Réservoirs fracturés

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Réservoirs complexes