Thèse
Auteur :
Egreteau Alexandre

Date de soutenance :
09 décembre 2005

Directeur(s) de thèse :
Thierry Philippe



École :

MINES ParisTech
Intitulé de la thèse : Etude des variations de l'amplitude de la réflectivité du sous-sol après imagerie sismique en profondeur


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 propagation et de cisaillement). Une analyse de ces variations permet ainsi d'évaluer les paramètres élastiques qui sont des données indispensables et complémentaires à 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.1 Introduction générale - 11
1.1 Cadre général - 11
1.2 L'imagerie par la sismique réflexion - 11
1.3 Effet AVA: variation d'amplitude en foction de l'angle - 14
1.4 AVA: Méthodes classiques - 14
1.5 Imagerie quantitative et AVA - 15
1.6 Déroulement et plan de la thèse - 18
I Définition et obtention de la réflectivité - 23
2 Réflectivité - 25
2.1 Introduction - 25
2.2 Propagation des ondes sismiques - 26
2.2.1 Equations de l'élastodynamique - 26
2.2.2 Vitesses - 27
2.2.3 Effets de fluide sur la propagation des ondes - 27
2.3 Variations du coefficient de réflexion - 29
2.3.1 Coefficients de réflexion et de transmission - 30
2.3.2 Equations de Knott-Zoeppritz - 32
2.4 Conclusion - 35
3 Calcul de la réflectivité en sismique - 39
3.1 Introduction - 39
3.2 Méthodes classiques pour le calcul de R(w,y,z,t,0) - 40
3.2.1 Pré-traitements - 40
3.2.2 Corrections d'amplitude - 41
3.2.3 Corrections dynamiques (NMO) - 42
3.2.4 Corrections de pendage (DMO) - 43
3.2.5 Migration - 44
3.2.6 Complexité du champs de vitesse - 45
3.2.7 Conversion déport à angle - 47
3.3 Migration quantitative en profondeur - 51
3.3.1 Problème direct - 52
3.3.2 Problème inverse - 56
3.3.3 Migration d'attributs - 59
3.3.4 Vers la migration par classe d'angles - 62
3.4 Conclusion - 64
II Inversion AVA - 65
4 Introduction - 67
5 Approximations des équations de Zoeppritz - 69
5.1 Introduction - 69
5.2 Approximation de Bortfeld - 71
5.3 Approximation de Aki, Frasier et Richards - 74
5.4 Approximation de Shuey - 76
5.5 Approximation de Smith et Gidlow - 77
5.6 Approximation de Fatti - 79
5.7 Approximation de Goodway - 80
5.8 Conclusion - 80
6 Régressions linéaires robustes - 83
6.1 Introduction - 83
6.2 Régressions linéaires pondérées robustes - 84
6.3 Conclusion - 90
7 Comparaison des différentes approximations - 91
7.1 Introduction - 91
7.2 Approximation du premier réflecteur - 93
7.3 Approximation du deuxième réflecteur - 97
7.4 Conclusion - 101
8 Analyse des sections intercept et gradient - 103
8.1 Introduction - 103
8.3 Les différentes classes AVA - 105
8.3.1 Classe I - Réflectivité tendant vers zéro ("Dim spot" en anglais) - 105
8.3.2 Classe II - Changement de phase ("Phase reversal" en anglais) - 106
8.3.3 Classe III - Point vif ("Bright spot" en anglais) - 107
8.3.4 Classe IV - 107
8.4 Facteur de fluide - 108
8.4.1 Définition de (Castagna and Smith, 1994) - 108
8.4.2 Définition de (Cambois, 2002) - 109
8.4.3 Définition de (Gidlow and Smith, 2003) - 110
8.5 Conclusion - 111
9 Conclusion - 113
III Traitment après migration avant inversion AVA - 115
10 Introduction - 117
11 Calcul de la limite angulaire - 119
11.1 Introduction - 119
11.2 Fonction de cohérence - 119
11.3 Détection des contours - 120
11.3.1 Filtre optimal de Canny - 121
11.3.2 Filtre de dérivation - 123
11.3.3 Filtre de lissage - 124
11.4 Discussion - 125
12 Correction des pentes résiduelles - 127
12.1 Introduction - 127
12.2 Correction par intercorrélation - 129
12.3 Préliminaires au calcul des trajectoires - 131
12.4 Trajectoires - 131
12.5 Squelette - 137
13 Correction de l'étirement de l'ondelette - 141
13.1 Introduction - 141
13.2 Etirement de l'ondelette - 142
13.2.1 Historique des traitements - 142
13.2.2 Filtre d'égalisation - 142
13.2.3 Conclusion - 149
13.3 Cas des bancs fins- 150
13.3.1 Les quatre modèles de bancs fins - 150
13.3.2 Historique des traitements - 151
13.3.3 Correction des amplitudes des modèles de type I et II - 153
14 Conclusion - 161
IV Données réelles - 163
15 Champ pétrolier de Oseberg - 165
15.1 Localisation et description - 166
15.2 Traitement AVO en temps - 171
15.3 Traitement AVA en profondeur - 176
15.3.1 Modèle de vitesse et migration - 176
15.3.2 Analyse AVA - 179
15.3.3 Zone 1 - 185
15.3.4 Zone 2 - 191
15.4 Conclusion - 195
16 Analyse AVA des hydrates de gaz - 197
16.1 Hydrates et BSR (Bottom Simulation Reflector) - 197
16.2 Données Hydratech - 201
16.2.1 Données et migration en profondeur - 202
16.2.2 Analyse AVA du BSR - 209
16.2.3 Conclusion - 222
16.3 Données sismiques au large du Japon - 223
16.3.1 Données et traitement - 223
16.3.2 Le BSR dans la zone Tokai - 229
16.3.3 Résultats de l'inversion AVA - 230
16.3.4 Conclusion - 243
17 Conclusion générale - 245
A Impédance élastique - 249
B Regression linéaire - 251
B.1 Droite des moindres carrées - 251
B. 2 Qualité de la régression - 251
B.2.1 Coefficients de détermination et de corrélation - 251
B.2.2 Variance et écart type - 252
B.3 Formulation matricielle de la régression linéaire - 253
B.4 Régressions linéaires multiples - 255
B.5 Régression linéaire pondérée - 255

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