1

COURS DE SISMIQUE DE PUITS

Ce cours a été enseigné aux étudiants 5 eme Ingénieur en géophysique au Département Géophysique de la Faculté des Sciences de la Terre, de la Géographie et de l’Aménagement du Territoire (Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene - USTHB) durant les années universitaires 2010/2011 à 2013/2014

Il comprend 3 chapitres Chapitre I Les Diagraphies Sonique et Acoustique Chapitre II Le Sismo-sondage (Carottage sismique) en préparationChapitre III Le Profil sismique vertical (PSV) en préparation

Si vous utilisez des données de ce travail vous devez citer la référence en bibliographie de la façon suivante : DJEDDI Mabrouk : COURS DE SISMIQUE DE PUITS. 13pp, 10 figures .Laboratoire de Physique de la Terre, Université M’Hamed Bougara Boumerdes -Algérie, 2013 http://djeddimabrouk.fr.gd/

CHAPITRE I : DIAGRAPHIES SONIQUE ET ACOUSTIQUE

INTRODUCTIONLe log sonique (CCV –sonic log)    est une méthode de diagraphie  de vitesse destinée à mesurer en chaque point le long  du trou de forage  la vitesse instantanée  (c'est-à-dire la  vitesse d’une couche amplement mince ) de  propagation des ondes sismiques dans les roches  traversées  par un forage (puits)  à   l’aide  d’une   sonde   spéciale  composée       d’un   système  émetteur  –   récepteur   .   Celle-ci enregistre d’une manière ininterrompue en profondeur, le temps de parcours de l’onde  acoustique de   fréquence (10-40 kHz) générée par les ou l’émetteur(s)

Rappel de la vitesse instantanée

Sol

Z vitesse instantanée V i=d zdt

dz, dt .  Fig :1

dt : étant le temps simple de propagation de l’onde du trajet

On appelle vitesse instantanée la valeur de la vitesse d’une couche infiniment mince (épaisseur 0)située à une Profondeur z donnée.

2

PRINCIPE DES DIAGRAPHIES ACOUSTIQUES

Le CCV  permet de mesurer le paramètre vitesse  instantanée des ondes  acoustiques longitudinales (Vp) ; il   fournit particulièrement   une loi de vitesse en fonction du temps le long du puits.   Etant donné que la propagation  des ondes acoustiques  est étroitement liée aux propriétés élastiques des formations   géologiques,   il   fournit   alors  des   informations     très  utiles   sur   leurs   propriétés   pétro physiques au voisinage de la paroi du puits.

La vitesse des ondes acoustiques dépend généralement de la matrice lithologique, de la présence de la porosité et du type de fluide dans les formations géologiques .La présence de la  porosité dans la roche  ralentit l’onde acoustique et donc augmente le temps de transit  ∆T Les   diagraphies acoustiques  sont  indispensables pour  la résolution de nombreux problèmes tels que : -La  détermination  de   la  porosité   et   de   la   lithologie  par   la   combinaison  avec  d’autres   types  de diagraphies.-L’évaluation des vitesses sismiques, paramètres indispensables pour effectuer une   interprétation des données  sismiques 

BREF HISTORIQUE Vers   1934 : Apparition  des premiers brevets   relatifs à la mesure   de la propagation du son d’une manière continue en fonction de la profondeur dans un puits

Dès  1952 :  mise  au  point  d’un  appareil   du   son  qui   renferme  un  émetteur  d’impulsions    par   la Compagnie  MPC (Magnolia  Petrolum Campagny)

En 1957:     mise au point d’un appareillage   de diagraphie de vitesse (CVL Continuous Velocity  Log) comportant     un   seul   récepteur.   Il   permettait  de  mesurer   le   temps   le  plus   court  nécessaire  de parcours    de   l’onde acoustique entre  émetteur-récepteur   (selon  le  schéma émetteur  –  boue de forage -  réfraction  sur la formation géologique – boue de forage –récepteur)

SONDE A UN RECEPTEUR –UN EMETTEURLorsque   la   sonde   comporte   un   émetteur   et   un   récepteur,   les   ondes   acoustiques   émises   par l’émetteur  E  sont réfractées le  long de la paroi du trou de forage et on mesure le temps   entre l’émetteur  E et le récepteur  R  .Ce   temps mesuré   est divisé par la distance entre   le récepteur et l’émetteur  pour fournir un temps de trajet en microsecondes par pied       Dans une sonde   sonique composée d’un seul récepteur   (Fig. 2) le temps de propagation     de l’onde sonique  pour  se propager de l’émetteur au récepteur    à pour expression mathématique :

∆T= 2 X1/V b +X2/V f

X1 :      distance  de traversée  de l’onde acoustique dans   la boue X2 :     distance parcourue  par l’onde acoustique réfractée dans les formations géologiques Vb :   vitesse  de propagation des ondes acoustiques dans la boue 

3

Vf   :    vitesse de propagation des ondes acoustiques dans les formations géologiques   L’expression  2X1/vb conduit à une erreur dans la mesure de Vf

X2 est différente de l’espacement e car, si α est l’angle du rayon incident avec l’horizontale, on a alors 

                                                     X2 =e - 2X1sin α  Pour rappel,  l’espacement est la distance entre l’émetteur et le récepteur tandis que l’’écartement étant la distance entre deux récepteurs  L’angle α dépend des milieux  parcourus par les ondes acoustiques (boue, formation) : ainsi, le signal sonore  à étudier concorde avec le   trajet court de l’onde acoustique, on admet  alors que l’angle α coïncide  avec l’angle de réfraction limite lié r aux deux milieux   géologiques 

Paroi du Puits

E X1

α A

Vf X2

Vb

r B

R X1

Fig. 2 : sonde acoustique à un émetteur – un récepteur

SONDE A DEUX RECEPTEURSLes  compagnies H.O.R.C. (Humble Oil Refining  Company) et S.W.S.C (Schlumberger Well  surveying Corporation) ont mis au point une sonde acoustique  dotée de  deux récepteurs  et un émetteur  .Les ondes acoustiques  émises par l’émetteur   E  sont réfractées le long de la paroi du trou de forage et la sonde   enregistre le délai ∆T   entre les deux arrivées respectivement aux récepteurs R1 et R2 . Ce procédé permet  de pallier au problème de propagation de l’onde acoustique dans la boue de forage dans le but est  d’éliminer  le temps de  parcours dans   cette  dernière. Pratiquement, il est difficile 

Sonde à un seul récepteur

∆T=2 X1

V b+X2

V f

4

de parvenir à écarter ces  erreurs sauf si le diamètre du puits de mesure est constant et que la sonde est bien centrée avec l’axe du puits.

Dans une sonde composée de deux récepteurs   (fig. 3) , l’élément   mesuré   est la différence   des temps d’arrivée  des ondes acoustiques au premier et au deuxième récepteur .

Le temps   t1 de parcours de l’onde entre  l’émetteur E et le Récepteur R1 est défini par l’expression 

t1= 2 X1/V b +X2

V f

Le temps   t2 de parcours de l’onde entre  l’émetteur E et le Récepteur R2 est

t2 = 2 X1/V b +X3

V f

∆T = t2 – t1 = X3−X2

V f

 On remarque bien une élimination de l’influence du trajet  des ondes acoustiques dans la boue  de forage Pour solutionner   ces difficultés, une sonde à quatre récepteurs (R1, R2, R3 ,R4 )   et deux émetteurs (E 1 , E2 ) fut mise au point   et porta   le nom de sonde compensée (Borhole  Compensated –BHC en anglais)  fig. 4

Paroi du Puits

                                                                       E      t1          X1                                                              

                                                                                        s                                     α     A

                                                                                        o

                                          Espacement                          n                            X2, t2                             a1            a2                         

                                                                                        d

                                                                                        e                                              B

          R1               t3     X1      r t4                          ∆T

Ecartement                              R2                 t5 r C

T R1 =t 1+ t2+t 3

T R2 =t 1+ t2+t 4+t 5

∆T=T R 2−T R1

=¿ t4

  E - R1

:T R1=

2 X1

V b+a1

Vf

E -R2

:T R2=

2 X1

Vb+a2

V f

Fig. 3 : sonde à 2 récepteurs

5

L’écartement     (span)   est   l’intervalle     qui   sépare   les   deux   récepteurs,   tandis   que   l’espacement (spacing)  est la distance  entre l’émetteur et le premier récepteur (fig 2). (Rappel 1 pied = 30cm)

DIAGRAPHIE ACOUSTIQUE (BHC)

 La sonde Bore Hole Compensated (BHC) est  composée de deux émetteurs et quatre récepteurs (fig. 4)Chaque émetteur envoie un signal alternatif et  l’enregistrement de   celui-ci  se fait  alternativement par  les couples  de récepteurs (R1, R3) et (R2, R4)Le temps de parcours  ∆T sera enregistré en faisant la moyenne des deux lectures ∆T1     et  ∆T2 acquises   entre les récepteurs R2 et R4 et les récepteurs R1 et R3   comme suit :

∆T = (∆t1 + ∆t2)/2   .

Cela permet d’éliminer les influences des caves et de l’inclinaison de l’axe de la sonde par rapport à l’axe du puits de forage  Le  ∆T  est l’inverse de la vitesse de l’onde acoustique dans la formation géologique En principe, le   ∆T   coïncide au point de mesure localisé au centre de l’intervalle entre   les deux récepteurs extrêmes .La relation entre les temps de trajets ∆T et la vitesse  est la suivante :

∆T =106/V

∆T  étant exprimé en microseconde par pied  (μs/pied) ou en microseconde par mètre (μs/m)V  est exprimée en m/s ou pied /s, elle indique   la vitesse de tranche successive   d’un pied   ou d’un mètre  d’épaisseur ; Ce type de sonde permet  de mesurer la porosité vraie des formations traversées par le forage et  estimer la porosité secondaire dans le cas des formations géologiques fracturées.

APPAREILLAGE (SONDE)

La sonde  acoustique   est un appareil qui peut renfermer un émetteur et deux récepteurs comme il peut être équipé de deux émetteurs et de quatre récepteurs   etc.

Chaque   appareil     acoustique   a   ses   propres   caractéristiques   (type   de   l’émetteur,   type   du   récepteur, espacement, etc.)

 Quelque soit le type de sonde, le principe de base est le même et consiste à enregistrer des ondes acoustiques réfractées qui se propagent dans le fluide et dans les formations géologiques le long de la paroi du puits.

Il existe  actuellement des sondes acoustiques  multi émetteurs et multi récepteurs ce qui leurs  confèrent la possibilité d’enregistrer le champ d’ondes total

Dans tous les cas, l’acquisition des données (train d’ondes) s’effectue lors de la remontée de l’outil ; elle est réalisée avec un pas d’échantillonnage   très petit dans le puits, d’une manière à acquérir une représentation (image) acoustique ininterrompue des formations géologiques le long de la paroi du puits.

Quand   les   sondes   acoustiques     sont   constituées       d’un   nombre     élevé   d’émetteurs   et   de   récepteurs, l’enregistrement   des données  est réalisé sur les différents couples (émetteur-récepteur). Leur emploi permet d’effectuer les collections de traces soniques (point récepteur ,point émetteur ou point mémoire commun), semblables à celles exécutées en sismique réfraction ou sismique réflexion, ce  qui  permet  d’effectuer sur   les données soniques  enregistrées des traitements semblables à ceux effectués en sismique conventionnelle 

Quand le nombre d’émetteurs   et de récepteurs est limité, l’enregistrement   des données   acoustiques peut être effectué  en même temps sur plusieurs récepteurs pour une même émission.

6

1/ Caractéristiques des émetteurs :

-Ils sont  du type magnétostrictif   (un matériau est dit magnétostrictif  si ses dimensions  se modifient lorsqu’il est soumis à un champ magnétique)

  -Soit   plus     fréquemment  des   céramiques  piézoélectriques   (un  matériau  est   dit  piézo-électrique      si   ses dimensions  se modifient lorsqu’il est soumis à un champ électrique)

-Leur  fréquence caractéristique d’émission est de l’ordre de la dizaine de KHz. (10.000 – 40.000 Hz)

2/ Caractéristiques des récepteurs :

Ils se caractérisent par une vaste bande fréquentielle, allant de quelques centaines de Hz à quelques dizaines de KHz

Quelque que soit la sonde acoustique  utilisée, les temps d’arrivée aux récepteurs seront communiqués à un enregistreur placé dans un camion laboratoire situé en surface. Celui-ci  calcule le temps de transit  ∆T  et trace un log de vitesse en fonction de la profondeur, exprimé en  μs/pied ou en μs/m. Le  log  de vitesse est intégré d’une manière automatique de sorte à obtenir un temps de trajet total.

3/ Résolution verticale

La résolution verticale de  l’enregistrement acquise est généralement prise égale au plus court  écartement séparant deux récepteurs successifs ou deux émetteurs (ordre de grandeur allant de 10 à 50 centimètres)

4/ Profondeur d’investigation

  La   profondeur   d’investigation   pour   l’évaluation   des   vitesses   des   ondes   acoustiques     correspond   à   la profondeur d’investigation des ondes réfractées ( généralement  variant de quelques dizaines de centimètres au  mètre)   .Cette profondeur  dépend de  la  vitesse  de    la   formation ;  en  effet  quand  la   zone envahie  est profonde et  possède une vitesse plus faible que la vitesse  de la zone vierge, un espacement petit fournit une vitesse  dans la zone envahie cependant un  grand espacement  fournit la vitesse de la formation vierge 

5/  Les sondes acoustiques à grand espacement permettent une bonne séparation en temps des differentes arrivées   des ondes acoustiques

6/ L’enregistrement du champ d’ondes total fournit  non seulement les vitesses de propagation des différentes ondes acoustiques, mais aussi certains paramètres pétro -physiques et  des informations lithologiques relatives aux  formations géologiques le long du puits 

7/ Les diagraphies acoustiques enregistrent  non seulement  les ondes de volume (P et S)  mais aussi les  ondes d’interfaces 

8/  Dans  le  cas  de   la    diagraphie  acoustique classique,   seule   l’arrivée  de   l’onde  P    longitudinale réfractée   se   produisant     à   l’interface   fluide-solide   sous   l’angle   d’incidence   critique       puis   se propageant le long de   cet interface est prise en considération .Elle   peut   nous renseigner sur la porosité    de   la   formation  géologique  dans   laquelle  elle   s’est  propagée.   La  porosité   serait   alors donnée par l’expression :

∆Tlu = Ø ∆Tf + ∆Tma(1- Ø) et Ø = (∆Tlu-∆Tma) / (∆Tf -∆Tma)

∆Tlu     -temps lu donné par la roche poreuse 

7

  ∆Tf  - temps de parcours dans le fluide  ∆Tma  - temps de parcours  dans la matrice 

1V lue

= ØV f

+ 1−ØV ma

Ø : Etant la porosité en %        Vlue : La vitesse  lue (mesurée) par le sonique Vf(m/s): la vitesse de propagation de l’onde acoustique dans le fluide  contenu dans la               formation géologique Vma (m/s): la vitesse de propagation de l’onde acoustique dans la matrice de la formation              géologique

Néanmoins, la génération des ondes     longitudinale  P et transversale S  réfractées dans les formations géologiques  le long  du puits  peut prendre naissance à condition que les vitesses V p et V S de   la   formation     géologique   soient   supérieures   à   celle  de   l’onde  P  du  fluide  V f (formation géologique rapide  V S>V pf ). .Néanmoins, quand   la vitesse(V s )   de l’onde transversale   S dans la formation   géologique est    plus  petite que    la  vitesse   Vp de  l’onde  longitudinale  dans  le  fluide(V ¿¿ pf )¿, l’onde S n’apparaitra  pas sur l’enregistrement (c’est le cas formation lenteV s<V pf).

                           Axe du puits

                                                                                                   E1                                        émetteur

                                                   P              Icp                                         P                           R1

                                            Ics                 Onde P                                                        R2

                                                      S    P R: récepteurs

                                            P                 onde S                                                                                                                                  R3

                                               P                                                                                  R4

                                        a                                                                                           E2                      émetteur

                                                                                                                           bFig. 4

a)    génération des ondes P et S  dans un puitsb)    sonde acoustique à 4 récepteurs et 2 émetteurs

8

Fig. 5    exemple de log Sonique

8/  Dans la formation géologique, l’onde transversale  S  est engendrée par l’onde   longitudinale  P  incidente, réfractée sur la surface de discontinuité fluide- formation géologique (c'est-à-dire le long de la paroi du puits)

9/ l’estimation des vitesses des ondes P et S  permettent de déterminer les paramètres de Lamé λ etμ   de la 

formation géologique sachant que  ou      est la masse volumique

On peut alors appréhender  le coefficient de Poisson σ  et le Module de Young    E puis,  la détermination du facteur de qualité Q de la formation géologique en étudiant leurs atténuations 

Au   voisinage   de   la   surface   de   contact   fluide-formation   (interface   fluide-formation   géologique)   prennent naissance également les ondes d’interface   notamment l’onde  pseudo-Rayleigh et l’onde de StoneleyL’onde de Rayleigh   est une onde dispersive tandis que l’onde Stoneley à la différence de l’onde de pseudo-Rayleigh, est couramment peu dispersive. L’onde de Stoneley  prend naissance toujours dans le cas d’une interface solide-fluide. Elle est de plus en plus utilisée notamment en prospection pétrolière pour la détection des fractures   en vue de l’évaluation de la perméabilité des formations géologiques.  White (1983)     a trouvé une expression mathématique reliant  la vitesse Vs des ondes S à  la vitesseV st

❑ de l’onde de Stoneley

1

V s2 =

ρρf

¿ - 1

V f2 ) (formule valable pour le cas d’une formation géologique saturée en eau )

Vs  :    vitesse de l’onde S  de cisaillement (m/s)Vst :    vitesse de l’onde  de Stoneley (m/s)Ρ   :    densité de la formation géologique 

9

Ρf :    densité  du fluide contenu dans   la formation géologique 

Récepteur

                                                            Onde P

                                                    Onde S

First -Break

                                                                                  Front d’onde                              ∆T

                                                

                                                Onde de stoneley

                                                                                                                                 Onde P

Emetteur 

Onde S       onde de Stonely

Fig. : 6 champs d’onde totale enregistrée

TYPES DE SONDES ACOUSTIQUES Il existe toute une variété de sondes acoustiques, mais elles sont toutes  essentiellement de deux types 1-les sondes  du type monopôle 2-Les sondes de type dipôle Certaines sondes peuvent fonctionner  en même temps en mode monopôle et en mode dipôle 

1- SONDES DU TYPE MONOPÔLE Ce sont des sondes   acoustiques à symétrie axiale   et composées de sources et récepteurs   monopôles et multidirectionnels 

Les émetteurs engendrent dans la boue de forage une onde   acoustique de compression qui   créée dans la formation géologique une onde longitudinale   P et une onde    transversale S aux angles limites de la réfraction (onde conique).A l’aide des outils  acoustiques monopôles, on peut enregistrer  les types d’ondes suivantes : -L’onde  longitudinale de compression réfractée,-L’onde de transversale S réfractée, (exclusivement en formation rapide),-L’onde   longitudinale  P de fluide, -Les ondes de pseudo-Rayleigh et les ondes de Stoneley.

  Notons que Les ondes   acoustiques transversales  S      prennent   naissance   seulement   lorsque la vitesse  V s de la formation  géologique est   plus grande que la vitesse de l’onde  longitudinale dans la boue de forage.

E

R

10

2- SONDES DU TYPE DIPOLE

Les  sondes du  type dipôles  sont    équipées d’émetteurs  et  de   récepteurs  polarisés.  De  telles  sondes  sont équipées   d’émetteurs   qui   produisent   des   ondes   longitudinales   polarisées   perpendiculairement   à   l’axe   du puits .Celles-ci engendrent à la paroi du puits des modes de flexures qui créent, dans la formation géologique  des pseudo-ondes transversales se propageant parallèlement à l’axe du puits. Les sondes de type dipôle sont conçues pour  obtenir  des informations sur  les  paramètres  liés à  l’onde transversale  S particulièrement dans les formations géologiques lentes.

SONDE SPECIALE XMAC-ELITE La sonde   XMAC-Elite est composée de   quatre émetteurs dont   deux sont monopôles et les deux autres dipôles  caractérisés par une polarisation verticale. Elle referme huit récepteurs ou l’on peut enregistrer les données en modes monopôle, inline-dipôle et  cross-dipôle 

Fig 7 : L’outil X MAC-Elite

Les   récepteurs employés dans la sonde XMAC-Elite est le « 4-directional sensitive acutec design ». Chaque récepteur   peut être utilisé en   modes d’acquisition monopôles, inline-dipôles et cross-dipôles

En acquisition d’ondes par mode monopôle, l’émetteur  est écarté de 12 pieds du premier récepteur, le train d’ondes total est enregistré par les huit récepteurs  dont l’écartement est de 0.5pieds

11

Fig :8 exemple d’enregistrement des trains d’ondes par les huit récepteurs à l’aide du X MAC-Elite

L’enregistrement  des données  se fait tous les 0.5 pieds. Tout récepteur enregistre un train d’ondes total  constituant une trace à chaque niveau de profondeur. La durée d’enregistrement de la trace   est fixée selon l’objectif  

En conclusion ,nous  avons  abordé les sondes soniques  et les sondes acoustiques.la différence entre les  deux sondes   est  que    les  outils    acoustiques     sont  plus  destinés pour  enregistrer   le  champ total   .Dans ce type de sonde   pour qu’un signal   indique la signature de  la formation géologique traversée,  il  faut employer   une chaîne d’acquisition   pourvue   d’une large bande passante pour mieux respecter les caractéristiques spectrales du signal acoustique afin   de mieux reconnaître les diverses  composantes des ondes  acoustiques  véhiculées   par le signal.

Les sondes soniques sont destinées essentiellement   pour     enregistrer   le train d’onde qui permet de tracer la courbe de temps de transit de la première arrivée (lenteur)     en fonction de la profondeur ,  c’est  le cas du log sonique

DIAGRAPHIE D’IMAGERIE ULTRASONIQUE

IntroductionCe sont des outils très  performants qui permettent d’obtenir  une visualisation correcte de la surface du puits de forage  autrement dit  une  véritable échographie  (image acoustique) de la formation géologique   Son   principe   est   comme   suit :   une   énergie   ultrasonique   (signal   ultrasonique)     est   émise   à   partir   d’un transducteur. Une partie de cette énergie est transmise dans la formation géologique   et l’autre partie sera réfléchie et captée par le transducteur  

Le transducteur enregistre à la fois l’amplitude du signal et   le temps de trajet     suivi par l’onde   acoustique directe et l’onde acoustique  réfléchie 

L’image en amplitude est extraite de l’amplitude  du signal ultrasonique enregistré, alors que celle en rayon est déterminée     en   comptant     le     temps  du   trajet  de   l’onde  ultraacoustique.  On  désigne   cette  modification génération de l’image, elle montre à chaque amplitude ou temps de trajets un niveau de gris ou une couleur représentant les modifications de l’amplitude ou de temps de trajet de parcours dans la formation géologique

Les outils ultrasoniques les plus connus sont :  

1/ Ultra Sonic Borehole Imaging(UBI)2/Circumferential Borehole Imaging Log (CBIL)

I / ULTRA SONIC BOREHOLE IMAGING (UBI) L’outil  est constitué d’un transducteur à grande résolution  qui fournit des images acoustiques en puits ouvert même si la  boue   de forage est à  base d’huileLes enregistrements de l’UBI peuvent fournir des indications  sur la stabilité et la fracturation du puits

L’UBI      est  équipé d’un transducteur  tournant  qui    a  une double fonction  .Il   joue  le  rôle de transducteur (émetteur) et de récepteur. Le transducteur  existe en plusieurs dimensions, celles –ci sont choisies en fonction du diamètre du trou pour minimiser le trajet du signal  ultrasonique dans le fluide de forage. Le transducteur tournant   émet 156 impulsions   par rotation et   sept rotations par seconde garantissant une couverture de 100% de la paroi du puits 

12

A/ ENREGISTREMENT DE L’UBIL’outil UBI mesure l’amplitude et le temps de passage de l’onde ultra sonique Il utilise deux differentes fréquences.-La fréquence 500.000 Hz fournit une meilleure résolution de l’image du signal, (donc  de très haute définition)-la fréquence de 250.000 Hz  assure   de meilleures mesures en cas de boues  dispersives 

B / LOG UBI Le Log UBI renferme deux panels 

1/ Un   panel   correspondant     à   l’image   en   amplitude   .celle-ci   est   liée     à   la   densité   de   la   formation géologique   .Quand   l’amplitude   est   grande,   la   couleur   de   l’image     est   éclatante,   cela   correspond   à   une formation  géologique dense, c'est-à-dire  compacte. Inversement, quand  l’amplitude est faible, la couleur  de l’image est obscure,

2/ Le second panel correspond au rayon du trou (Image en Borehole radius)Cette image fournit divers changements du rayon du trou de forage .Une couleur sombre indiquerait un rayon grand et une couleur claire montrerait un rayon réduit  Les discriminations de couleurs de l’image fournie par l’UBI   sont provoquées par de nombreux facteurs  tels l’ovalisation du puits, les irrégularités de la paroi du puits, les glissements d’une partie du puits par rapport à l’autre, la déformation du coté de la paroi du trou par le train de tige etc. Les images de l’UBI   sont  également très sensibles  aux modifications de la surface de la paroi du trou mais, elles   le   sont  moins   aux   changements   de   la   lithologie   .Le  mud   cake   peut   avoir   une     influence   l’image ultrasonique. Il atténue une partie du signal, diminuant aussi l’amplitude  

C / APPLICATIONS DU UBI

-Détection  des fractures (enregistrement en trou ouvert)-Détermination de la stabilité du puits (précision sur la forme du trou)

CUMFERENTIAL BERHOLE IMAGING LOG (CBIL)

Cet outil d’imagerie acoustique   a pour principe d’émettre des signaux acoustiques ultrasoniques    et  de   les  enregistrer     après   leurs   réflexions   sur   les  parois  d’un puits .En effet l’amplitude du signal ultrasonique est  très sensible aux variations de l’impédance acoustique  et à la rugosité de la surface des formations géologiques le long des parois d’un puits de forage

 Cet outil fournit deux   types d’image qui couvre   toute la circonférence du puits (360 degrés du trou de forage)

1/  Une   image       en  amplitude      qui       permet  d’identifier     les   caractéristiques lithologiques des formations  géologiques  ainsi que leur orientation  

2/ Une image en   temps de parcours   qui   fournit des  informations sur  le diamètre du puits   et éventuellement pour  la mise en évidence  les fractures ouvertes de celles minéralisées Fig. 9 Transducteur Rotatif 

APPLICATIONS DU CBIL-Mise en évidence les fractures et les failles le long du trou de forage-Obtention des données acoustiques de très haute résolution  -Obtention des images tes détaillées du trou de forage  (en boue douce, salée ou huilée) -Analyse des contraintes

13

a b c Fig 10 a) exemple de détection de fracture b) aperçu détaillé sur la forme du trou du puits c) log CBIL

Références bibliographiques

-Maklouf Soraya  Analyse et efficacité des differentes methodes de détermination de la perméabilité dans un réservoir compact et fissuré cas de Hassi-Messaoud.Mémoire de Magister  FSTGAT –USTHB 2005

-O.Serra Diagraphies différées Tome I et II 1979

-S.Bouhired Imagerie ultrasonique en découvert , interprétation de l’ovalisation 1998

-B.E.Homby,D.L.Johnson,   K.W.Winkler,   and   R.A.Plumb   (october   1989).Fracture   evaluation   using reflected Stoneley-wave arrivals .Geophysics

-J.L.Mari.1997.Traitement du signal pour geologies et géophysiciens Tome I Edition Technip .Paris

-J.L.Mari.1994 Diagraphies acoustique et sismique   de puits .ENSPM .Paris .France G.Chang   Sheng.1993.Propagation   des   ondes   acoustiques     dans   un   puits :   étude   théorique   et expérimentale .Thèse de doctorat présentée à l’Université de Bordeaux I 

-M.Lavergne 1986.Méthodes sismiques. Edition Technip .Paris

-S.E.Mouici   1995.Etude   comparative  des  differentes  méthodes  de  mesure  de   lenteur.   These  de doctorat ENSPM. Paris

-Djeddi Mbk   and  Shout .H .Bases physiques des méthodes sismiquesOffice des publications universitaires (Alger) 02 – 1995