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INTRODUCTION GENERALE

Pour obtenir des informations sur la structure géologique du sous-sol, le géophysicien utilise les

méthodes de prospection sismique réflexion et réfraction, mais il fait également des mesures sur les

ondes transmises dans le puits lorsqu’il y a des forages .Il opère alors avec une source d’excitation en

surface et une observation avec un géophone ou un hydrophone (sonde) en profondeur, dans le puits,

dont il fait modifier la position. Ce procédé s’appelle soit sismo-sondage (Check Shot) ou profil sismique

vertical (PSV)

Ces trois méthodes, indépendamment d’autres critères, peuvent être utilisées : -en ondes longitudinales (P) -en ondes transversales -En ondes de conversion Disons tout de suite que l’étude des ondes longitudinales est actuellement, et de loin, la plus utilisée. En prospection sismique terrestre les sources utilisées comme l’explosion de charge, vibroseis, etc. sont des sources employées depuis longtemps .Encore les plus répandues actuellement, ces sources produisent préférentiellement des ondes longitudinales P. Les sources sismiques utilisées en prospection sismique marine sont du type implosif, seules les ondes longitudinales P ou éventuellement des ondes de conversion sont utilisables. Toute source d’énergie sismique produit dans toutes les directions des ondes élastiques (sismiques)

qui sont transmises par les différentes couches géologiques du sous- sol. A la surface de discontinuité

(interface) entre les deux milieux 1 et 2 de vitesses différentes V1 et V2 (V2>V1), (Fig. 1), une partie de

l’énergie sismique est réfléchie, l’autre partie restante est réfractée et transmise aux couches

géologiques plus profondes.

PRINCIPE DE LA PROSPECTION SISMIQUE REFLEXION

La partie d’énergie sismique réfléchie fait l’objet de la méthode sismique réflexion. Son principe consiste

à émettre une onde sismique directe qui lorsqu’elle atteint une limite de milieux d’impédances

acoustiques différentes donnerait naissance à une onde réfléchie. De nos jours, la plus grande partie

des travaux de prospection sismique se réalise par la prospection sismique réflexion. Celle-ci reste de

loin la mieux adaptée parmi les méthodes de prospection géophysique pour la recherche des gisements

de pétrole et du gaz , car elle fournit une image des structures de la subsurface du sous-sol plus précise

en 2D ou en 3D.

PRINCIPE DE LA PROSPECTION SISMIQUE REFRACTION

A l’interface de deux milieux 1 et 2 de vitesses différentes V1 et V2 (V2>V1) la partie restante

réfractée est transmise aux couches géologiques plus profondes. Au fur et à mesure qu’on s’éloigne de

la source, l’angle d’incidence i croit, le rayon réfracté s’incline de plus en plus et l’angle de réfraction

atteint le premier la valeur 90° pour une valeur limite i = αlim appelé « angle critique » ou angle limite

tel que Sin αlim =V1/V2 (Fig. 1).

Le rayon réfracté devient ainsi rasant et se propage à la surface du milieu 2 à la vitesse V2 .Le front

d’onde transmis se propage plus vite que le front d’onde incident .Le décrochement résultant qui sera

alors le premier à mettre en vibration les particules de l’interface 1-2 , donne naissance à une onde

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conique émergente qui revient à la surface du sol sous un angle d’émergence égal à l’angle limite .En

surface l’onde réfractée n’arrive qu’à partir d’une distance limite X αlim . Cette distance est liée à l’angle

limite par la relation (X αlim= 2 h tg αlim. . ), ou h étant l’épaisseur de la couche supérieure 1.

Cette partie restante réfractée fait l’objet de la méthode sismique réfraction. Bien que très peu utilisée actuellement, la sismique réfraction a constitué dans le passé une méthode fondamentale d’exploration .Elle a joué un grand rôle dans l’interprétation géologique du Sahara nord algérien ; elle fut à l'origine de la découverte en 1956 du grand gisement de pétrole d'Hassi-Messaoud. Néanmoins, la prospection sismique réfraction n’est pas en mesure de détailler, comme la sismique réflexion, la morphologie des formations géologiques profondes.

Fig. 1 Principe des méthodes de sismique réflexion et réfraction

tABCDE =

+

√

temps de parcours de l’onde réfractée

tACE =

) 1/2 temps de parcours de l’onde réfléchie

tAE =

temps de parcours de l’onde directe

PROFIL SISMIQUE VERTICAL (PSV)

INTRODUCTION SUR LES PSV

Lorsqu’il existe dans la région d’étude des forages, on réalise dans ceux-ci différentes mesures de diagraphies entre autre des mesures sur les ondes transmises. On procède alors avec une source d’excitation en surface et une observation en profondeur dans le puits, dont on fait changer la position. Cette technique utilise les données de puits telles que le carottage sismique, les diagraphies soniques ou encore le profil sismique vertical (PSV) à zéro offset et le profil sismique vertical avec offset. Cette technique permet de connaitre davantage les roches réservoirs ce qui conduit à mieux exploiter leur contenu en hydrocarbures d’une manière optimale grâce à sa performance plus haute résolution que la sismique conventionnelle.

DEFINITION ET PRINCIPE DU PSV

On appelle profil sismique vertical (PSV), tout enregistrement obtenu en descendant un dispositif sismographique(ou sonde) dans un forage profond et en tirant en surface. C’est donc une technique qui permet d’acquérir des données sismiques dans un puits. Les enregistrements des données de sismique

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de puits doivent être exécutés de préférence dans un trou de forage cimenté et tubé avec un tubage

unique pour tout le puits (Fig.2).

Fig.2 Exemple réel d’un enregistrement PSV brut

BREF HISTOIRQUE DU PSV

L’idée de base d’enregistrer les trains d’ondes sismiques à plusieurs niveaux d’un forage profond date des années trente .en effet :

-Mc Collum et la Rue (1931), et Musgrave (1960) ont décrit l’utilisation des géophones pour enregistrer les trains d’ondes à plusieurs niveaux d’un puits pour la détection et la cartographie des dômes de sel.

-Galperin (1973) avait regroupé de nombreux articles sur le sujet, édités par les Russes qui utilisaient le procédé avec réussite depuis de nombreuses années. Il a résumé les très nombreuses applications depuis 1950 du Profil Sismique Vertical à l’industrie pétrolière soviétique.

DIFFERENCE ENTRE PSV ET SISMO-SONDAGE

La différence entre un PSV et un sismo- sondage est :

Le faible intervalle d’enregistrement du train d’ondes (5 à 20 m) et la régularité des positions de la sonde d’enregistrement successives dans le cas d’un PSV.

Enregistrement pendant plusieurs secondes (4 à 6 secondes) après l’arrivée de l’onde directe ce qui permet d’enregistrer non seulement les arrivées premières mais aussi tous les autres types d’ondes sismiques (onde directe, ondes multiples descendantes et montantes, ondes réfléchies simples etc.).

COMPARAISON ENTRE PSV ET SISMIQUE DE SURFACE

Bien que l’investigation latérale du PSV est assez faible (quelques dizaines à plusieurs centaines de mètres), néanmoins, le fait d’avoir des géophones proches des objectifs sismiques permet de fournir de meilleurs rapports signal sur bruit pour les hautes fréquences par rapport aux données de la sismique réflexion de surface et ce grâce à son caractère haute résolution verticale (métrique à décamétrique).Cette importante différence est due principalement au fait que la WZ (zone superficielle altérée) n’est parcourue qu’une seule fois par les ondes sismiques .

Le PSV offre les avantages suivants :

Le PSV offre au voisinage du puits des images sismiques meilleures car, le signal sismique étant enregistré par la sonde descendue dans le puits donc située au voisinage des réflecteurs sismiques. Il présente également l’avantage par rapport aux mesures sismiques conventionnelles, d’enregistrer les ondes sismiques au sein des milieux ou elles se propagent.

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Il fournit une image sismique en temps analogue à une trace sismique ou à une section

sismique réflexion de surface au voisinage du puits dont le contenu fréquentiel est de plus hautes fréquences.

Il enregistre les ondes montantes et descendantes alors que la sismique de surface enregistre

uniquement les ondes montantes. APPLICATIONS D’UN PSV

Le PSV représente une méthode très intéressante par le fait de ses abondantes applications: Son champ d’application est très vaste et ne cesse de connaitre grâce au progrès en informatique et en électronique.

Parmi ces applications on mentionne notamment :

Le PSV constitue un moyen de calage des enregistrements de la sismique réflexion de surface au niveau du puits, ce qui permet l’identification assez précise en profondeur des horizons sismiques .En effet, la sismique conventionnelle fournit une image du sous-sol en 2D ou en 3D et donne une idée sur les structures de la subsurface. Toutefois ces images fournies par la sismique de la subsurface nécessitent un calage. Celui-ci est réalisé au niveau d’un puits par la sismique du puits car, celle-ci permet de comparer et de mieux comprendre les événements présents sur les sections (coupes sismiques) de la sismique de surface.

La mesure des vitesses moyenne et d’intervalle de propagation des ondes sismiques et la

détermination plus précise des vitesses des ondes longitudinale ( ) et transversales ( ) .Cela

permet de déterminer le rapport Vp/Vs qui fournit le coefficient de Poisson σ en fonction de la

profondeur.

σ =

=

=-

Il représente le rapport de la compression dans une direction à

l’extension dans la direction perpendiculaire. sont les coefficients de Lamé

=( √ )/ √ )

Lorsque σ =0,25 alors λ μ et

=√

σ ne dépasse jamais 0,5 ; il est de l’ordre de 0,25 pour la majorité des roches.

La mesure in-situ de l’anisotropie et l’évaluation des paramètres d’atténuation des ondes sismiques. On connait que la vitesse sismique mesurée suivant un trajet vertical à la stratification est différente de celle dans un trajet parallèle. L’anisotropie acoustique dans les roches sédimentaires peut être créée par combinaison de plusieurs facteurs : -présence des minerais tabulaires, alignés avec la stratification laissant ainsi quelques vides -Présence de quelques fractures horizontales ou schistosités parallèles à la stratification. -Cimentation le long de certaines couches horizontales.

La transformation plus précise des temps de la sismique conventionnelle en profondeur, surtout au niveau des réservoirs.

La possibilité de distinguer :

- les ondes sismiques descendantes et les ondes sismiques montantes, - les réflexions sismiques primaires et les réflexions multiples présentes dans l’enregistrement de sismique conventionnelle.

La séparation des ondes P et des ondes S.

L’enregistrement d’une sismique de détail au voisinage du puits

La prédiction des réflecteurs sismiques situés au- dessous de la profondeur finale atteinte par

le forage.

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La détection des failles et les différentes discontinuités au voisinage du puits et l’identification

des zones à forte perméabilité ou des zones fracturées.

La détermination du log d’impédance acoustique dans et au-delà de la profondeur finale atteinte par le forage.

La détermination de l’opérateur de déconvolution approprié à la sismique réflexion au voisinage du puits.

L’évaluation du pendage des réflecteurs des formations géologiques traversées par le puits.

Le PSV peut être utilisé en phase d’exploitation en sismique répétitive pour suivre l’évolution d’un réservoir lorsque les acquisitions sont répétées au cours du temps.

L’amélioration de l’interprétation structurale et stratigraphique de la sismique de surface. Il permet

de caler précisément les réservoirs avec les films synthétiques issus des logs

Il fournit des informations détaillées sur la lithologie dans la zone réservoir en période d’exploration et pendant d’exploitation.

Il permet de mesurer l’atténuation des terrains pour mieux adapter la source sismique de la prochaine acquisition des données sismiques de surface.

DIFFERENTES TECHNIQUES DE SISMIQUE DE PUITS

La sismique de puits est classée en trois catégories selon l’agencement du couple sources-récepteurs.

1 – Tir en surface : Emetteur en surface et sonde de réception dans le puits (PSV

classique). 2 – Tirs en puits : Emetteur dans le puits et la sonde de réception se trouvant en surface

(PSV inversé). 3 – Emetteur dans le puits et la sonde de réception située dans un autre puits. Dans ce qui suivra, seule la catégorie du PSV tir en surface sera décrite.

Il y a six importantes méthodes d’enregistrement d’un PSV en sismique de puits dans la catégorie tir en

surface.

1 - Le PSV à offset nul (PSV classique).

2 - Le PSV avec offset ou PSO (profil sismique oblique). 3 - Le PSV walkaway (ensemble de PSO). 4 - Le PSV walkaway azimutal.

5 - Le PSV walkaround. 6 - Le PSV à 3D.

POUVOIR DE RESOLUTION EN PSV

GENERALITES SUR LE POUVOIR DE RESOLUTION INTRODUCTION Il existe deux types de pouvoir de résolution (ou de définition) Le pouvoir de résolution verticale. Le pouvoir de résolution horizontale. Le pouvoir de définition (résolution) sismique est la capacité de différencier dans le détail deux éléments stratigraphiques aussi proches que possible l’un de l’autre sur un enregistrement sismique. Que le pouvoir de résolution soit verticale ou horizontale, il est toujours limité à cause de l’absorption

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des hautes fréquences lors de la propagation des ondes sismiques dans les differentes formations géologiques. Le problème du phénomène de d’atténuation est fondamental en sismique. Il est connu que lors de la propagation des ondes sismiques dans un milieu parfaitement élastique il ya conservation d’énergie et donc de l’amplitude. Ceci n’est pas observé dans un milieu réel. L’amplitude des ondes sismiques dans les roches décroit avec le temps et la distance .Il ya donc amortissement et absorption de l’énergie sismique. L’atténuation est un phénomène compliqué résultant de divers mécanismes dont le frottement ou friction entre les particules solides dans les roches, la saturation en fluides des pores, la viscosité, la relaxation thermique et bien d’autres .

POUVOIR DE RESOLUTION VERTICALE

C’est la possibilité de distinguer deux événements en profondeur par sismique réflexion. En d’autres termes c’est la plus petite distance séparant 2 réflecteurs consécutifs que l’on peut différencier.

La résolution verticale dépend essentiellement des paramètres qui sont :

-La fréquence prépondérante : celle-ci doit être suffisamment élevée pour obtenir une longueur d’onde courte. Plus cette fréquence est élevée et plus elle renferme une énergie grande.

-La largeur du spectre de l’impulsion doit être suffisamment étalée pour ne pas fournir un nombre élevé d’oscillations.

Le pouvoir de résolution verticale varie avec la profondeur .Il diminue lorsque la profondeur augmente .Les causes sont essentiellement dues à l’atténuation (phénomènes d’absorption et de dispersion) des hautes fréquences lorsque la profondeur augmente.

L’expérience montre que l’épaisseur minimale d’une couche dont on peut différencier le toit et le mur est la limite de résolution. Celle-ci est prise comme suit :

- De l’ordre du quart de la longueur d’onde (λ/4) avec les impulsions sismiques usuelles et en présence d’un bruit faible.

- De l’ordre un demi de la longueur d’onde (λ/2) en présence d’un bruit plus important.

Ou λ = V/f V : la vitesse de l’onde sismique (m s-1) ; f: la fréquence dominante. (s-1)

Exemple : Pour un horizon sismique se trouvant à 3500 mètres de profondeur est atteint par une onde sismique de fréquence égale à 35 hertz et s’y propage avec une vitesse 3500m/s

On a λ = V/f = 3500 / 35 = 100 m -l’épaisseur minimale de la couche qu’on pourra repérer est environ hmin = λ/2 = 50 mètres lorsque, le bruit est important. -l’épaisseur minimale de la couche qu’on pourra repérer est environ hmin = λ/4 = 25 mètres lorsque

le bruit est faible.

POUVOIR DE RESOLUTION LATERALE.

Le pouvoir de résolution latérale (ou définition horizontale) symbolise l’éventualité de séparer latéralement les accidents du sous-sol. Il est lié à la zone éclairée par le rayon sismique incident nommée zone de Fresnel La zone de Fresnel est l’endroit de l’interface délimité entre le front d’onde tangent au réflecteur et le front d’onde se trouvant à une distance de λ/4 du premier. Le rayon de la zone de Fresnel s’exprime la relation suivante : Le temps met par le signal sismique du point H au géophone placé au point S est :

=

Le plus bas front d’onde

, parvient aux points A et D en mettant un temps de propagation égal

à :

= 2

) +

7

Or, la distance A et D représente la zone de Fresnel, celle –ci possède un rayon égal à :

= [(

) 2 -

]1/2

+

]1/2

Cette expression peut être approximée par :

]1/2

Ce qui donne au rayon de Fresnel l’expression :

= [(

) (

)]1/2 = [

( . / )]1/2

]1/2= [

)(

)]1/2= [

]1/2

=

√

V : vitesse moyenne fd : fréquence dominante To: Profondeur en temps double de l’interface

: Rayon moyen de la zone Fresnel

L’épaisseur verticale de la zone de Fresnel est :

= /

Le temps double de propagation de l’onde dans la zone de Fresnel est :

= 2

⁄

=

λ: tant la longueur d’onde de la fréquence dominante

Fig. 3 représentation de la zone de Fresnel

POUVOIR DE RESOLUTION VERTICALE EN PSV

En PSV le pouvoir de résolution verticale est supérieur à celui de la sismique de surface pour les raisons suivantes : -les ondes sismiques émises par la source ne parcourent qu’une seule fois le trajet de La zone altérée (WZ), par conséquent le signal sismique enregistré par la sonde de réception située dans le puits renferme habituellement un contenu fréquentiel plus riche en hautes fréquences que celui enregistré par un géophone placé de surface. -Les trajets parcourus par les ondes sismiques sont plus courts que ceux en sismique

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conventionnelle.

POUVOIR DE RESOLUTION LATERALE EN PSV Le diamètre D de la première zone de Fresnel en cas d’un PSV à incidence normale (fig.4) est défini par la relation suivante :

D = [4

]1/2

Ou Ds : la distance verticale entre la source et le réflecteur.

Dg : la distance verticale entre le géophone de puits et le réflecteur.

V : la vitesse de propagation des ondes sismiques.

fd : la fréquence dominante du signal.

Le profil sismique vertical doit être considéré comme une diagraphie acoustique aux fréquences sismiques dont la résolution latérale est limitée au diamètre de la première zone de Fresnel. L’investigation latérale est égale à la résolution latérale, dans la mesure où les pendages sont faibles ou lorsque le puits est foré perpendiculairement aux couches. En sismique de surface, il est admis que la distance verticale source-réflecteur DS et la distance verticale géophone-réflecteur Dg sont égales (Ds = Dg = d) et par conséquent le diamètre D de la zone de Fresnel aura comme expression :

D = [ 4

]1/2 = [

]1/2

La résolution latérale d’un Profil sismique vertical est généralement plus grande que la résolution latérale en sismique de surface, (car Dg est supérieur à Ds) .La résolution latérale en PSV augmente lorsque la distance entre la sonde de puits et l’horizon sismique devient plus petite(fig5)

Fig. 4 investigation latérale pour un réflecteur plan horizontal Fig . 5 Investigation latérale réelle

Cette figure montre l’investigation latérale réelle pour differentes côtes de la sonde de réception .Pour un réflecteur H situé sous le géophone le plus profond, la zone éclairée s’écarte progressivement de la verticale.

PROFIL SISMIQUE VERTICAL A OFFSET NUL

Lorsque la source d’émission des ondes sismiques est légèrement écartée par rapport à la tête du puits à une distance qui ne dépasse pas une centaine mètres de la gueule du puits, il s’agit d’un Profil

sismique vertical à déport nul (zéro offset Vertical Seismic Profile (zéro offset VSP) (fig. 6).

Dans un PVS à offset zéro on admit les Hypothèses suivantes à savoir :

- Le sous-sol est formé de formations géologiques homogènes et isotropes.

- La distance entre la gueule du puits et la source sismique est faible

- Les réflecteurs sismiques sont supposés plans et horizontaux.

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- Le puits est présumé vertical.

- L’onde incidence atteint les réflecteurs sous une incidence normale.

- Il est pris en considération que les ondes de compression (ondes P).

Deux cas se présentent : le premier cas le puits est vertical, et le second cas le puits dévié.

PUITS VERTICAL - Le trajet de l’onde sismique entre la source d ‘émission des ondes sismiques et la sonde réceptrice est à-peu-près vertical.

- Les points miroirs des ondes réfléchies enregistrées par toutes les positions de la sonde de réception seront localisés sur la verticale du puits

- Les réflecteurs sismiques sont plans et horizontaux

- L’onde sismique transmise de la source sismique située en surface arrive aux réflecteurs sismiques sous un angle d’incidence faible (incidence normale) étant donné que le déport (offset) est faible d’où les trajets sont verticaux

Fig 6 PSV zéro offset

PUITS DEVIE

La source d’excitation des ondes sismiques doit prend des positions variables de telle façon à

garantir toujours le couple émetteur –récepteur sur la même verticale.fig 7

Fig. 7 PSV zéro offset Puits dévié

IMAGE SISMIQUE D’U PSV ZERO OFFSET

L’acquisition d’un PSV est exécutée du fond du puits vers la surface pour des raisons de commodité technique d’acquisition

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Le PSV contribue principalement à enregistrer et étudier l’ensemble du champ d’ondes sismiques en fonction de la profondeur du puits .Le document enregistré est un enregistrement à deux dimensions dont :

- Sur L’axe des Y est reporté le temps

- Sur L’axe des X est reportée la profondeur de la sonde de réception

Fig. 8 exemple modèle d’un type de film de PSV

PROFIL SISMIQUE AVEC OFFSET

Le profil sismique vertical avec offset (avec déport) est une méthode d’enregistrement dont l’offset est assez important par rapport à un PSV à offset zéro. Le PSV avec offset se distingue d’un PSV à offset zéro par :

-La source d’émission des ondes sismiques et le système de réception ne sont plus situés sur la même verticale. Cela signifie, qu’ils ne se trouvent plus sur la même perpendiculaire aux couches géologiques. -L’utilisation d’un grand offset constitue un moyen pour accroitre l’investigation latérale par rapport au PSV zéro offset. : Les points miroirs couvrent une bande d’extension latérale égale

à la demi-distance D/2 (fig. 5), puits-émetteur (vibrateur). - Étude d’anisotropie de vitesse à l’aide de la composante horizontale - Il fournit une image sur des événements situés sous le fond du puits. - Le PSO fournit des détails sur le plan de fluctuation et l’estimation ou caractérisation du réservoir. -La source d’émission des ondes sismiques est placée avec un offset qui varie de plusieurs centaines de mètres et peut atteindre plus d’un Kilomètre de la gueule du forage.

Le choix de l’offset dépend certes de l’objectif géologique des structures situées au voisinage du puits, toutefois il faut rester dans l’hypothèse des angles d’incidence inferieur à 30° afin de rester dans l’hypothèse des angles d’incidence normale (quasi vertical) sur les réflecteurs.

-Le PSO permet d’utiliser la sonde de réception à trois composantes dans le puits -L’imagerie finale après le traitement des données d’un PSO serait la représentation d’une mini section sismique en couverture simple proche du puits.

1

3

2

4

11

Fig. 9 Principe d’un PSV avec offset

Le PSO assure une investigation latérale plus importante qu’en PSV zéro offset. De plus, lorsque l’angle d’incidence est grand (supérieur à 30°), en plus des réflexions et des transmissions de l’onde sismique, une partie d’énergie sismique transversale se réfléchie et une autre partie de l’énergie sismique transversale est réfractée, il ya apparition alors du phénomène de conversion des ondes selon le

schéma de la fig.10.

- Une onde longitudinale P donne naissance à une onde P et une onde transversale SV. - Une onde SV engendre une onde SV et P

- Une onde transversale SH engendre une onde SH Le PSO permet alors d’enregistrer les ondes sismiques P et Sv, qu’on peut utiliser pour déterminer les vitesses de propagation des ondes et obtenir une représentation sismique latérale en ondes longitudinale P et transversale S.

a) b) c)

P P

P

P

P

Sv

Sv Sv

Sh Sh

Sh Sv

Sv

Fig. 10 : mode de conversion

Réflecteur V1, d1

V2, d2

Normale

)

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RAPPEL

IMAGE SISMIQUE D’UN PSV AVEC DEPORT

Premier exemple : image sismique fournie par un modèle géologique à une seule couche. (Fig.11). Pour simplifier le problème, on suppose que la couche géologique est homogène, isotrope et le réflecteur plan horizontal.

-Onde directe L’onde directe met un temps TER entre l’émetteur E et le récepteur R ayant pour expression.

TAC =

[ ]1/2

La distance CBA’= CBA est :

CBA= [ (2H – ]1/2 Distance à la quelle correspond le temps de propagation de l’onde sismique.

T CBA =

(2H – ] 1/2

La distance Xm , projection(abscisse) du point miroir projection de celui-ci sur la surface du sol et la

gueule du puits à pour expression :

Xm = ⁄ To= )/V

Fig 11 Principe d’obtention d’une image sismique (cas d’une seule couche)

A’

Lors du passage de l‘onde transversale S, les particules constituant la roche vibrent perpendiculairement à la direction de progression de l’onde sismique, engendrant un cisaillement du milieu de propagation. L’onde sismique S se compose généralement de deux types d’ondes, les ondes Sv et Sh .Tandis lors du passage de l’onde P, les particules composant la roche vibrent dans la direction de propagation de l’onde sismique, engendrant des zones de compression et de dilatation.

-Les ondes Sv (polarisées verticalement) : Lors de leur passage dans le matériau, le déplacement des particules de celui-ci est contenu dans le plan vertical du dispositif source- géophones. Il est orienté perpendiculairement au sens de propagation.

-Les ondes Sh (polarisées horizontalement) : Lors de leur passage dans le matériau, le déplacement des particules de celui-ci est perpendiculaire au plan vertical du dispositif source- géophones. Le déplacement est donc contenu dans le plan horizontal et orienté perpendiculairement au sens de propagation.

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Pour illustrer l’intérêt du PSO dans l’investigation latérale, prenons un exemple théorique simple dans lequel on suppose :

L’offset D (émetteur- gueule du forage) constant

Le réflecteur est plan et horizontal (fig.4) Il en découle des points sus mentionnés que l’investigation latérale dépend : -De la profondeur du réflecteur Des côtes occupées par la sonde de réception dans le puits IL en résulte du schéma que la zone éclairée (investigation latérale) sera définie par les abscisses suivantes : Xmini le point miroir minimal donné par la côte la plus profonde de la sonde.

Xmax le point miroir maximal donné par la côte la moins profonde de la sonde.

Xmini =

Xmax

L’investigation latérale est :

∆X = Xmax - Xmini =

-

= [

-

LE WALKAWAY

- la technique « Walkaway » (fig. 12a) appelée également ballade sismique ou encore PSV à offset

variable consiste à placer la source des ondes sismiques sur plusieurs positions correspondants à des

offsets croissants par rapport à la gueule du puits mais avec le même azimut .Lorsque l’on fait varier

l’angle azimutal tout autour de la gueule du puits, il s’agit d’un walkaway azimutal

Il est également possible de réaliser un Walkaway 3D qui représente un PSV à offset variable en 3D

dont la source d’émission des ondes sismiques est une nappe (maille)

Le traitement des données sismiques fournies par un walkaway sont représentées par deux mini

sections sismiques autour du puits : une section sismique en ondes de compression P et la seconde en

ondes de cisaillement S.

Le Walkaway est un outil performant qui en plus des applications que peut fournir un PSO, il fournit des

informations stratigraphiques des réservoirs, la détermination des pendages, la localisation des failles

etc.…

Fig. 12 Principe du Walkaway (a) Principe du Drill Bit (b)

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il existe d’autres versions de PSV qui sont utilisés pour résoudre des problèmes spécifiques qui sont :

- Le walkaround C’est une variété de PSV dont la source d’émission des ondes sismiques à offset constant est fixée tout autour du puits .Il est utilisé tout particulièrement dans la mise en évidence des fracturations naturelles tout autour du puits.

-Le Drill Bit C’est un type PSV (une variété de PSV inversé) dont la source se trouve placée dans le puits et

géophones sont placés en surface avec differentes offset de la gueule du puits .IL est utilisé pour les études des réservoirs. (fig12 b) La Sismique de puits à puits : C’est une sismique dont l’émission s’effectue dans un puits et la réception dans un autre puits. C’est une méthode de sismique réflexion employée pour obtenir des images sismiques de la subsurface entre deux puits .Elle est utilisée surtout dans le domaine minier et le génie civil.

BIBLIOGRAPHIE

-Mari J.L, Coppens F (2000) , sismique de puits, Edition Technip , France

-Cours on line de géophysique, (2001), Université de Lausanne

-BOB.A.HARDAGE (1985), vertical seismic profiling (volume 14) London

-Mari J.L., BOYER .S (1994), sismique et diagraphies, édition Technip, France

-G.Henry (1994), géophysique des bassins sédimentaires, édition Technip, France

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