Acquisition et traitement

Les travaux de cette thèse utilisent trois volumes sismiques 3D réels. Nous faisons ci-après une description des étapes généralement appliquées à ce type de données et qui peuvent avoir une inuence sur le signal, en caractérisation réservoir.

Le traitement

Le traitement sismique est conventionnellement ciblé sur l'interprétation structurale d'un réservoir. Si l'on souhaite extraire des informations stratigraphiques et lithologiques des données sismiques pour caractériser le réservoir, il est nécessaire d'appliquer un traite- ment qui conservera l'énergie des ondes à haute fréquence et les amplitudes relatives du si- gnal (ou amplitudes préservées). Il faut éviter de détruire les informations utiles contenues dans les variations relatives de l'amplitude sismique. Nous présentons ci-après certaines étapes du traitement qui peuvent aecter l'étude des amplitudes.

La correction d'amplitude Les ondes sismiques, en se propageant dans la terre, su- bissent des phénomènes d'atténuation. Ils sont de plusieurs types :

 l'atténuation géométrique (ou divergence sphérique) :

L'énergie sismique émise se répartit sur une surface d'onde croissante. Pour une source ponctuelle et un milieu homogène isotrope, la surface d'onde est une demi- sphère de rayon r et l'énergie décroît suivant 1

r.  l'atténuation inélastique (ou absorption) :

L'énergie n'est pas conservée pendant la propagation de l'onde. Les hautes fréquences sont préférentiellement absorbées par le milieu.

Dans la propagation des ondes sismiques, la dégradation de l'amplitude le long du trajet comprend ces deux composantes. Dans le traitement sismique, les méthodes simples pour corriger les eets de la divergence sphérique peuvent s'avérer inexactes dans des milieux complexes. De même, la compensation de l'absorption, utilisée de manière fréquente, n'est

2.2. Avant-propos sur les données sismiques 19 pas complètement satisfaisante. Pour corriger ces deux eets, on utilisera plutôt une cor- rection des amplitudes sismiques en fonction du temps et du déport. Pour cela, l'une des méthodes fréquemment utilisées fait appel aux prols sismiques verticaux, qui fournissent la trace sismique idéale à l'endroit du puits pour corréler avec les données sismiques (Camp- bell et al. 2005). Les méthodes utilisées peuvent avoir des eets importants sur la réponse AVO, comme par exemple des gradients d'amplitude majorés ou des diminutions de l'in- tercept comme le montre Cambois 2000. Pour éviter cela, la réponse AVO avant égalisation doit être modélisée pour servir de référence à la procédure.

Déconvolution La déconvolution est un ltre inverse utilisé pour récupérer les hautes fréquences, égaliser les amplitudes, récupérer une ondelette à phase nulle directement liée à la réectivité du sous-sol, ou encore pour tout autre processus aectant la forme d'onde. La déconvolution peut améliorer des données sismiques aectées par le ltrage qui se produit naturellement lors de la propagation dans les couches géologiques.

La principale contribution de l'ondelette qui est intégrée dans une trace sismique brute est généralement la source de la signature, mais il y a aussi des contributions de nombreuses autres parties du champ d'onde de la source au récepteur, telles que les structures super- cielles autour de la source et du récepteur, les fantômes de la source et du récepteur, la réponse du récepteur, la réponse du système d'enregistrement et les eets de l'atténuation le long de la trajectoire des rais. Idéalement, la déconvolution supprime l'eet de toutes ces contributions de la trace sismique avant interprétation.

L'atténuation des multiples L'atténuation des multiples joue un rôle majeur sur le bon fonctionnement de l'analyse AVA. Ce problème est particulièrement important pour les données sismiques marines. La superposition, dans une même fenêtre de temps, des signaux primaires et de multiples, va modier de manière générale la réponse sismique en terme d'amplitude, de phase, et de contenu fréquentiel.

Il existe de nombreuses méthodes pour atténuer les multiples (Yilmaz 2001), notamment l'utilisation d'un ltre de Radon parabolique sur les collections CMP puisque dans ce domaine les primaires s'aplatissent, mais les multiples restent hyperboliques.

Migration des données sismiques et séparation en substacks La migration avant sommation est souvent appliquée lorsque les couches observées ont des prols de vitesse complexes, ou lorsque les structures sont trop diciles à imager par une migration post- stack. La migration avant sommation en amplitudes préservées est basée sur l'une des nombreuses approximations de l'équation des ondes (tracé de rayons, one-way par exemple), et permet de récupérer quantitativement les réectivités en fonction de l'angle. L'utilisation de ce type de migration implique une description able de la propagation des ondes et fournit de meilleurs résultats concernant la localisation des évènements, la résolution du signal et la précision des attributs AVA.

Les données sismiques migrées sont ensuite séparées en angle stacks, c'est-à-dire que l'on cherche à obtenir une illumination angulaire constante au toit du réservoir (dans une plage d'angles donnée). La technique la plus courante fait appel à l'équation de Walden (Walden 1991), qui "transforme" les osets en angles :

sinΘ = q x

t2₀+_Vx22 RM S

VIN T

V_{RM S}2 (2.7)

avec Θ l'angle d'incidence à l'oset x ; t0 le temps d'arrivée à oset nul sur la surface considérée ; VRM Sla vitesse RMS jusqu'à la surface considérée ; VIN T la vitesse d'intervalle

juste au-dessus de la surface considérée.

Cette équation est basée sur des hypothèses de milieux 1D hétérogènes et de petits osets. En général, lorsque l'on regarde au niveau du puits les traces sismiques estimées avec cette technique et les traces synthétiques calculées à partir de la réectivités, on se rend compte que l'incertitude liée à la calibration est supérieure à celle des équations de Walden (B. Paternoster, communication personnelle, 19 mars 2009), ce qui la rend susamment able pour être utilisée en dépit de cette hypothèse 1D. Au niveau du réservoir, cela se traduit par des plages d'angles non constantes. Il est alors important de vérier que le modèle de vitesse utilisé permet de conserver une certaine stabilité des plages d'angles au toit du réservoir. On se reportera à Yin and Pillet 2006 pour une illustration de l'impact du modèle de vitesse sur l'estimation des angle stacks. Des travaux récents (Lecerf et al. 2009) explorent la possibilité d'estimer les plages d'angle en 3D.

L'anisotropie Le traitement conventionnel peut produire de fausses structures et ré- ponses en-dessous des régions anisotropes en raison de mauvaises corrections NMO. Ainsi, les eets d'anisotropie peuvent créer des pièges pour l'interprétation sur les sections sis- miques. Ces pièges peuvent prendre la forme de pseudo failles, anticlinaux, chenaux, ano- malies d'amplitude, et at spots (Chen and Castagna 2000). Pour exemple, ils montrent qu'en tentant de corriger cette anisotropie de 10% sur un milieu transverse isotrope de trois couches, il reste une pseudostructure avec un at spot. En eet, la correction est juste pour les traces proches osets mais les traces en osets lointains sont sur-corrigées. Il faut donc être particulièrement méants des structures évidentes sur les stacks lointains osets qui n'apparaissent pas sur les stacks proches osets.

La meilleure séquence de traitement pour la caractérisation réservoir devrait être celle qui optimise, simultanément la préservation de l'amplitude sismique et l'atténuation des signaux indésirables (multiples et réverbérations), produisant des attributs AVA similaires à ceux obtenus à partir de la modélisation sismique. Dans un souci d'augmenter le rapport signal/bruit, les données ont subi d'autres phases de traitements telles que ltre f-k et conversion zéro phase, que nous n'évoquerons pas.