(bernard.giroux@ete.inrs.ca) Institut national de la recherche scientifique

(1)

Objectifs Les ondes sismiques Analyse spectrale Acquisition des données Corrections dynamiques Migration AVO Anisotropie Profilage sismique vertical Tomographie entre trous Bibliographie partielle

M ÉTHODES SISMIQUES

Introduction

Bernard Giroux

(bernard.giroux@ete.inrs.ca) Institut national de la recherche scientifique

Centre Eau Terre Environnement

Version 1.0.2

Automne 2011

(2)

Objectifs

Ce cours vise à développer des compétences en traitement et interprétation des données de sismique réflexion.

Les thèmes suivants seront traités :

Principes fondamentaux de la propagation des ondes sismiques

Principes de base de traitement du signal sismique : Analyse spectrale ;

Filtrage ; Déconvolution.

Sismique réflexion :

Acquisition des données terrestre et marines, corrections statiques ;

Traitement des données : analyse de vitesse, NMO, DMO, migration ;

Interprétation quantitative et AVO ; Applications.

Méthodes en forage :

Profilage sismique vertical ;

Tomographie entre trous de forages.

(3)

Objectifs

Exemple d’une ligne traitée par différentes compagnies 1/3

+&".+" #,

0#0&# %#' +/)00 : 0#9 #/'4 )'4/4)/0. ,4 )6/40: /#4#0! 4/)%6& 7%)+&'4 4.1 /%00 9+%)/4#)' 4.1 %: 4/)%6& %.1 )% 4/)%6& %.1 /&#/ )'0)%#4 #%%0 %.1 ' /#'4/)% #%

)/+)/4#)' 4.-

(4)

Objectifs

Exemple d’une ligne traitée par différentes compagnies 2/3

+&".+" #,

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)/+)/4#)' 4.-

(5)

Objectifs

Exemple d’une ligne traitée par différentes compagnies 3/3

+&".+" #,

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(6)

Les ondes sismiques

ρ ∂ ² u

∂t ² = ( λ + µ )∇ _∆ + µ ∇ ² u

(7)

Analyse spectrale & traitement de signal

0 50 100 150 200 250

−300

−200

−100 0 100 200 300 400

Temps [ns]

Amplitude

signal phase non nulle phase nulle

(8)

Analyse spectrale & traitement de signal

Élimination du ground-roll

(a) avant filtre f –k (b) après filtre f –k

(9)

Déconvolution

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00 Temps (s)

0 200 400 600 800 1000

Distance (m)

Ondellette de 15 Hz

(10)

Déconvolution

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00 Temps (s)

0 200 400 600 800 1000

Distance (m)

Ondellette de 40 Hz

(11)

Déconvolution

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00 Temps (s)

0 200 400 600 800 1000

Distance (m)

Modele de reflectivite

(12)

Déconvolution

−1.0

−0.5 0.0 0.5 1.0

w(t)

−1.0

−0.5 0.0 0.5 1.0

e(t)

−1.0

−0.5 0.0 0.5 1.0

x(t)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Temps [s]

x ( t ) = w ( t ) ∗ e ( t ) [+ n ( t )]

(13)

Déconvolution

−1.0

−0.5 0.0 0.5 1.0

w(t)

−1.0

−0.5 0.0 0.5 1.0

e(t)

−1.0

−0.5 0.0 0.5 1.0

x(t)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Temps [s]

Après transformation

zero phase

(14)

Déconvolution

Avant Après

(15)

Acquisition des données

(16)

Acquisition des données

O S M G

S1 M G1 G2 G3 G4 S4 S3 S2

Point milieu g

y

s h

Depth point

(17)

Acquisition des données

Rapport S/B amélioré sur la trace sommée

S/B augmente de n ^1/2 , où n est le nombre de trace et n >> _1.

0.0

0.5

1.0

Temps

0 5 10 15 20 25

No de trace

Traces du PMC

Σ des traces du PMC

(18)

Corrections statiques

(19)

Objectifs Les ondes sismiques Analyse spectrale Acquisition des données Corrections dynamiques

Migration AVO Anisotropie Profilage sismique vertical Tomographie entre trous Bibliographie partielle

Correction NMO

Réflecteur Surface

D

S M G

x

t ² = t ² ₀ + ^x

2 v ²

(20)

Analyse de vitesse

Collection PMC Spectre de vitesse Corrigé

(21)

Correction DMO

Source trace Récepteur

point milie

u

trace zer o-o ffset trace

migré e

NMO DMO migration

L’idée de la correction DMO est de replacer l’événement à

la position déport nul (zero-offset).

(22)

Migration

La migration replace les réflecteurs à leurs positions vraies

et focalise les hyperboles de diffraction ;

(23)

AVO

θ

₁

δ

₁

θ'

₁

A

₀

A

₁

B

₁

x

₃

x

₁

θ

₂

δ

₂

A

₂

B

₂

ρ

₂

, λ

₂

, μ

₂

, α

₂

, β

₂

ρ

₁

, λ

₁

, μ

₁

, α

₁

, β

₁

onde S onde P

(24)

AVO

Trait pointillé : trajectoire du forage Code de couleur :

rouge : valeur élevée

vert : valeur faible Intercepte :

vert : grès

orange pâle : lits

de shale

(25)

Anisotropie

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

Depth

0.0 2.5 5.0

Distance

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

Depth

0.0 2.5 5.0

Distance

Wavefront Arc of circle

(26)

Profilage sismique vertical

(27)

Profilage sismique vertical

Géophone

Tir Profondeur

Tem p s

Ond es as cend antes Ondes descend antes G 1

G 3

G 2

G 6

G 3

G 2 G 6

(28)

Tomographie

Trou 1 Émetteur

Trou 2 Récepteur

(29)

Bibliographie partielle

Aki, K. and Richards, P. G. (2002). Quantitative Seismology.

University Science Books, Sausalito, CA, 2 ^nd edition Avseth, P., Mukerji, T., and Mavko, G. (2005). Quantitative Seismic Interpretation : Applying Rock Physics Tools to Reduce Interpretation Risk. Cambridge University Press

Carcione, J. M. (2007). Wave Fields in Real Media : Wave Propagation in Anisotropic, Anelastic, Porous and

Electromagnetic Media, volume 38 of Handbook of Geophysical

Exploration : Seismic Exploration. Elsevier, 2 ^nd edition

Cervený, V. (2005). ˇ Seismic Ray Theory. Cambridge

University Press

(30)

Bibliographie partielle

Dahlen, F. A. and Tromp, J. (1998). Theoretical Global Seismology. Princeton University Press

Mavko, G., Mukerji, T., and Dvorkin, J. (2009). The Rock Physics Handbook. Cambridge University Press, 2 edition Lay, T. and Wallace, T. C. (1995). Modern Global Seismology, volume 58 of International Geophysics Series. Academic Press, San Diego

(bernard.giroux@ete.inrs.ca) Institut national de la recherche scientifique

M ÉTHODES SISMIQUES

Introduction

Bernard Giroux

(bernard.giroux@ete.inrs.ca) Institut national de la recherche scientifique

Centre Eau Terre Environnement

Version 1.0.2

Automne 2011

Objectifs

Ce cours vise à développer des compétences en traitement et interprétation des données de sismique réflexion.

Les thèmes suivants seront traités :

Principes fondamentaux de la propagation des ondes sismiques

Principes de base de traitement du signal sismique : Analyse spectrale ;

Filtrage ; Déconvolution.

Sismique réflexion :

Acquisition des données terrestre et marines, corrections statiques ;

Traitement des données : analyse de vitesse, NMO, DMO, migration ;

Interprétation quantitative et AVO ; Applications.

Méthodes en forage :

Profilage sismique vertical ;

Tomographie entre trous de forages.

Objectifs

Exemple d’une ligne traitée par différentes compagnies 1/3

Objectifs

Exemple d’une ligne traitée par différentes compagnies 2/3

Objectifs

Exemple d’une ligne traitée par différentes compagnies 3/3

Les ondes sismiques

ρ ∂ 2 u

∂t 2 = ( λ + µ )∇ ∆ + µ ∇ 2 u

Analyse spectrale & traitement de signal

Temps [ns]

Amplitude

Analyse spectrale & traitement de signal

Élimination du ground-roll

(a) avant filtre f –k (b) après filtre f –k

Déconvolution

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

Temps (s)

0 200 400 600 800 1000

Distance (m)

Ondellette de 15 Hz

Déconvolution

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

Temps (s)

0 200 400 600 800 1000

Distance (m)

Ondellette de 40 Hz

Déconvolution

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

Temps (s)

0 200 400 600 800 1000

Distance (m)

Modele de reflectivite

Déconvolution

w(t)

e(t)

x(t)

Temps [s]

x ( t ) = w ( t ) ∗ e ( t ) [+ n ( t )]

Déconvolution

w(t)

e(t)

x(t)

Temps [s]

Après transformation

zero phase

Déconvolution

ρ ∂ ² u

∂t ² = ( λ + µ )∇ _∆ + µ ∇ ² u

S/B augmente de n ^1/2 , où n est le nombre de trace et n >> _1.

t ² = t ² ₀ + ^x

v ²