Une méthode de calcul avancée pour le traitement des données sismiques développée par les chercheurs de KAUST permet d'imager la structure détaillée des réservoirs de pétrole profonds à une résolution sans précédent, ouvrant de nouvelles possibilités dans la recherche de plus en plus exigeante de nouvelles réserves.

L'exploration pétrolière est à la fois mystérieuse et techniquement difficile. Les réserves se trouvent souvent à des kilomètres sous terre, avec peu d'indices à la surface quant à ce qui se trouve en dessous. L'étude sismique est une technique importante utilisée dans l'exploration pétrolière pour observer les structures géologiques cachées qui retiennent potentiellement le pétrole et le gaz piégés. Cela implique de pomper de puissantes ondes de choc dans le sol et d'enregistrer les faibles vibrations sonores qui reviennent à la surface.

Les relevés sismiques sont utilisés comme première passe pour identifier les structures prometteuses, qui sont ensuite forés pour confirmer une attaque pétrolière. Forage, cependant, reste extraordinairement cher - parfois des dizaines de millions de dollars par trou - et donc l'industrie de l'exploration pétrolière s'appuie fortement sur des études sismiques relativement peu coûteuses.

Les vibrations enregistrées dans une étude sismique contiennent une quantité surprenante d'informations. L'onde de choc sortante, générée par une petite détonation ou une lourde plaque vibrante, rebondit sur les frontières entre différents types de roches et se déplace à différentes vitesses à travers les différentes couches rocheuses. Cela produit une séquence complexe de vibrations à la surface qui peut révéler des structures géologiques de base. Analyse plus poussée de l'amplitude et de la phase de la forme d'onde enregistrée, connu sous le nom d'inversion de forme d'onde complète, fournit un autre niveau de détail structurel pour faciliter l'exploration.

Avec une grande partie des réserves de pétrole facilement détectables de la Terre déjà exploitées, et des coûts d'exploration croissants, la recherche de pétrole est de plus en plus difficile.

L'équipe de Tariq Alkhalifah et du doctorant Zhen-dong Zhang à KAUST a maintenant réalisé une avancée majeure dans le traitement des données sismiques qui a le potentiel de redéfinir le processus.

« Les méthodes classiques de caractérisation des réservoirs reposent principalement sur l'inversion sismique unidimensionnelle, " dit Alkhalifah. " De telles méthodes sont stables mais reposent sur des hypothèses de propriétés géologiques et dépendent de la précision du processus d'imagerie sismique. Notre méthode, en utilisant l'inversion de forme d'onde complète, intègre des informations supplémentaires plus élaborées pour mieux contraindre les résultats."

S'appuyant sur l'inversion complète de la forme d'onde, l'équipe a ajouté la capacité d'incorporer dans l'inversion de nombreux paramètres de la structure souterraine en fonction des connaissances et de l'expérience géologiques ou des données de forage.

"L'idée clé est une description physique plus complexe de la région du réservoir avec une paramétrisation [paramètres supplémentaires inclus] liés au contenu en fluide et à la direction et à la densité de la fracture, " dit Alkhalifa.

Avec les bonnes informations complémentaires, la nouvelle méthode d'inversion est capable d'une résolution structurelle sans précédent, résolution d'informations critiques telles que la densité et l'orientation des fractures, informations utiles pour les décisions de forage et les placements de puits horizontaux.

"Bien que notre méthode soit lourde en calcul et impose des exigences de qualité plus élevées sur les données sismiques, il y a beaucoup d'intérêt pour ce sujet très brûlant au sein des communautés d'exploration et de production pétrolières, " dit Zhang. "Avec le rythme des progrès de la puissance de calcul, nous sommes bien placés pour bénéficier de la vague d'intérêt attendue pour les méthodes qui peuvent fournir des descriptions plus précises, en particulier pour les réservoirs fracturés.