L'extraction efficace du pétrole et du gaz de la croûte terrestre nécessite des images précises des structures rocheuses souterraines. Certains matériaux sont difficiles à capturer, les chercheurs de KAUST ont donc développé une méthode informatique pour modéliser de grandes accumulations de sel sous la surface, un matériau difficile à dériver avec précision des données d'imagerie sismique.

L'imagerie sismique consiste à envoyer des ondes sonores dans le sol, où ils se refléteront aux limites entre les structures rocheuses. Les scientifiques analysent les ondes sonores réfléchies pour déterminer les types et les formations de roches souterraines, et pour localiser les réservoirs de combustibles fossiles.

Cependant, dans certaines régions, comme le golfe du Mexique, le sous-sol est parsemé de corps salés, qui sont d'énormes accumulations de sel formées il y a des millions d'années au plus profond de la Terre. Le sel est une basse densité, substance flottante, ce qui signifie que les corps de sel s'élèvent progressivement à travers la croûte terrestre au fil du temps. Cela provoque des complexités liées au stress entre le sel et les couches rocheuses environnantes. Par ailleurs, la structure cristalline du sel signifie que les ondes sonores sont réfléchies au hasard, et il n'y a pas de basses fréquences utilisables retenues dans les données sismiques.

« Les données des zones salines sont actuellement analysées par des experts hautement qualifiés plutôt que modélisées par un ordinateur, " explique Mahesh Kalita, un doctorat KAUST étudiant dans le groupe de Tariq Alkhalifah. "Il s'agit d'un processus long et coûteux qui comporte un risque d'erreur humaine. Nous avons développé une méthode de calcul robuste pour interpréter les données sismiques des corps salins rapidement et avec plus de précision."

Les modèles existants utilisent une technique appelée inversion de forme d'onde complète (FWI) pour minimiser la disparité entre les données observées et modélisées. Cependant, le manque de basses fréquences dans les données d'ondes sonores des corps salins signifie qu'un FWI traditionnel échoue. Kalita et l'équipe ont développé un processus d'optimisation en deux parties pour affiner le FWI pour l'imagerie du corps salin.

"Pour la couche supérieure de sel, nous obtenons un signal suffisamment bon pour déterminer où commence le corps de sel, mais ensuite l'énergie des ondes sonores se disperse rapidement, " dit Kalita. "Notre technique prend les données initiales de cette couche supérieure et les 'étale' sur la zone la plus probable que le corps de sel englobe. Nous appelons cette technique « inondation ».

Le modèle résultant est ensuite testé avec les données observées pour vérifier que les structures rocheuses environnantes correspondent et pour s'assurer que le modèle n'a pas été "sur-inondé". Les premiers essais utilisant un ensemble de données des années 1990 du golfe du Mexique se sont révélés prometteurs, avec la nouvelle technique générant une représentation précise des corps salins locaux.

« Nous allons prochainement tester notre technique automatisée sur des des ensembles de données de haute qualité qui intègrent plus de détails en trois dimensions, " dit Kalita.