Simulation numérique 2D des sondes de résistivité électrique en forage

2d numerical modeling of electrical resistivity logging devices

• Auteur / Autrice : Frédérique Touron
• Direction : Pierre Rochette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences de l'environnement
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

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Pétrole

Diagraphies

Résumé

Combines aux mesures d'autres parametres physiques en forage ou aux releves sur carottes, les enregistrements de resistivite electrique en subsurface sont utilises pour situer et evaluer les formations geologiques (reservoirs d'hydrocarbures, sequences sedimentaires,). La resistivite electrique est mesuree a l'aide de sondes permettant d'obtenir un enregistrement en fonction de la profondeur (ou diagraphie) et est evaluee a travers le parametre resistivite electrique apparente. L'interpretation des donnees de diagraphies considere donc une mesure de resistivite non ponctuelle, de type scalaire et fortement affectee par la presence de fluide dans le forage. Principalement, la description isotrope de la formation est un frein a l'evaluation correcte des structures, souvent anisotropes, investies. La simulation numerique directe des sondes permet de palier a cet inconvenient en apprehendant les structures geologiques de maniere plus fine. La resistivite electrique est alors consideree comme une grandeur tensorielle. La simulation calcule numeriquement la reponse de la sonde confrontee aux conditions geologiques proposees, et aboutit au trace de diagraphies synthetiques. Dans cette etude, une analyse de sensibilite de la reponse de la sonde dual laterolog (dll) aux parametres de modeles theoriques simples ont permis d'evaluer son comportement face a certains phenomenes (invasion, detection d'un banc). Dans ce cadre, la simulation constitue une aide a l'interpretation et les etudes ne sont pas limitatives. Une analyse de lois d'homogeneisation a confirme l'equivalence entre la description d'un milieu de maniere discrete et une representation homogene anisotrope (a l'aide d'un tenseur de conductivite). Enfin, a l'aide de trois exemples de structures geologiques, nous avons aborde le probleme inverse en integrant a un processus iteratif la methode directe de simulation. A la suite d'une premiere estimation issue de l'ensemble des donnees disponibles, diagraphie simulee et mesures in situ sont comparees. Les parametres du modele sont ici corriges empiriquement et le modele est affine par simulations successives. Pour le modele de formation comportant plus d'un parametre, plusieurs lectures de sonde sont bien evidemment necessaires, mais l'obtention d'un modele final unique reste tres difficile du fait de la non-linearite des systemes de mesure. La resolution du probleme inverse passe donc necessairement par l'integration d'un algorithme mathematique assurant la correction automatique des parametres du modele par minimisation des ecarts entre mesure in situ et reponses simulees