Seismic image quality enhancement below under-compacted sediments and mobile shales, offshore Niger Delta

• Auteur / Autrice : Wasiu Olanrewaju Makinde
• Direction : Eric de Bazelaire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ondes sismiques

Diffusion (physique)

Rugosité

Schémas aux différences

Diapirs

Résumé

Ce travail est motivé par quelques problèmes rencontrés lors de l'imagerie des structures sous-jacentes aux argiles mobiles et aux sédiments sous-compactés dans le Delta du Niger. Cette région complexe est caractérisée par des fortes vibrations latérales de vitesse, des réflecteurs à pendages importants et des interfaces rugueuses entre les corps argileux et les sables environnants. Une modélisation détaillée des phénomènes physiques qui peuvent affecter la propagation des ondes sismiques dans un tel milieu a donc été effectuée. Dans un premier temps, la méthode de tracé de rayons a été adoptée pour étudier l'illumination des réflecteurs et des structures au voisinage d'un dôme d'argile dans un environnement offshore. Le fort contraste de vitesse entre les argiles mobiles et les sédiments environnants engendre des propagations d'ondes complexes et des ondes descendants subissent une réflexion totale en traversant la paroi interne du dôme. Dans un deuxième temps, on a appliqué le concept de caractère aléatoire pour décrire les interfaces rugueuses résultant des mouvements et de l'interaction des corps argileux sous-compactés avec les sédiments (sables) environnants. Des modèles à trois dimensions avec des interfaces rugueuses ayant des paramètres stastistiques bien contrôlés ont été alors réalisés pour différentes échelles de rugosité. La diffusion des ondes sismiques sur des interfaces rugueuses spatialement aléatoires a donc été étudiée en trois et deux dimensions en utilisant un schéma numérique aux différences finies dans le domaine de l'acoustique. . La réduction de la bande passante peut être comparée à des cas déjà publiés dans la littérature pour l'absortion et le filtrage de fréquences attribués aux couches minces. Le phénomène de la diffusion d'interface est présent à toutes les échelles dans la nature et doit être considéré lors de l'exploitation de l'information de l'amplitude et de la phase des signaux sismiques pour des processus d'inversion.

This research work is concerned with the problems encoutered in imaging below mobile shale bodies and under-compacted, overpressured sediments in offshore Niger Delta, West Africa. This complex geological setting is characterized by a strong lateral velocity variation, steeply dipping reflectors and highly rugous interface between the shale and sand bodies. Detailed modeling of the physical phenomenon that affects wave propagation in such a setting was carried out. Firstly, the forward propagation problem was studied with some adapted tools. Ray tracing mathod was applied to study the illumination of the sub-dome reflectors in the vicinity of the shale dome in a offshore setting. The highly contrasting velocities between the overpressured mobile shale and the adjacent sediments result in multipathing and the eventual shadowing of the dome. Secondly, the random character concept was used describe the interface resulting from the movement and interaction of the undercompacted shale mass with adjacent sediments. 3 D models having a rugous interface with well controlled statistical parameters were realized for difference rugousity scales. Seismic wavefield scattering from the randomly rough interface is then studied in 3 D by employing a finite-difference numerical operator in the acoustic domain. The frequency band limiting properties are comparable to cases reported in the literature for absorption and thin layer filtering. The interface scattering phenomenon occours on all scales in nature and should be critically considered when using amplitude and phase information of seismic signal for inversion purposes.