Analyse de vitesse par migration quantitative et introduction des ondes transmises

Quantitative migration for velocity analysis and introduction of transmitted waves

• Auteur / Autrice : Charles-Antoine Lameloise
• Direction : Hervé Chauris
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique et ressources des bassins sédimentaires
• Date : Soutenance le 18/12/2015
• Etablissement(s) : Paris, ENMP
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de géosciences (Fontainebleau, Seine et Marne)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Marthelot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hervé Chauris, William Symes, Gilles Lambaré, Jean Virieux, Thierry Tonellot
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : William Symes, Gilles Lambaré

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sous-sol (pédologie)

Ondes -- Propagation

Ondes sismiques

Imagerie sismique

Mots clés libres

Analyse de vitesse par migration

Macromodèle

Ondes transmises

Migration velocity analysis

Macromodel

Transmitted waves

Résumé

L'imagerie sismique de la Terre permet de retrouver la structure de sous-sol. Cette opération est classiquement décomposée en deux étapes : une première phase a pour objectif de déterminer la cinématique de propagation des ondes (modèle de vitesse de référence) ; la seconde phase vise à retrouver la position des interfaces dans le sous-sol. Si cette seconde phase est maintenant classique, la détermination du modèle de vitesse de référence reste un sujet d’actualité en imagerie sismique. Une technique pour estimer le modèle de référence sépare les données en sous-ensembles, par exemple en points de tir. Une image partielle du sous-sol est obtenue pour chaque point de tir. Si ces images sont cohérentes les unes avec les autres, alors le modèle de vitesse qui a servi à obtenir ces images est dit correct. Cette technique s'est avérée très utile, en particulier pour l'imagerie des zones complexes, car elle ne requière pas a priori d'identifier des événements. Cependant, la technique est intrinsèquement liée aux données réfléchies. Elle ne prend pas en compte les arrivées transmises, les réflexions multiples, les ondes de surface, … L'objectif de la thèse de doctorat est de prendre en compte à la fois les arrivées réfléchies et les arrivées transmises (ondes directes et plongeantes) pour l'analyse de vitesse. Pour cela, le formalisme de l'analyse de vitesse doit être revu pour prendre en compte des développements récents (modèle « étendu » défini en 2008). Si une telle approche s’avère possible, alors il ne serait plus nécessaire d'extraire les ondes réfléchies des données. Par ailleurs, les ondes réfléchies ont des trajets essentiellement verticaux. Les ondes transmises ont des trajets plutôt horizontaux. La prise en compte des deux types d'ondes permettrait donc de mieux contraindre le modèle de vitesse et alors de déterminer des paramètres d'anisotropie. Au cours de la thèse, il s'agira de modifier le formalisme actuel d'analyse de vitesse pour prendre en compte les ondes réfléchies et transmises. Des applications seront développées sur les données synthétiques et réelles pour démontrer l'apport de l'approche combinée. Enfin, une analyse fine devra être menée pour voir si les ondes réfractées (en opposition aux ondes plongeantes) peuvent également être prises en compte.

Seismic imaging aims at retrieving the Earth's structures. It is classically split into two steps: firstly, the objective is to retrieve the background velocity model containing the large-scale structures of the velocity model. Secondly, one needs to determine the reflectivity part with the positions of the interfaces. The first part still remains a difficult challenge. Migration Velocity Analysis consists of migrating subsets of the total input data set (e.g. single shots). If all associated images are consistent, then the model used for imaging is said to be correct. This is a very useful method, in particular for the imaging of complex structures, as it does not a prioiri require any picking nor event identification. However, it is intrinsically restricted to reflected data: it does not take into account transmitted waves, multiple reflections, surface waves, ... The objective of the Ph.D work is to simultaneously consider reflected and transmitted (direct and diving) waves in the context of Migration Velocity Analysis. For that, one needs to reconsider the basis for velocity analysis. Recent developments around the « extended model » should be considered. If feasible, then it would not be anymore needed to extract reflected energy from a shot gather. More importantly, the combined inversion would better constrain the model: reflected waves are mainly associated to vertical propagation, whereas transmitted waves recorded at large offsets are more associated to horizontal propagation. This could offer the possibility to better estimate anisotropy parameters.