Effet de la compaction mécanique et d’une saturation biphasique sur la dépendance en fréquence des vitesses des ondes élastiques dans les roches poreuses

Effect of mechanical compaction and biphasic saturation on the frequency dependence of elastic wave velocities in porous rock

• Auteur / Autrice : Chao Sun
• Direction : Jérôme Fortin, Shangxu Wang
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'environnement
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres en cotutelle avec China University of Petroleum
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École normale supérieure (Paris ; 1985-....). Laboratoire de géologie
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
• Jury : Président / Présidente : Yves M. Leroy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Fortin, Shangxu Wang, Yves M. Leroy, Jing Ba, Joël Sarout, Yves Guéguen, Genyang Tang, Mathilde Adelinet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jing Ba, Joël Sarout

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sciences de la Terre

Mots clés libres

Attenuation

Compaction

Saturation biphasique

Fréquence

Biphasic saturation

Frequency-Dependent

Compaction

Attenuation

Résumé

La dispersion et l'atténuation des vitesses élastiques dans les roches poreuses et saturées de fluide présentent un intérêt dans le cadre de l'exploration, de la production pétrolière ou du stockage de CO2. Deux appareils expérimentaux ayant la capacité de mesurer la dispersion et l'atténuation de la vitesse des ondes élastiques sont présentés dans la première partie. Dans une seconde partie, un modèle tridimensionnel a été présenté pour prédire la transition drainée/non. Dans une troisième partie, nous étudions expérimentalement l'influence de la micro-hétérogénéité sur le mécanisme de squirt-flow. Dans une quatrième étude, l'effet de la compaction mécanique sur la dispersion et l'atténuation sismiques a été étudié dans un grès poreux. Enfin, des séries d'expériences ont été menées pour étudier l'influence d'une saturation biphasique sur la dispersion et l'atténuation.

The dispersion and attenuation of the elastic velocities related to fluid-flow in porous rock are of interest in the context of oil-gas exploration, production or CO2 storage. Two stress-strain apparatus with the ability of capturing the seismic dispersion and attenuation were firstly introduced. Secondly, a three-dimensional model was proposed to predict the influence of the global-drainage flow. Thirdly, we investigate experimentally the influence of micro-heterogeneity on the global-drainage flow and squirt flow. Fourthly, the effect of mechanical compaction on the seismic dispersion and attenuation was investigated using a porous sandstone. Finally, series of experiments were conducted to investigate the influence of a biphasic saturation on the dispersion and attenuation.