Maxime Claprood. Institut national de la recherche scientifique, Centre ETE

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1 Intégration de données de sismique-réflexion par des méthodes géostatistiques Application pour la séquestration géologique du CO 2 dans les Basses-Terres du Saint-Laurent Maxime Claprood Institut national de la recherche scientifique, Centre ETE 81 ème Congrès de l ACFAS 5 ème colloque de la Chaire de recherche sur la séquestration géologique du CO 2 Jeudi 9 mai 2013, Université Laval, Québec

2 Merci aux partenaires : Merci aux co-auteurs et collaborateurs : E. Gloaguen, M. Malo, M. Le Ravalec, B. Giroux, L. Massé, A. Fornel. M. Duchesne, F. Badina, E. Konstantinovskaya, A. Achour,

3 Problématique : Intégrer de façon optimale les données géophysiques de différents supports (amplitude sismique, impédance acoustique, diagraphies de forage) pour compléter la caractérisation d un réservoir dans un contexte de séquestration géologique du CO 2.

4 Problématique : Intégrer de façon optimale les données géophysiques de différents supports (amplitude sismique, impédance acoustique, diagraphies de forage) pour compléter la caractérisation d un réservoir dans un contexte de séquestration géologique du CO 2. 2 cas précis au Québec : 1. Modélisation des horizons géologiques pour la construction d un modèle 3D (Bécancour); 2. Modélisation de la porosité en tous points d un réservoir (Saint-Flavien).

5 1 - Modélisation des horizons géologiques par krigeage avec dérive externe. Cas de Bécancour

6 Objectif : Évaluer la profondeur des unités géologiques des Basses-Terres du Saint-Laurent à Bécancour puits avec diagraphie sonique km de sismique 2D

7 a) Diagraphies en forage " Toits de formation identifiés en profondeur à 11 puits possédant la diagraphie sonique. Vp Densité IA RC GR Syn. " Les diagraphies aux puits sont la seule information disponible en profondeur, et qu il faut lier avec la sismique en temps.

8 b) Horizons sismiques en temps " Sismique acquise dans le domaine du temps TWT (ms)

9 b) Horizons sismiques en temps " 100 km de lignes sismiques traitées " Horizons pointés en temps TWT (ms)

10 b) Horizons sismiques en temps " Horizon du Groupe de Trenton en temps (450 ms à 1100 ms)

11 c) Krigeage avec Dérive Externe (KDE) " Données primaires : toits de formation identifiés aux puits. " Krigeage : estimer le profondeur des horizons à la position (x 0,y 0 ) en utilisant les valeurs mesurées aux 11 puits.

12 c) Krigeage avec Dérive Externe (KDE) " Respecte la profondeur des toits de formation aux puits. " Les horizons modélisés en temps sont utilisés pour représenter les variations à distance des puits (dérive externe).

13 c) Krigeage avec Dérive Externe (KDE) " Variable krigée est la profondeur d un horizon et respectera : " valeurs de la variable primaire aux puits ; " les variations spatiales identifiées par la dérive externe. Temps (ms) Z (m)

14 d) Modèle 3D en profondeur

15 d) Modèle 3D en profondeur

16 2 - Modélisation de la porosité par Simulations Gaussiennes Séquentielles (SGS) avec approche bayésienne. Cas de Saint-Flavien

17 Pourquoi des simulations stochastiques?

18 Pourquoi des simulations stochastiques? Valeur moyenne ou krigeage: ces méthodes génèrent une réponse lissée et ne permettent pas de bien représenter les zones de porosité extrême, intéressantes pour la séquestration géologique du CO 2.

19 Pourquoi des simulations stochastiques? Valeur moyenne ou krigeage: ces méthodes génèrent une réponse lissée et ne permettent pas de bien représenter les zones de porosité extrême, intéressantes pour la séquestration géologique du CO 2. Simulations stochastiques : représentations plus réalistes de la distribution de porosité, pouvant inclure les faciès géologiques identifiés dans le réservoir.

20 Données géophysiques disponibles à Saint-Flavien " Cube sismique 3D de 4.9 x 3.9 km 2 " Cube d impédance acoustique (IA) de 3.7 x 2.7 km 2 " 19 puits " 11 puits avec diagraphies d IA et de porosité dans la zone à modéliser.

21 Schéma de la modélisation de la porosité par SGS

22 Étape 1

23 Étape 1 " On lit la valeur d IA de la cellule n sur la grille sismique.

24 Étape 2

25 Étape 3 Impédance acoustique (IA = Vp x densité). Porosité 0% 5%

26 Étape 4

27 Étape 5 Distribution a posteriori est un compromis entre les résultats du krigeage et la vraisemblance Distribution à partir du krigeage de l étape 3 Vraisemblance calculée à l étape 4

28 Étape 6 " On recommence ensuite à l étape 1 pour la cellule suivante, et on fait le tour des cellules du modèle à Saint-Flavien.

29 Modèles de porosité du réservoir de Saint-Flavien Contrairement au krigeage (qui donne UN SEUL modèle moyen), on simule 250 modèles équiprobables exprimant la distribution de la porosité dans le réservoir. On présente les résultats (sous forme de sections verticales) obtenus sur 3 modèles

30 Modèles de porosité du réservoir de Saint-Flavien

31 Modèles de porosité du réservoir de Saint-Flavien " On évalue la connectivité des volumes poreux (Phi > 1.0%). " Les «pochettes» poreuses plus grandes que m 3 sont présentées, le total étant le volume poreux efficace. A B C

32 Modèles de porosité du réservoir de Saint-Flavien Modèle Volume poreux efficace ( Ve, x10 6 m 3 ) Volume poreux total ( Vt, x10 6 m 3 ) Coefficient d efficacité ( E = Ve / Vt ) Potentiel de séquestration de CO 2 ( G CO2, Mt ) A B C

33 Conclusions

34 Conclusions " Modèle géologique par krigeage avec dérive externe " Permet de modéliser les horizons géologiques en utilisant les toits de formation identifiés sur les diagraphies, et en y intégrant les pointés sismiques pour représenter de façon plus réaliste les variations spatiales des horizons entre les puits.

35 Conclusions " Modèle géologique par krigeage avec dérive externe " Permet de modéliser les horizons géologiques en utilisant les toits de formation identifiés sur les diagraphies, et en y intégrant les pointés sismiques pour représenter de façon plus réaliste les variations spatiales des horizons entre les puits. " Modélisation de la porosité par simulations gaussiennes séquentielles " Tient compte de toutes les données géophysiques initiales (diagraphies, amplitude sismique, IA sismique). " Utilise les relations entre les propriétés pétrophysiques pour contraindre les modélisations. " Les données sismiques (amplitude et impédance acoustique) sont utilisées pour guider les simulations de porosité. " Liste de modèles équiprobables de porosité avec l incertitude associée.

36 Étape 3 " Les variogrammes indiquent les relations spatiales de la porosité.