Brevet FR2765344A1 — publié le 19981231

Méthode d'élaboration d'un bloc composite à partir de blocs d'enregistrements sismiques La présente invention concerne une méthode d'élaboration d'un bloc composite à partir de blocs sismiques, obtenus au moyen de données sismiques enregistrées sous forme de traces suivant des directions d'acquisition différentes. Lorsqu'on est en présence d'une tectonique complexe, par opposition à la tectonique calme dans laquelle les horizons ou réflecteurs du sous-sol à explorer sont des couches tabulaires, faiblement déformées, les méthodes traditionnelles ne sont pas toujours suffisantes et précises, surtout lorsque les événements détectés sont des failles, des ruptures ou des dômes de sel par exemple. En effet, l'imagerie sismique du sous-sol est fortement perturbée par des effets d'optique, bien connus des spécialistes, qui sont induits par la présence desdites failles et/ou d'intrusions salifères, argileuses ou autres, Ces effets d'optique occultent parfois certaines parties du sous-sol qui sont alors peu et même parfois pas du tout visibles sur l'image sismique. Les conséquences de ces effets d'optique sur ladite image peuvent varier fortement en fonction de la disposition géographique du dispositif d'émission et d'enregistrement sismique utilisé. En acquisition sismique marine 3D, la disposition est essentiellement caractérisée par l'azimut d'acquisition. Lorsque la morphologie du sous-sol est partiellement connue avant acquisition, il est parfois possible de choisir une direction privilégiée d'acquisition qui donne une image sismique suffisamment complète. Malheureusement quand ladite morphologie est peu connue ou que les effets d'optique occultants sont nombreux et variés, il n'existe pas de direction unique d'acquisition qui permette d'obtenir une image suffisamment complète. L'image sismique peut se présenter sous la forme d'un bloc sismique migré temps ou profondeur dans lequel l'interprétateur repère et interprète des événements sismiques apparaissant dans ledit bloc sismique. En sismique réflexion, un événement sismique est essentiellement caractérisé par un extremum d'amplitude du signal sismique présentant une bonne continuité spatiale entre traces voisines, Pour distinguer, de façon automatique, les zones qui présentent des événements de celles qui n'en présentent pas, un moyen parmi d'autres consiste à mesurer la cohérence spatiale de la sismique à l'aide, par exemple, d'une technique de corrélation intertraces. Les diverses méthodes et formules de calcul de cohérence, bien connues des spécialistes, ne seront ni données, ni explicitées. La présente invention a pour but de proposer une méthode pour l'obtention d'une image ou représentation sismique qui soit plus complète et plus prédictive pour l'interprétateur, cette méthode concernant plus particulièrement l'élaboration d'un bloc composite d'un attribut sismique prédéterminé. La méthode selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle consiste à - réaliser des blocs sismiques primaires indépendants, chaque bloc sismique étant construit à partir de données sismiques enregistrées suivant une direction d'acquisition prédéterminée, de manière à obtenir n blocs sismiques primaires {As(x, y, z)} avec i variant de 1 à n, n étant supérieur ou égal à 2, - calculer pour chaque point de chaque bloc primaire Ai la valeur d'un critère de qualité représentatif de la qualité locale de l'attribut sismique, de manière à obtenir n blocs de critère de qualité (Qi(x, y z)) avec i variant de 1 à n, chaque bloc de critère de qualité Qi étant associé au bloc primaire Ai, - construire un bloc sismique composite C(x, y, z) dont chaque échantillon est calculé comme une combinaison des valeurs des échantillons correspondants des blocs A;(x, y, z) pondérées par leurs qualités relatives Qj(x, y, z). Un avantage de la présente invention réside dans le fait qu'elle permet d'obtenir de façon sûre un bloc composite de données sismiques dans lequel les effets occultants induits par l'azimut d'acquisition sont fortement atténués. L'information sismique contenue dans ce bloc composite est plus complète que celle obtenue dans l'un quelconque des blocs initiaux. Ce bloc composite permet donc une interprétation plus précise et plus complète de la géologie du sous-sol. Il est à noter que la nature des données sismiques dans les blocs sismiques (Aj) peut être quelconque. L'attribut peut être constitué par l'amplitude sismique classique, migrée temps ou profondeur, mais aussi par tout attribut sismique dérivé ou par toute transformée du signal sismique. De plus, le procédé selon l'invention permet de construire, par exemple, deux types d'informations utiles à l'interprétation du bloc composite - un bloc d'indice I(x, y, z) qui donne, pour chaque point (x, y, z), l'indice Ij du bloc sismique (A1) qui présente, en ce point, la meilleure qualité (Qi), - un bloc d'attribut D(x, y, z), dénommé ici "bloc directivité", qui donne pour chaque point (x, y, z), les variations relatives des attributs de qualité Qj(x, y, z) des différents blocs A(x, y, z) pour une valeur de l'indice I comprise entre 1 et le nombre n de blocs primaires Plus les valeurs de qualité en un point (x, y, z) différent, plus la directivité D(x, y, z) est forte inversement, plus les valeurs de qualité en un point sont homogènes et plus la directivité D est faible. Pour aider à l'interprétation, ces deux blocs d'indice I et de directivité D peuvent être visualisés sur un écran ou sur un support quelconque en associant une teinte de couleur à chaque indice de bloc et en construisant une image couleur dans laquelle les pixels représentant un point (x, y, z) sont coloriés avec la teinte associée à l'indice I(x, y z) et présentent une saturation en cette teinte d'autant plus forte que la valeur de directivité D(x, y, z) est élevée. Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que dans les blocs composites, on voit apparaître des parties homogènes. De plus, dans un même faciès, le bloc composite selon l'invention permet de mettre en évidence des sous-faciès et des accidents tectoniques sont décelables. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels Les figures 1 et 2 représentent des images sismiques des sections verticales d'un même plan du sous-sol et extraites respectivement de blocs sismiques migrés temps construits avec des données sismiques acquises suivant deux directions d'acquisition perpendiculaires. Les figures 3 à 6 sont des coupes à temps constant de quatre blocs sismiques primaires migrés temps construits avec des données sismiques acquises suivant quatre directions d'acquisition disposées à 45" les unes des autres. Les figures 7 à 10 sont des images représentant, pour chaque coupe à temps constant des figures 3 à 6, l'attribut de corrélation entre traces voisines et qui est utilisé comme critère de qualité locale. La figure il est une coupe au même temps du bloc composite obtenu selon la présente invention. La figure 12 est une représentation des directivités préférentielles selon chacune des directions d'acquisition. En exploration sismique réflexion d'un milieu, il est utilisé un dispositif d'émission et de réception constitué généralement par une ou plusieurs sources d'émission qui émettent des ondes dans le milieu et par un certain nombre de récepteurs qui reçoivent et enregistrent, en fonction du temps, les ondes réfléchies par les divers réflecteurs ou horizons du milieu. Le positionnement du dispositif, à la surface du milieu, dépend du type de couverture qu'on souhaite réaliser. En sismique marine par exemple, on utilise un bateau qui comprend généralement une source d'émission qui est soit sur le bateau soit sur un support qui est remorqué par le bateau en même temps que des flûtes sismiques ("streamers" en anglais) sur lesquelles sont montés les récepteurs-enregistreurs. Le bateau se déplace généralement selon une direction azimutale prédéterminée en couvrant la surface à explorer par des lignes parallèles le long desquelles lesdits rècepteurs-enregistreurs sont alignés. Selon la présente invention et dans l'exemple de la sismique marine, bien qu'elle puisse être mise en oeuvre en sismique terrestre, il est préférable de mettre en oeuvre la technique d'enregistrement dite 4X2D ou 4X3D telle que décrite dans la demande FR-A-2 729 766. Dans la demande précitée qui est intégrée ici tant pour ce qui concerne la technique d'acquisition que pour le traitement des données notamment pour le calcul des vitesses de tranche et/ou pour l'élaboration du parapluie de sommation, il est décrit une méthode dans laquelle les directions d'acquisition des données sont à 45" l'une de l'autre, c'est-à-dire suivant des directions XX, XY, YY, YX. La figure l est une section verticale ou image sismique d'un plan du sous-sol, ladite image sismique étant issue d'un bloc sismique migré temps construit à partir de données sismiques acquises selon un premier azimut ou direction d'acquisition XX de 00. La figure 2 est également une section verticale ou image sismique du même plan du sous-sol de la figure l, cette image sismique étant issue d'un bloc sismique migré temps construit à partir de données sismiques acquises selon un deuxième azimut ou direction d'acquisition YY de 90 , donc perpendiculaire au premier azimut. Lorsqu'on compare les figures 1 et 2, on note des différences importantes entre les deux images sismiques représentées dans les rectangles R1 et R et essentiellement dues aux effets occultants d'une intrusion salifere. Ces effets occultants ont des conséquences beaucoup plus importantes dans le bloc YY (rectangle R2) que dans le bloc XX (rectangle R1). On notera que les horizons dans le rectangle R1 sont plus marqués que dans le rectangle R2. Les figures 3 à 6 représentent quatre sections à temps constant (t = 2748 ms) et issues de quatre blocs sismiques primaires et migrés temps A1(x, y, z) à A4(x, y, z) obtenus selon quatre directions d'acquisition disposées à 45" les unes des autres et référencées XX, XY, YY et YX. Les quatre sections représentent le même plan horizontal du sous-sol. Dans une autre étape, on calcule pour chaque point (x, y, z) de chaque bloc Al à A4 la corrélation locale entre traces voisines. Cette corrélation estime localement la cohérence spatiale de l'information sismique qui constitue l'exemple de critère de qualité choisi présentement. On réalise de ce fait quatre blocs de critère de qualité Ql(x, y, z), Q2(x, y, z), Q3(x, y, z) et Q4(x, y, z). Les figures 7 à 10 sont des images représentant pour chaque coupe à temps constant des figures 3 à 6. le coefficient de corrélation entre traces voisines et qui a été choisi comme critère de qualité. Lorsqu'on compare les images des figures 7 à 10 entre elles, on peut noter des différences très sensibles. Sur l'image de la figure 3, la partie droite est fortement perturbée ce qui se traduit par un coefficient de corrélation relativement faible pour cette même zone de la figure 7. Un résultat analogue est décelé sur les figures 5 et 10 mais dans la partie gauche et basse. Les figures 4 et 6 montrent que certaines parties sont perturbées en raison par exemple d'un rapport signal/bruit plus défavorable. Dans une autre étape, on réalise un bloc composite C(x, y, z) dont chaque échantillon e(x, y, z) est calculé comme une combinaison des valeurs es(x, y, z) des blocs A1(x, y, z) pondérées par leurs qualités relatives Qi(x, Y, z), tout en gardant à l'esprit que la règle de combinaison peut varier. Dans l'exemple choisi, le bloc composite C(x, y, z) est construit en sélectionnant un point quelconque M de coordonnées (x, y, z), puis on recherche dans l'ensemble des blocs Qi le bloc qui présente, pour le point de mêmes coordonnées, le meilleur critère de qualité qui, dans l'exemple de la présente invention, correspond à la plus forte valeur. On affecte ensuite au point M l'amplitude du point lui correspondant dans le bloc primaire Ai qui est associé au bloc Qi sélectionné comme ayant le meilleur critère de qualité. On recommence les étapes précédentes pour tous les points du bloc composite pour lesquels on a une information sismique. La figure 1 1 représente la coupe à temps constant extraite du bloc composite C(x, y, z) pour le temps t = 2748 ms. On peut également réaliser un bloc d'indice de qualité I(x, y, z) en affectant à chaque point d'un bloc vierge l'indice du bloc primaire As correspondant à la meilleure valeur du critère de qualité Qi pour le point considéré. La présente invention a également pour objet la construction d'un bloc de directivité D(x, y, z) dans lequel D(x, y, z) est calculée en chaque point par la formule (I-Q/Qmax) oii Qmax est la valeur maximum des Qi(x, y, z), i variant de 1 à n, et Q la moyenne des (n-l) autres valeurs Qi(x, y, z). Plus les valeurs de qualité Qi(x, y, z) sont proches pour les quatre blocs Q1(x, y, z) et plus la directivité D(x, y, z) est faible. Selon une autre variante du procédé, il est possible de visualiser les informations des blocs XX, XY, YX et YY avec des couleurs différentes, la couleur associée à un point indiquant quel bloc présente, en ce point, la meilleure corrélation. La saturation en couleur est d'autant plus forte que la directivité D(x, y, z) en ce point est forte. Un point de couleur très pastel ou même blanche, indique une directivité très faible. Sur la figure 12, on a représenté schématiquement les zones de directivité préférentielle selon chacune des quatre directions d'acquisition XX, XY, YY et YX au lieu de les représenter avec des couleurs différentes. La zone qui, en couleur, serait pastel ou même blanche est représentée sur la figure 12 avec des pointillés très denses, ces derniers indiquant que la zone correspondante est de faible directivité. REVENDICATIONS 1. Méthode d'élaboration d'un bloc composite d'un attribut sismique prédéterminé, caractérisée en ce qu'elle consiste à - réaliser des blocs sismiques primaires indépendants, chaque bloc sismique étant construit à partir de données sismiques enregistrées suivant une direction d'acquisition prédéterminée, de manière à obtenir n blocs sismiques primaires (Ai(x, y, z)} avec i variant de 1 à n, n étant supérieur ou égal à 2, - calculer pour chaque point de chaque bloc primaire As la valeur d'un critère de qualité représentatif de la qualité locale de l'attribut sismique, de manière à obtenir n blocs de critère de qualité (Qi(x, y, z)) avec i variant de 1 à n, chaque bloc de critère de qualité Qj étant associé au bloc primaire Aj, 1s - construire un bloc sismique composite C(x, y, z) dont chaque échantillon est calculé comme une combinaison des valeurs des échantillons correspondants des blocs A1(x, y, z) pondérés par leurs qualités relatives Qj(x, y, z). 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les données sismiques sont enregistrées suivant quatre directions d'acquisition disposées à 45" l'une de l'autre. 3. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'attribut sismique est l'amplitude. 4. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le critère de qualité est la cohérence. 5. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle consiste en outre à construire un bloc d'indice I(x, y, z) en affectant à chaque point d'un bloc vierge l'indice du bloc primaire Aj correspondant à la valeur du critère de qualité Qj pour le point considéré. 6. Méthode selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle consiste en outre à construire un bloc de directivité D(x, y, z) dans lequel la directivité D(x, y, z) est calculée en chaque point par la formule (1-Q/Qmax) où Qmax est la valeur maximum des Qj(x, y, z), i variant de 1 à n, et Q la moyenne des (n-l) autres valeurs Q(x, y, z). 7. Méthode selon la revendication 6, caractérisée en ce que les directivités sont visualisées sur un support avec un code de couleurs, la saturation en couleur en un point étant d'autant plus forte que la directivité est forte audit point. 8. Méthode selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les blocs primaires Aj sont des blocs migrés temps. 9. Méthode selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les blocs primaires Aj sont des blocs migrés profondeur.