Brevet FR2871897A1 — publié le 20051223

La présente invention concerne une méthode pour déformer géométriquement une image sismique afin d'éliminer l'effet des déformations subies par le sous-sol postérieurement à son dépôt. La méthode s'applique à l'interprétation de sections ou de cubes sismiques. Elle concerne la déformation géométrique d'une image sismique (section ou cube) afin de simplifier le travail de l'interprétateur sismique et de lui permettre un contrôle plus aisé de son interprétation. Les données manipulées sont les images sismiques en profondeur, cube ou section, ainsi que des surfaces caractéristiques (ou horizons) obtenues par pointé sur les images sismiques elles-mêmes. Sans transformation géométrique, ces images sismiques et ces surfaces correspondent à un état actuel du sous-sol et non pas à son état à l'époque géologique à laquelle se sont déposées ces surfaces. En effet, le sous-sol subit des déformations importantes au cours des temps géologiques qui font suite à son dépôt. La méthode consiste en premier lieu à calculer une estimation de la topographie à l'époque de la constitution de la couche sédimentaire en cours d'interprétation, à l'aide d'une procédure de modélisation stratigraphique. Puis à effectuer une transformation géométrique de l'image sismique et des horizons en cours d'analyse, afin de restituer ceux-ci dans un état proche de celui d'origine, à l'époque de leur formation. Cette méthode simplifie le travail de l'interprétateur en lui évitant d'avoir à prendre en compte l'effet des déformations géologiques subies par le sous-sol après son dépôt, lors de l'interprétation. Cette méthode peut s'appliquer avantageusement à l'interprétation des données sismiques pour la recherche et, notamment pour la caractérisation des gisements d'hydrocarbures. La transformation géométrique d'une image, par procédure informatique, est une opération qui ne pose actuellement plus de problèmes techniques. Néanmoins, c'est la caractérisation des paramètres de cette transformation géométrique qui reste dans certains cas une opération difficile. Dans le domaine de l'interprétation des images sismiques notamment, on relève deux 10 types de transformation mises à la disposition des utilisateurs: 1. "L'horizontalisation" des horizons: il s'agit d'effectuer une translation des traces sismiques constituant l'image sismique, parallèlement à leur axe, c'est-à-dire verticalement, afin de les repositionner de telle sorte que leur intersection avec une surface géologique repérée le long de celles-ci soit placée à l'horizontale. Cette procédure est explicitée sur la figure lb. Elle restitue l'image du sous-sol à l'époque de son dépôt, à condition que la topographie à cette époque soit rigoureusement horizontale. 2. La restauration. Il s'agit ici: - de découper manuellement l'image en morceaux, - d'effectuer des transformations géométriques de chaque morceau 20 individuellement, puis, - de reconstituer l'image totale par déplacement des morceaux, comme cela s'effectue lors de la reconstitution d'un puzzle (on peut citer le logiciel Baliss et EasyDepth de la Société Beicip-Franlab). Les paramètres de ces différentes opérations sont entièrement déterminés Par 25 l'utilisateur. En marge de ces techniques de déformation des images sismiques, on note l'émergence de la modélisation stratigraphique dont l'objectif est de mieux appréhender la structure géométrique (mais également sédimentologique) du sous-sol, ainsi que son évolution au cours des temps géologiques. Ces techniques peuvent être encore assez délicates à mettre en oeuvre, mais une évolution récente, décrite dans le document rR 03/11194, permet de calculer, de manière directe, une estimation de la topographie régionale à l'époque du dépôt d'une couche donnée de sédiment, à partir de la donnée de l'épaisseur de cette couche, qui peut être lue sur l'image sismique. La méthode décrite ici propose de déformer l'image sismique par translation des traces sismiques suivant leur axe, comme cela est réalisé dans le cas de "l'horizontalisation", mais de telle sorte que l'intersection des traces avec une surface géologique repérée le long de celles-ci soit placée sur une surface (dite "surface cible") représentant la topographie à l'époque de son dépôt, et non une surface parfaitement horizontale, comme c'est le cas pour "l'horizontalisation". Cette surface de dépôt (surface cible) est obtenue par une modélisation stratigraphique, comme celle par exemple basée sur un principe de type "diffusion stationnaire", et explicitée dans le document FR 03/11194. Ainsi, la présente invention concerne une méthode de déformation géométrique d'une image sismique pour interprétation, dans laquelle on effectue les étapes suivantes: - on sélectionne une couche géologique représentée sur l'image sismique, - on détermine par modélisation stratigraphique une surface topographique moyenne de dépôt de ladite couche, - on déforme l'image sismique en déplaçant les traces en prenant en compte la surface 20 moyenne de dépôt modélisée, - on effectue une interprétation géologique de l'image ainsi déformée. Dans la méthode, la modélisation stratigraphique peut être basée sur le principe de la diffusion stationnaire mono lithologique. La couche géologique étant définie par son toit et sa base, on peut ajuster le toit sur la 25 surface moyenne. Dans une variante, on peut ajuster la base sur ladite surface moyenne. Les caractéristiques et avantages de la méthode selon l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ciaprès, en se référant aux figures annexées parmi lesquelles: - la figure la montre une image sismique brute, - la figure lb montre le principe de "l'horizontalisation", selon l'art antérieur, - la figure le montre le principe selon l'invention, - la figure 2 illustre plus précisément l'enchaînement des étapes selon l'invention. Les figures la, lb et le illustrent l'intérêt de la présente méthode par rapport à la 10 méthode conventionnelle de "l'horizontalisation". La figure la représente l'image brute d'une section sismique obtenue dans un environnement de croissance d'une plate-forme carbonatée. La ligne pointillée représente l'horizon en cours de pointage et sa position relative par rapport à une surface antérieurement déposée et représentée par la ligne continue. Il est connu que le pointé est rendu difficile par les déformations subies par le sous-sol après le dépôt de ces surfaces. En effet, l'image est déformée par rapport à ce qu'elle était au moment de la mise en place de ces sédiments. Cette déformation à pour conséquence de brouiller la structure géométrique actuelle par rapport au schéma de référence des contextes de croissance de plate-forme carbonatée, connu de l'interprétateur. La figure lb. représente cette même image sismique après "horizontalisation" de la ligne continue représentant une surface antérieurement déposée. L'image ainsi déformée ne représente pas une réalité géologique et peut induire l'interprétateur en erreur, puisque la surface à pointer apparaît alors comme un monticule érigé sur une plaine horizontale, et non comme un incrément de croissance d'une plate-forme carbonatée. La figure le représente cette même image après translation des traces suivant la méthode selon l'invention. La translation des traces est ici effectuée de manière à ajuster la ligne continue sur une ligne représentant la surface topographique à l'époque du dépôt. Laquelle surface est obtenue par calculs à l'aide d'une méthode de modélisation stratigraphique, par exemple basée sur le principe de la diffusion stationnaire, comme citée plus haut. Dans l'image ainsi transformée, l'horizon à pointer (ligne pointillée) présente une morphologie typique d'une croissance carbonatée, proche de la réalité et aisément identifiable par un géologue. Les données manipulées: 1. Une image sismique, constituée d'un ensemble de traces sismiques adjacentes. Cette image peut être surfacique (il s'agit alors d'une section sismique) ou volumique (il s'agit alors d'un cube sismique). 2. Des horizons: ce sont des surfaces caractéristiques repérées sur l'image sismique et correspondant à la surface inférieure (la "base") et à la surface supérieure (le "toit") des couches sédimentaires constituant la zone de sous-sol étudiée. Ces horizons délimitent des couches géologiques. Il faut noter que les images sismiques, ainsi que les horizons concernés par la méthode selon l'invention doivent être exprimés dans le domaine "profondeur". S'ils sont exprimés dans le domaine "temps", la conversion doit être réalisée préalablement à la mise en oeuvre de la méthode selon l'invention. Cette conversion peut être réalisée suivant l'une des nombreuses techniques à la disposition des interprétateurs. 3. Les paramètres spécifiques requis pour la mise en oeuvre de la modélisation stratigraphique. Dans le cas, nullement limitatif, où la modélisation stratigraphique utilisée est basée sur la diffusion stationnaire mono lithologique, ces paramètres sont: É 2 coefficients de diffusion Km et Kc caractérisant l'agressivité des 20 phénomènes érosifs dans les milieux marins et continentaux respectivement, estimés à l'époque du dépôt; É l'estimation de la cote relative au niveau marin à l'époque du dépôt des différentes couches géologiques du milieu, en un point quelconque choisi par l'utilisateur; É une estimation de la répartition spatiale de l'apport de sédiments aux frontières de la zone du sous-sol représentée sur l'image sismique, pendant les intervalles de temps nécessaires au dépôt de chaque couche géologique. La procédure comprend un enchaînement d'au moins trois phases, illustrées par la figure 2: É la première phase consiste à sélectionner une couche sédimentaire pour laquelle ont été définis un toit et une base. Ce toit et cette base sont en général directement issus du pointé sur l'image sismique. La représentation référencée 1 de la figure 2 montre les deux lignes de base et de toit de la couche considérée. É dans un deuxième temps, on calcule la surface topographique moyenne, applicable pendant la période nécessaire au dépôt de la couche sédimentaire sélectionnée. Ce calcul est réalisé par une procédure informatisée de modélisation stratigraphique, MODEL STRAT référencé 2. Suivant la méthode de modélisation retenue, il peut être nécessaire que le toit et la base soient entièrement définis. L'utilisation d'un interpolateur est alors nécessaire pour estimer ces surfaces dans les zones où le pointé n'a pas été réalisé. On dispose de nombreuses méthodes pour réaliser cette interpolation, et qui sont en générale disponibles sur les stations d'interprétation sismique. La ligne de représentation moyenne résultant de la modélisation est illustré par l'image référencée 3. É la dernière phase consiste à déformer (étape DEF référencée 4) l'image sismique afin d'ajuster le toit (ou la base, selon le choix de l'interprétateur) de la couche sédimentaire sélectionnée, sur la surface topographique moyenne calculée à l'étape précédente. L'illustration référencée 5 montre, après défoilnation, l'image de la couche sélectionnée, (représentée initialement par l'image 1) en position de dépôt. Il est clair sur cet exemple que l'interprétation est grandement facilitée. L'image référencée 6 montre une ligne pointillée de pointage d'une autre séquence, pointage que l'on peut désormais faire avec plus de facilité grâce à la méthode de déformation selon l'invention. REVENDICATIONS 1) Méthode de déformation géométrique d'une image sismique pour interprétation, dans laquelle on effectue les étapes suivantes: - on sélectionne une couche géologique représentée sur l'image sismique, - on détermine par modélisation stratigraphique une surface topographique moyenne de dépôt de ladite couche, - on déforme l'image sismique en déplaçant les traces en prenant en compte la surface moyenne de dépôt modélisée, - on effectue une interprétation géologique de l'image ainsi déformée. 2) Méthode selon la revendication 1, dans laquelle ladite modélisation stratigraphique est basée sur le principe de la diffusion stationnaire mono lithologique. 3) Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle ladite couche étant définie par son toit et sa base, on ajuste le toit sur ladite surface moyenne. 4) Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle ladite couche étant définie par son toit et sa base, on ajuste la base sur ladite surface moyenne.