Brevet FR3023641A1 — publié le 20160115

CONTEXTE DE L'INVENTION 100011 Une faille peut être considérée comme étant une discontinuité de surface tridimensionnelle complexe finie dans un volume de sol ou de roche. Des fractures, y compris, sans limitation, des diaclases, des filons, des dil(es, des couches de solution sous pression avec des stylolites, etc., peuvent être amenées à se propager de manière intentionnelle, en vue d'augmenter la perméabilité dans des formations telles que les schistes, dans lesquelles l'optimisation du nombre, de l'emplacement, et de la taille des fractures dans la formation augmente le rendement de ressources telles que le gaz de schistes. 10 100021 La contrainte, en mécanique des milieux continus, peut être considérée comme une mesure des forces internes agissant au sein d'un volume. Cette contrainte peut être définie comme une mesure de la force moyenne par unité de surface au niveau d'une surface au sein du volume sur lequel agissent des forces internes. Des forces internes peuvent être produites entre les particules contenues dans le volume en réaction à des forces externes 15 appliquées au volume. 100031 Une compréhension de l'origine et de l'évolution des failles et de l'histoire tectonique des régions faillées peut être établie en reliant des données d'orientation des failles, de direction de glissement, géologiques et géodésiques à l'état de la contrainte dans la croûte terrestre. Dans certains problèmes inverses, les directions des contraintes principales 20 distantes et un rapport de leurs grandeurs sont contraints par une analyse de données de terrain concernant les orientations des failles et les directions de glissement telles qu'elles sont déduites d'artéfacts tels que les striures apparaissant sur des surfaces de failles exposées. Si les failles supportent le frottement de glissement, les résultats de l'inversion de la contrainte pourraient être différents par comparaison à des failles sans frottement. 25 RÉSUMÉ DE L'INVENTION 100041 De manière générale, selon un aspect, l'invention concerne un procédé de prédiction de la contrainte régionale d'un volume souterrain. Le procédé comprend les opérations de : obtenir un modèle du volume souterrain, dans lequel le modèle comprend une matrice de modèle représentant une relation entre un résultat de glissement de faille modélisé généré par le modèle et une condition aux limites appliquée au modèle, dans lequel la condition aux limites comprend un attribut de contrainte régionale et un attribut de frottement de faille ; calculer, au moyen du modèle, le résultat de glissement de faille modélisé sur la base d'une valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et d'une valeur, sélectionnée de l'attribut de frottement ; calculer une fonction de coût représentant une différence entre le résultat de glissement de faille modélisé et une mesure du volume souterrain ; et minimiser la fonction de coût par ajustement itératif d'au moins la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte, dans lequel l'ajustement itératif de la valeur sélectionnée en vue de minimiser la fonction de coût génère une prédiction de la contrainte régionale du volume souterrain. [0005] De manière générale, selon un aspect, l'invention concerne un système de prédiction de l'activité de faille d'un volume souterrain. Le système comprenant : un dispositif de détection configuré pour obtenir une mesure du volume souterrain ; un moteur de modélisation de contrainte et de fracture configuré pour : obtenir un modèle du volume souterrain, dans lequel le modèle comprend une matrice de modèle représentant une relation entre un résultat de glissement de faille modélisé généré par le modèle et une condition aux limites appliquée au modèle, dans lequel la condition aux limites comprend un attribut de contrainte régionale et un attribut de frottement de faille ; calculer, en utilisant le modèle, le résultat de glissement de faille modélisé sur la base d'une valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et d'une valeur sélectionnée de l'attribut de frottement ; calculer une fonction de coût représentant une différence entre le résultat de glissement de faille modélisé et une mesure du volume souterrain ; et minimiser la fonction de coût par ajustement itératif d'au moins la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et de l'attribut de frottement, dans lequel l'ajustement itératif de la valeur sélectionnée en vue de minimiser la fonction de coût génère une prédiction de la contrainte régionale du volume souterrain ; et un dispositif de commande configuré pour générer, sur la base de la prédiction de la contrainte régionale, un signal de commande d'une opération sur le terrain du volume souterrain. [0006] De manière générale, selon un aspect, l'invention concerne un support lisible par ordinateur non volatil stockant des instructions pour prédire l'activité de faille d'un volume souterrain. Les instructions, lorsqu'elles sont exécutées par un processeur d'ordinateur, comprennent des fonctionnalités pour : obtenir un modèle du volume souterrain, dans lequel le modèle comprend une matrice de modèle qui représente une relation entre un résultat de glissement de faille modélisé généré par le modèle et une condition aux limites appliquée au modèle, dans lequel la condition aux limites comprend un attribut de contrainte régionale et un attribut de frottement de faille ; calculer, en utilisant le modèle, le résultat de glissement de faille modélisé sur la base d'une valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et d'une valeur sélectionnée de l'attribut de frottement ; calculer une fonction de coût représentant une différence entre le résultat de glissement de faille modélisé et une 10 mesure du volume souterrain ; et minimiser la fonction de coût par ajustement itératif d'au moins la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et de l'attribut de frottement, dans lequel l'ajustement itératif de la valeur sélectionnée pour minimiser la fonction de coût génère une prédiction de la contrainte régionale du volume souterrain. [0007] Le présent résumé est présenté en vue d'introduire un choix de concepts qui sont 15 décrits par ailleurs ci-après dans la description détaillée. Le présent résumé n'est pas destiné à identifier des caractéristiques déterminantes ou essentielles de l'objet revendiqué, ni à être utilisé en tant qu'aide pour délimiter l'étendue de l'objet revendiqué. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0008] Des modes de réalisation de l'inversion de la contrainte régionale en utilisant des 20 failles de frottement sont décrits en référence aux figures suivantes. Des références numériques identiques sont utilisées dans l'ensemble des figures pour désigner des caractéristiques et composants identiques. [0009] La figure 1 est un schéma d'un exemple de système de modélisation de la contrainte et des fractures. 25 [0010] La figure 2 est un schéma de principe d'un exemple de l'environnement informatique destiné à effectuer la modélisation de contrainte et de fracture en utilisant des failles de frottement. [0011] La figure 3 est un schéma de principe d'un exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture. [0012] La figure 4 est un schéma de principe comparant des techniques de restitution de la paléocontrainte. [0013] La figure 5 est un schéma d'un exemple de procédé appliqué en vue de fracturer et de conjuguer des plans de failles utilisant des ensembles de données sans information de grandeur. [0014] La figure 6 est un organigramme d'un exemple de procédé de modélisation de contrainte et de fracture utilisant des failles de frottement. [0015] La figure 7 et la figure 8 représentent un exemple de modélisation de contrainte, de fracture et d'activité de faille utilisant des failles de frottement. DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0016] Dans la description détaillée présentée ci-après de modes de réalisation, de nombreux détails spécifiques sont présentés afin de procurer une compréhension plus approfondie. Cependant, l'homme du métier pourra noter que des modes de réalisation peuvent être mis en oeuvre sans ces détails spécifiques. Dans d'autres cas, des caractéristiques bien connues n'ont pas été décrites en détail afin d'éviter de compliquer inutilement la description. [0017] Des exemples de modes de réalisation fournissent un procédé et un système de modélisation de contrainte et de fracture utilisant des failles de frottement. Un exemple de système simule un modèle de contrainte de champ lointain pour un volume souterrain, en calculant une ou plusieurs contrainte, déformation et/ou déplacement. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la relation reliant les conditions aux limites et la géométrie (par exemple la géométrie des failles) du modèle de contrainte de champ lointain à la distribution des glissements sur les failles est précakulée sous la forme d'une matrice de modèle représentée dans l'équation (1) ci-après. [0018] S = M*be (1) [0019] où S est la distribution des glissements sur les failles, M est la matrice de modèle, * représente la multiplication matricielle/vectorielle, et be est la condition aux limites appliquée au modèle et comprend des paramètres (désignés comme étant l'attribut de contrainte) liés à la contrainte de champ lointain et des paramètres (désignés comme étant l'attribut de frottement) liés au frottement sur les surfaces de faille. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la matrice de modèle comprend une dépendance non linéaire vis-à-vis de l'attribut de frottement. En conséquence, la matrice de modèle précalculée dépend de caractéristiques de frottement des failles dans le volume souterrain. Sur la base de la matrice de modèle précalculée, le système peut générer des résultats relativement rapides 10 compte tenu d'une simulation de modèle de contrainte de champ lointain en ajustant le rapport/l'orientation de champ lointain en vue de restituer des paramètres de paléocontrainte, tels que des paramètres de contrainte, de déformation et de déplacement pour un point quelconque (désigné comme étant des points d'observation, ou des points de données) dans le volume souterrain lorsque l'utilisateur fait varier la valeur de contrainte de 15 champ lointain. Le système peut restituer un ou plusieurs événements tectoniques, ou un tenseur de contrainte représenté par un rapport de grandeurs principales et une orientation associée, en utilisant au moins l'une de la géométrie de faille, du frottement de glissement de faille, des données de puits de forage (y compris des donnés d'orientation de fracture et de plan de faille secondaire), de données de système de positionnement global (GPS), de 20 données de radar à ouverture synthétique interférométrique (InSAR), des horizons plissés et faillés, des inclinomètres, des lignes et des stries de glissement de faille. Le système peut utiliser différents types de données géologiques provenant de l'interprétation sismique, de lectures de puits de forage et d'observations sur le terrain en vue de fournir de nombreux résultats, comme la propagation prédite de fractures sur la base d'un champ de contrainte 25 perturbé. Dans l'ensemble du présent document, le terme de "contrainte de champ lointain" peut également désigner une contrainte régionale ou une contrainte tectonique. Définitions [0020] Dans la description ci-après, certaines variables sont utilisées afin de simplifier la présentation. Le tableau 1 ci-après indique chaque variable pouvant être utilisée et la définition correspondante des variables conformément à l'un ou plusieurs des modes de réalisation. Tableau 1 Variable Définition GR Tenseur de contrainte de champ lointain régionale GH Contrainte principale horizontale maximum (extraite de CYR) OEh Contrainte principale horizontale minimum (extraite de o-R) av Contrainte principale verticale (extraite de aR) R Rapport de contrainte défini par (o-2-a3)/ (ai- a3) et e [0,1] R' Autre rapport de contrainte e [0,3], défini par R' - R pour un régime de faille normale, R'=2 - R pour un régime de faille décrochante, et R'=2 + R pour un régime de faille inverse Matrice de rotation définie par les trois angles d'Euler n Nombre d'éléments triangulaires constituant les surfaces des failles P Nombre de points d'observation ou points de données b Vecteur de glissement sur un élément triangulaire d'une surface de faille 0 Orientation de la contrainte de champ lointain régionale. Dans l'un ou plusieurs des modes de réalisation, l'orientation est définie vers le Nord et en sens horaire ai Valeur de la contrainte principale maximum d'un tenseur de contrainte (72 Valeur de la contrainte principale intermédiaire d'un tenseur de contrainte O-3 Valeur de la contrainte principale minimum d'un tenseur de contrainte R o Matrice de rotation suivant l'axe z d'un angle 0 (voir plus haut) k Paramètre d'échelle défini sous la forme 0-2/ ai Composante (id) d'un tenseur de contrainte ai Paramètres d'optimisation utilisés pour le principe de superposition Ep Tenseur de déformation calculé au point P OEp Tenseur de contrainte calculé au point P 21p Champ de déplacement calculé au point P be Vecteur de glissement calculé sur l'élément triangulaire e A Matrice 3x3 reliant a et OER np Normale à un plan au point P Champ de déplacement calculé au point P, où l'exposant c indique "calculé" Variable Définition Champ de déplacement calculé au point P, où l'exposant m indique "mesuré" /-1 Coefficient de frottement du glissement sur la surface de la faille Exposé général [0021] Le présent document décrit la modélisation de contrainte et de fracture en utilisant des failles de frottement. Connaissant diverses données d'entrée, comme la géométrie des failles avec un coefficient de frottement du glissement, et des ensembles de données sélectionnables ou facultatifs ou des mesures de données, parmi lesquelles un ou plusieurs d'un rejet de faille, de direction de rejet en profondeur ou de stries de glissement, de mesures de contrainte, de données de fractures, d'orientations de plan de faille secondaire, de données GPS, de données InSAR, de données géodésiques provenant d'inclinomètres de surface, de télémétrie laser, etc., l'exemple de système permet de générer ou de reconstituer rapidement de nombreux types de résultats. Les systèmes et procédés décrits ici appliquent de multiples passes de simulation géomécanique à des surfaces de failles présentant une géométrie complexe dans au moins trois dimensions (3D), et les failles sont, par nature, de dimension finie et non infinie ou semi-infinie. Les résultats peuvent comprendre, à titre d'exemple, un ou plusieurs des paramètres de contrainte, de déformation, et/ou de déplacement en réponse à un ou plusieurs d'une requête d'un utilisateur ou d'un paramètre mis à jour, des états de contrainte distants pour de multiples événements tectoniques, la prédiction de la fracturation future voulue, la différenciation de fractures préexistantes par rapport à des fractures induites, etc. Les diverses données d'entrée peuvent être déduites de données de puits de forage, d'interprétation sismique, d'observation sur le terrain, etc. [0022] Les exemples de systèmes et de procédés décrits ci-après peuvent être appliqués à de nombreuses opérations différentes de réservoir et souterraines, y compris, sans limitation, les opérations d'exploration et de production de gaz naturel et autres hydrocarbures, le stockage du gaz naturel, la fracturation hydraulique et la stimulation matricielle en vue d'augmenter la production des réservoirs, la gestion des ressources en eau, y compris le développement et la protection environnementale de nappes phréatiques et autres ressources en eau, le captage et le stockage souterrain du dioxyde de carbone (CO2), etc. [0023] Dans un exemple de réalisation, un système applique une technique des éléments limites 3D en utilisant des failles de frottement pour des milieux isotropes hétérogènes couvrant un espace entier (c'est-à-dire en considérant l'effet de la surface de la terre) ou un demi-espace (ne tenant pas compte de l'effet de la surface de la terre). Sur la base de la matrice de modèle précalculée, l'exemple de système permet d'évaluer une fonction de coût en vue de générer des résultats rapides, comme des paramètres de contrainte, de déformation et de déplacement pour un point quelconque dans un volume souterrain lorsque l'utilisateur fait varier la valeur de contrainte de- champ lointain. Dans une forme de réalisation, le système peut utiliser la géométrie des failles et le coefficient de frottement du glissement de faille et des données de forage, comprenant par exemple l'orientation des fractures, des données de plan de faille secondaire et/ou une mesure de contrainte in situ par fracture hydraulique, pour restituer un ou plusieurs évènements tectoniques ou un tenseur de contrainte représenté par un rapport de grandeur principal et l'orientation associée. Le système peut utiliser de nombreux types différents de données géologiques provenant de l'interprétation sismique, de mesures de forage, et d'observations sur le terrain en vue de fournir divers résultats, tels qu'une propagation prédite des fractures sur la base du champ de contrainte perturbé. [0024] La figure 1 représente un exemple de système de modélisation de contrainte et de fracture 100. L'exemple de système 100 permet de résoudre une variété de problèmes géomécatiques. La géométrie des failles peut être connue (et facultativement, le rejet de faille mesuré et les contraintes d'inégalité imposées, par exemple normale, chevauchante, etc., peuvent être cumules). L'utilisateur peut avoir accès à une ou plusieurs de données provenant de puits de forages (par exemple, orientation de fracture, mesures de contrainte in-situ, plans de faille secondaire), données géodésiques (par exemple, InSAR, GPS, et inclinomètre), et/ou horizons interprétés. Un exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 et/ou des exemples de procédés correspondants peuvent reconstituer le régime d'état de contrainte et tectonique distant pour un/des événement(s) tectonique(s) pertinent(s), ainsi que la discontinuité de déplacement sur les failles, et estimer le déplacement et les champs de déformation et de contrainte perturbés en tout point au sein du système, par exemple, pour un coefficient de glissement imposé donné sur des failles (c'est-à-dire le coefficient de frottement d'une faille glissante, également désigné coefficient de faille de glissement). [0025] En utilisant la matrice de modèle précalculée, le système 100 ou moteur 102 de modélisation de contrainte et de fracture peut effectuer une simulation en modifiant les conditions aux limites (par exemple la contrainte de champ lointain ou le coefficient de frottement du glissement) sans recalculer le modèle de matrice. Ensuite, comme cela a été introduit plus haut, des applications de l'exemple de système 100 peuvent comprendre un 10 ou plusieurs d'une interpolation de contrainte et d'une modélisation de fracture, d'une restitution d'un ou plusieurs événement(s) tectonique(s), d'un contrôle de qualité concernant des failles interprétées, d'un calcul en temps réel de champs de contrainte et de déplacement perturbés lorsque l'utilisateur effectue un ou plusieurs d'une estimation de paramètres, d'une prédiction de la propagation de fracture, d'une distinction de fractures 15 préexistantes par rapport à des fractures induites, et de nombreuses autres applications. Exemple d'environnement [0026] La figure 2 représente l'exemple de système 100 de la figure 1 dans le contexte d'un environnement informatique, dans lequel une modélisation de contrainte et de fracture en utilisant des failles de frottement peut être effectuée. 20 [0027] Dans l'exemple illustré, le dispositif informatique 200 est relié par voie de communication via des dispositifs de détection (et des dispositifs de commande) à un milieu réel, à titre d'exemple un volume de terre souterrain réel 202, un réservoir 204, un bassin de dépôt, un fond marin, etc., et des puits associés 206 destinés à produire une ressource de pétrole, à la gestion de ressources en eau, ou à des services se rapportant au 25 carbone, etc. [0028] Dans la forme de réalisation représentée, un dispositif informatique 200 met en oeuvre un composant, tel que le moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 et le moteur d'affichage graphique 231. Le moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 et le moteur d'affichage graphique 231 sont illustrés sous la forme de logiciels, mais peuvent être mis en oeuvre sous la forme de matériels ou sous la forme d'une combinaison de matériels et d'instructions logicielles. 100291 Le moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 comprend des fonctionnalités permettant d'effectuer une analyse, en utilisant par exemple une fonction de coût d'une valeur de rapport de contrainte et d'une valeur d'orientation. L'exécution de l'analyse est présentée ci-après. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la valeur du rapport de contrainte peut être définie comme étant (I) dans les équations ci-après. Le moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 peut en outre comprendre des fonctionnalités permettant de calculer, pour un point particulier dans le diagramme du domaine des contraintes, une prédiction de fracture, un champ de contrainte perturbé, et/ou un champ de déplacement. [0030] Lors de son exécution, par exemple sur le processeur 208, le moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 est fonctionnellement connecté à un moteur d'affichage graphique 231. A titre d'exemple, le moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 peut faire partie de la même application logicielle que le moteur d'affichage graphique 231, le moteur d'affichage graphique 231 peut être un module d'extension pour moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102, ou un autre procédé peut être utilisé pour connecter le moteur d'affichage graphique 231 au moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102. Se référant toujours à la figure 2, le moteur d'affichage graphique 231 comprend en outre des fonctionnalités permettant de recevoir une sélection d'un point, demander une prédiction de fracture, un champ de contrainte perturbé, et/ou un champ de déplacement pour le point particulier au moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 en réponse à la sélection, et présenter la prédiction de fracture, le champ de contrainte perturbé, et/ou le champ de déplacement. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le moteur d'affichage graphique 231 est fonctionnellement connecté à l'unité de commande d'interface utilisateur 230 et à l'afficheur 232. 100311 Le dispositif informatique 200 peut être un ordinateur, un réseau d'ordinateurs, ou un autre dispositif qui comporte un processeur 208, une mémoire 210, une unité de stockage de données 212, et d'autres matériels associés tels qu'une interface réseau 214 et un lecteur de support 216 pour lire et écrire sur un support de stockage amovible 218. Le support de stockage amovible 218 peut par exemple être un disque compact (CD) ; un disque numérique polyvalent / disque vidéo numérique (DVD) ; un disque à mémoire flash, etc. Le support de stockage amovible 218 contient des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par le dispositif informatique 200, amènent le dispositif informatique 200 à mettre en oeuvre un ou plusieurs exemples -de procédés décrits ici. Par conséquent, le support de stockage amovible 218 peut comprendre des instructions permettant de mettre en oeuvre et d'exécuter l'exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 et/ou de moteur d'affichage graphique 231. Au moins certaines parties de l'exemple de 10 moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 peuvent être stockées sous la forme d'instructions sur un exemplaire donné du support de stockage amovible 218, du dispositif amovible, ou dans une unité de stockage de données locale 212, en vue d'être chargées dans la mémoire 210 pour leur exécution par le processeur 208. Plus précisément, des instructions logicielles ou un code de programme lisible par ordinateur destiné à mettre en 15 oeuvre des modes de réalisation peuvent être stockés, de manière temporaire ou permanente, en tout ou partie, sur un support lisible par ordinateur non volatil tel qu'un CD, un DVD, un dispositif de stockage local ou distant, une mémoire locale ou distante, une disquette, ou tout autre dispositif de stockage lisible par ordinateur. [0032] Bien que les exemples illustrés de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 20 102 et de moteur d'affichage graphique 231 soient représentés sous la forme d'un programme résidant dans la mémoire 210, le moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 et/ou le moteur d'affichage graphique 231 peuvent être mis en oeuvre sous la forme de matériels, tels qu'un circuit intégré spécifique d'applications (ASIC) ou sous la forme d'une combinaison de matériels et de logiciels. 25 [0033] Dans cet exemple de système, le dispositif informatique 200 reçoit des données entrantes 220, comme la géométrie des failles, le frottement de glissement des failles, et de nombreux autres types de données, en provenance de multiples sources, telles que des mesures de puits de forage 222, une observation sur le terrain 224, et une interprétation sismique 226. Le dispositif informatique 200 peut recevoir un ou plusieurs types 30 d'ensembles de données 220 via l'interface réseau 214 qui peut également recevoir des données en provenance d'un réseau (par exemple, l'Intemet 228), telles que des données GPS et des données InSAR. [0034] Le dispositif informatique 200 peut déterminer (ou calculer) et compiler des résultats de modélisation, des résultats de simulateur, et des résultats de commande. L'unité de commande d'affichage 230 peut fournir en sortie des images de modèles géologiques et des images- et des données de simulation à un afficheur 232. Les images peuvent être une simulation 2D ou 3D 234 de résultats de contrainte et de fracture utilisant des failles de frottement. L'exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 peut également générer une ou plusieurs interfaces utilisateur visuelles (UIs) pour fournir en entrée et/ou afficher des données. [0035] L'exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 peut également générer, ou finalement produire, des signaux de commande en vue de commander des opérations de terrain associées au volume souterrain. A titre d'exemple les opérations de terrain peuvent être effectuées en utilisant des équipements de forage et d'exploration, des injecteurs et des vannes de commande de puits (ou autres dispositifs de commande lors de la commande réelle du réservoir 204), du réseau de transport et de distribution, des installations de surface, etc. [0036] Par conséquent, un exemple de système 100 peut comprendre un dispositif informatique 200 et une unité d'affichage graphique interactive 232. Le système informatique dans son ensemble peut constituer des simulateurs, des modèles, et l'exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102. Exemple de moteur [0037] La figure 3 représente l'exemple de moteur de modélisation de contrainte et de-fracture 102 de manière plus détaillée que sur la figure 1 et la figure 2. Le mode de réalisation illustré est un exemple de configuration présenté à des fins de description, en vue d'introduire des caractéristiques et des composants d'un moteur mettant en oeuvre l'exemple de modélisation de contrainte et de fracture en utilisant des failles de frottement. Les composants illustrés sont des exemples. Des configurations ou combinaisons de composants différentes de celles qui sont représentées peuvent être utilisées pour mettre en oeuvre les fonctions de modélisation de la contrainte et des fractures, et des composants différents ou supplémentaires peuvent également être utilisés. Comme cela a été introduit plus haut, l'exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 peut être mis en oeuvre dans des matériels, ou dans des combinaisons de matériels et de logiciels. Les composants illustrés sont couplés par voie de communication les uns aux autres pour communiquer de la manière souhaitée. Des flèches sont représentées pour suggérer un flux de traitement ou un flux de données, étant donné que les composants peuvent communiquer les uns avec les autres de la manière souhaitée. [0038] L'exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 illustré sur la figure 3 comprend un tampon destiné aux ensembles de données 302 ou au moins un accès aux ensembles de données 302, un moteur d'initialisation 304, un sélecteur de paramètres de contrainte et de frottement 308, un moteur d'évaluation du coût 310, et un tampon ou une sortie pour les résultats 312. Ces composants sont représentés à des fins de description. D'autres composants, ou un autre agencement des composants, peut conduire à diverses implémentations de l'exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102. Les fonctionnalités de l'exemple de moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 vont être décrites ci-dessous. Fonctionnement de l'exemple de système et de moteur [0039] La figure 4 représente divers procédés de restitution de la paléocontrainte. La figure 4(a) représente une technique classique utilisant des distributions de glissement sur des failles en tant qu'entrée de données, mais-- fournissant des résultats instables. La technique de la figure 4(a) ne permet pas d'augmenter les distributions de glissement avec d'autres formes d'entrées de données, telles que des données GPS, etc. La figure 4(b) représente une méthode de Monte Carlo 2D utilisant ou non des failles de frottement. L'exemple de procédé représenté sur la figure 4(b) peut être mis en oeuvre par l'exemple de - moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102. A titre d'exemple, dans une forme de réalisation, le moteur d'initialisation 304 génère la matrice de modèle associée à un volume souterrain 202. Le sélecteur de paramètres de contrainte et de frottement 308 sélectionne de manière itérative des valeurs de paramètres aléatoires (par exemple un rapport de contrainte et un angle d'orientation) pour la contrainte de champ lointain à appliquer au modèle en vue de minimiser un coût au niveau du moteur d'évaluation du coût 310. En outre, dans un ou plusieurs modes de réalisation, une valeur de l'attribut de frottement (par exemple le coefficient de frottement du glissement des failles) est affectée par un utilisateur lors des étapes d'application itérative du modèle. En variante, dans un ou plusieurs modes de réalisation, l'attribut de frottement (par exemple le coefficient de frottement du glissement des failles en association avec le rapport de contrainte et l'orientation) est attribué de manière aléatoire à une valeur par le sélecteur de paramètres de contrainte et de frottement 308 lors des étapes d'application itérative du modèle. Bien que 10 certains procédés d'inversion de la paléocontrainte puissent appliquer un scénario mécanique complet, le moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102 améliore certaines techniques en utilisant de multiples types de données et en intégrant un frottement de glissement sur les failles. Les ensembles de données 302 à utiliser sont généralement de deux types : ceux qui fournissent des informations d'orientation (comme les fractures, les 15 plans de faille secondaire avec un angle de frottement interne, et les striures de failles, etc.), et ceux qui fournissent des informations de grandeur (comme le glissement de faille, des données GPS, des données InSAR, etc.). Certains procédés d'inversion de la paléocontrainte sont calculés en utilisant des mesures de glissement sur des plans de faille. [0040] La technique représentée sur la figure 4(a) exécute une opération qui s'effectue en 20 deux stades : (i) résolution du tenseur de contrainte distant initial cyR sur les éléments de faille ne comportant pas de données de déplacement relatif et résolution pour des déplacements relatifs inconnus bj et, (ii) utilisation des déplacements relatifs calculés et connus pour résoudre cyR. On utilise un solveur itératif effectuant un cycle entre les stades (i) et (ii) jusqu'à convergence. 25 [00411 La technique représentée sur la figure 4(b), qui constitue le procédé principal décrit ici, est fondée sur un algorithme de Monte Carlo utilisant des failles de frottement. Dans ce diagramme, n et p sont un nombre d'éléments triangulaires modélisant respectivement les failles et le nombre de points de données. Pour une simulation donnée, une contrainte de champ lointain aléatoire GR est choisie et la discontinuité de déplacement correspondante b sur les failles est calculée. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le coefficient de frottement du glissement est attribué à une valeur constante dans l'ensemble du procédé de minimisation itérative de la fonction de coût. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le coefficient de frottement de glissement est attribué à une valeur aléatoire en association avec la contrainte de champ lointain o-R et les deux sont inversés ensemble via le procédé de minimisation itérative de la fonction de coût. Un post-traitement est ensuite effectué aux points de données et, selon le type de mesures, des fonctions de coût sont calculées en utilisant le champ de déplacement, de déformation, ou de contrainte. Selon ce scénario, pour des centaines de milliers de simulations, le meilleur coût (proche de zéro) est retenu 10 en tant que solution. [0042] Une technique numérique permettant de mettre en oeuvre les exemples de procédés est décrite ci-dessous. Un tenseur distant réduit utilisé pour la simulation et une estimation de la complexité sont également décrits. [0043] Dans une forme de réalisation, une formulation appliquée par le moteur de 15 modélisation de contrainte et de fracture 102 (par exemple le moteur d'initialisation 304) peut être exécutée en utilisant IBEM3D, successeur de POLY3D (POLY3D est décrit par F. Maerten, P. G. Resor, D. D. Pollard, et L. Maerten, Inverting for slip on threedimensional fault surfaces using angular dislocations, Bulletin of the Seismological Society of America, 95:1654-1665, 2005, et par A. L. Thomas, Poly3D: a three 20 dimensional, polygonal element, displacement discontinuity boundary element computer program with applications to fractures, faults, and cavities in the earth's crust, Thèse de Master, Université de Stanford, 1995). IBEM3D est un code à éléments de frontière fondé sur la solution analytique d'une dislocation angulaire dans un espace entier ou un demi-espace élastique homogène ou inhomogène. Un solveur itératif est utilisé pour des raisons 25 de vitesse et à des fins de parallélisation sur des architectures multi-coeurs (Voir par exemple F. Maerten, L. Maerten, et M. Cooke, Solving 3d boundary element problems using constrained iterative approach, Computational Geosciences, 2009). Des contraintes d'inégalité sont ici utilisées pour imposer un frottement de glissement à des surfaces de failles. En d'autre termes, IBEM3D peut être utilisé ainsi pour déterminer (ou calculer) la 30 dépendance de la matrice de modèle M vis-à-vis du coefficient de frottement de glissement. Dans le code sélectionné, les failles sont représentées par des surfaces triangulaires à déplacement et à coefficient de frottement discontinus. Cela offre l'avantage que les surfaces de faille tridimensionnelles approximent plus précisément les surfaces planes incurvées et de lignes d'extrémité incurvées sans introduire de chevauchements ou d' interst ices. 100441 Des conditions aux limites mixtes peuvent être prescrites, et lorsque des conditions aux limites de traction sont spécifiées, le moteur d'initialisation 304 donne une solution pour des composantes de Burgers inconnues. Conformément au présent procédé, des conditions aux limites de traction sont imposées pour les trois axes locaux des éléments triangulaires (axes d'inclinaison, de glissement et normal), étant donné que les failles sont du type à frottement (voir Maerten et al., Solving 3D boundary element problems using constrained iterative approach, Computational Geosciences, 2010). Après que le modèle de contrainte de champ lointain est construit et que la matrice de modèle a été précalculée, il est possible de déterminer (ou calculer) en tout point (au sein de l'espace entier ou du demi- espace, le déplacement), la déformation ou la contrainte en des points d'observation, sous la forme d'un post-traitement. Plus précisément, le champ de contrainte en tout point d'observation est donné par le champ de contrainte perturbé dû aux failles de glissement plus la contribution de la contrainte distante. Par conséquent, l'obtention du champ de contrainte perturbé du fait du glissement sur les failles n'est pas suffisante. En outre, l'estimation du glissement de faille à partir des interprétations sismiques est donnée le long de la direction d'inclinaison. Rien n'est connu le long de la direction de glissement, et un scénario mécanique complet peut être mis en jeu pour reconstituer les composantes inconnues du vecteur de glissement, étant donné qu'il impactera le champ de contrainte perturbé. Le fait de modifier la contrainte de champ lointain (orientation et/ou grandeurs relatives) modifie la distribution du glissement et par conséquent, le champ de contrainte perturbé. Le champ de contrainte perturbé dépend également du coefficient de frottement du glissement qui peut être attribué par l'utilisateur à une valeur fixe tout au long des itérations du procédé de Monte Carlo. Dans un mode de réalisation différent, le coefficient de frottement du glissement, comme l'attribut de contrainte de champ lointain, peut être attribué à une valeur aléatoire dans l'ensemble des itérations de la méthode de Monte Carlo. Il en résulte que la grandeur et l'orientation de la distribution du glissement sont modifiées de manière correspondante. En général, un code tel que IBEM3D est bien adapté au calcul de la totalité des vecteurs de déplacement sur les failles, et peut être optimisé en utilisant une technique à base de matrice H. L'inconnue associée aux fms de la modélisation reste l'estimation de la contrainte de champ lointain devant être imposée en tant que conditions aux limites lors du processus d'inversion. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le rapport de contrainte et l'orientation de la contrainte de champ lointain sont déterminées dans le processus d'inversion sur la base d'un ensemble donné de surfaces de failles en utilisant la méthode de Monte Carlo mentionnée précédemment. Plus précisément, l'ensemble de surfaces de failles est décrit ci-dessous comme étant une géométrie de failles connue alors que la contrainte de champ lointain est modélisée par des formulations mathématiques décrites ci-après. [0045] Dans un exemple de procédé qui peut être mis en oeuvre par le moteur de modélisation de contrainte et de fracture 102, un modèle composé de multiples surfaces de faille est soumis à un coefficient de frottement du glissement et à un tenseur de contrainte de champ lointain constant OER défini dans le système de coordonnées global par l'équation (2) ci-après en supposant une contrainte de champ lointain sub-horizontale (mais la présente méthodologie n'est pas limitée à ce cas). [0046] Dans la formulation présentée ci-après, 0 est défini comme étant une valeur comprise entre 0 et n, plutôt qu'entre -7r/2 et 7r/2. En outre, 0 = 0 correspond au nord et l'angle est défini en sens horaire. RT (2) cYj 13,(p,Ar Etant donné que l'ajout d'une contrainte hydrostatique ne modifie pas a-R, le tenseur de contrainte de champ lointain o-R peut être écrit comme indiqué à l'équation (3), où Ro est la matrice de rotation suivant l'axe vertical (sens horaire), avec 0 e [0,n] : = crR = - av RTe (3) [0047] Lors de l'utilisation du mode de réalisation ci-dessus, la définition d'une contrainte régionale comporte trois inconnues, à savoir (01 - av), (GH - Gy), et O. Lorsqu'on exprime l'équation (2) en utilisant ai, G2 et G3 pour les trois régimes de failles d'Anderson (Anderson, E., The dynamics of faulting. Edinburgh Geol. Soc., 1905, 8(3):387-402), en factorisant avec (G1-453) et en introduisant le rapport de contrainte R = (G2-o3)/(a1-c53) E [0,1], l'équation (4) suivante donne le résultat suivant : - cy3)Ro -1 R1 RT pour un régime de faille normale e [ - a3)R9 [ -R 1- R RT pour un régime de faille décrochante (4) - )R0[ R 1 RT pour un régime de faille chevauchante 10 [0048] En remplaçant R par R' comme indiqué dans l'équation (5) suivante, un paramètre de forme de contrainte unique R' est créé pour les trois régimes de failles combinés : R E [0, 1] pour un régime de faille normale 2- R E [1, 2] pour un régime de faille décrochante (5) 2 + R E [2, 3] pour un régime de faille chevauchante, [0049] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, alors que R est désigné comme étant le rapport de contrainte, R' incorpore le rapport de contrainte R et le régime de faille 15 combinés. Lorsqu'on omet le facteur d'échelle (cri - cy3), le tenseur de contrainte régionale dans (23) est défini par deux paramètres, 0 et R' conformément aux limites suivantes : O REVENDICATIONS1. Procédé de prédiction de la contrainte régionale d'un volume souterrain, comprenant les opérations de : obtenir un modèle du volume souterrain, dans lequel le modèle comprend une matrice de modèle représentant une relation entre un résultat de glissement de faille modélisé généré par le modèle et une condition aux limites appliquée au modèle, dans lequel le résultat de glissement de faille modélisé est associé à une faille affectant l'accès à des fluides dans le volume souterrain, dans lequel la condition aux limites comprend un attribut de contrainte du volume souterrain et un attribut de frottement de faille de la faille; calculer, au moyen du modèle, le résultat de glissement de faille modélisé sur la base d'une valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et d'une valeur sélectionnée de l'attribut de frottement ; calculer une fonction de coût représentant une différence entre le résultat de glissement de faille modélisé et une mesure du volume souterrain ; minimiser la fonction de coût par ajustement itératif d'au moins la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte, dans lequel l'ajustement itératif de la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte en vue de minimiser la fonction de coût génère une prédiction de la contrainte régionale du volume souterrain ; et réaliser, sur la base de la prédiction de la contrainte régionale du volume souterrain, une opération sur le terrain pour accéder aux fluides dans le volume souterrain. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant les opérations de : affecter des valeurs sélectionnées aléatoirement à l'attribut de contrainte et à l'attribut de frottement, dans lequel les valeurs sélectionnées aléatoirement comprennent la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et la valeur sélectionnée de l'attribut de frottement, dans lequel la minimisation de la fonction de coût s'effectue en outre par ajustement itératif de la valeur sélectionnée de l'attribut de frottement, etdans lequel la minimisation de la fonction de coût par ajustement itératif de la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et de la valeur sélectionnée de l'attribut de frottement est fondée sur une méthode de Monte Carlo. 3. Procédé selon la revendication 1, comprenant les opérations de : calculer au moins un paramètre sélectionné dans un groupe constitué d'un paramètre de contrainte, de déformation et de déplacement sur la base du résultat de glissement de faille modélisé, dans lequel le résultat de glissement de faille modélisé comprend une distribution du glissement par rapport à une pluralité de failles dans le volume souterrain, et 10 dans lequel le calcul de la fonction de coût comprend la comparaison d'au moins un paramètre et de la mesure du volume souterrain pour générer la différence. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'attribut de contrainte comprend un rapport de contrainte et une orientation de contrainte spécifiques au régime de faille, et 15 dans lequel l'attribut de frottement comprend un coefficient de frottement du glissement. 5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mesure du volume souterrain comprend au moins une donnée sélectionnée parmi un groupe constitué de données d'interprétation sismique, de données de puits de forage, et de données d'observations sur le terrain. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la mesure du volume souterrain comprend au 20 moins une donnée sélectionnée dans un groupe constitué de données de géométrie de faille, de données d'orientation de fracture, de données d'orientation des stylolites, de données de plan de faille secondaire, de données de rejet de faille, de données de strie de glissement, de données d'un système de positionnement global (GPS), de données de radar à ouverture synthétique interférométrique (InSAR), de données de télémétrie laser, de données 25 d'inclinomètre, de données de déplacement pour une faille géologique, et de données de grandeur de contrainte pour la faille géologique. 7. Procédé selon la revendication 1, comprenant les opérations de :générer, par ajustement itératif de la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et de l'attribut de frottement, un attribut prédit du volume souterrain, dans lequel l'attribut prédit comprend au moins un attribut sélectionné dans un groupe constitué d'une inversion de contrainte, d'un champ de contrainte, d'une valeur de contrainte de champ lointain, d'une interpolation de contrainte dans un réservoir faillé complexe, d'un champ de contrainte perturbé, d'un rapport de contrainte et d'une orientation associée, d'un ou plusieurs événements tectoniques, d'une discontinuité de déplacement d'une faille, d'un glissement de faille, d'un déplacement estimé, d'une déformation perturbée, d'une distribution du glissement 10 sur les failles, d'un contrôle de qualité des failles interprétées, d'une prédiction de fracture, d'une prédiction de la propagation de fracture conformément à un champ de contrainte perturbé, d'un calcul en temps réel de champs de contrainte et de déplacement perturbés tout en effectuant une estimation interactive de paramètres, ou d'un discernement d'une fracture induite d'une fracture préexistante. 15 8. Système de prédiction de la contrainte régionale d'un volume souterrain, comprenant : un dispositif de détection configuré pour obtenir une mesure du volume souterrain ; un moteur de modélisation de contrainte et de fracture, configuré pour : obtenir un modèle du volume souterrain, dans lequel le modèle comprend une 20 matrice de modèle représentant une relation entre un résultat de glissement de faille modélisé généré par le modèle et une condition aux limites appliquée au modèle, dans lequel le résultat de glissement de faille modélisé est associé à une faille affectant l'accès à des fluides dans le volume souterrain, dans lequel la condition aux limites comprend un attribut de 25 contrainte du volume souterrain et un attribut de frottement de faille de la faille ; calculer, en utilisant le modèle, le résultat de glissement de faille modélisé sur la base d'une valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et d'une valeur sélectionnée de l'attribut de frottement ;calculer une fonction de coût représentant une différence entre le résultat de glissement de faille modélisé et une mesure du volume souterrain ; et minimiser la fonction de coût par ajustement itératif d'au moins la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et de l'attribut de frottement, dans lequel l'ajustement itératif de la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte en vue de minimiser la fonction de coût génère une prédiction de la contrainte régionale du volume souterrain ; et un dispositif de commande configuré pour générer, sur la base de la prédiction de la contrainte régionale, un signal de commande pour réaliser des opérations sur le 10 terrain pour accéder aux fluides dans le volume souterrain. 9. Système selon la revendication 8, dans lequel le moteur de modélisation de contrainte et de fracture est en outre configuré pour : affecter des valeurs sélectionnées aléatoirement à l'attribut de contrainte et à l'attribut de frottement, dans lequel les valeurs sélectionnées aléatoirement comprennent la 15 valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et la valeur sélectionnée de l'attribut de frottement, dans lequel la minimisation de la fonction de coût s'effectue en outre par ajustement itératif de la valeur sélectionnée de l'attribut de frottement, et dans lequel la minimisation de la fonction de coût par ajustement itératif de la valeur 20 sélectionnée de l'attribut de contrainte et de la valeur sélectionnée de l'attribut de frottement est fondée sur une méthode de Monte Carlo. 10. Système selon la revendication 8, dans lequel le moteur de modélisation de contrainte et de fracture est en outre configuré pour : calculer au moins un paramètre sélectionné dans un groupe constitué d'un paramètre de 25 contrainte, de déformation et de déplacement sur la base du résultat de glissement de faille modélisé, dans lequel le résultat de glissement de faille modélisé comprend une distribution du glissement par rapport à une pluralité de failles dans le volume souterrain, etdans lequel le calcul de la fonction de coût consiste à comparer l'au moins un paramètre et la mesure du volume souterrain en vue de générer la différence. 11. Système selon la revendication 8, dans lequel l'attribut de contrainte comprend un rapport de contrainte et une orientation de contrainte spécifiques au régime de faille, et dans lequel l'attribut de frottement comprend un coefficient de frottement du glissement. 12. Système selon la revendication 8, dans lequel la mesure du volume souterrain comprend au moins une donnée sélectionnée parmi un groupe constitué de données d'interprétation sismique, de données de puits de forage, et de données d'observations sur le terrain. 13. Système selon la revendication 8, dans lequel la mesure du volume souterrain comprend au moins une donnée sélectionnée dans un groupe constitué de données de géométrie de faille, de données d'orientation de fracture, de données d'orientation des stylolites, de données de plan de faille secondaire, de données de rejet de faille, de données de strie de glissement, de données d'un système de positionnement global (GPS), de données de radar à ouverture synthétique interférométrique (InSAR), de données de télémétrie laser, de données d'inclinomètre, de données de déplacement pour une faille géologique, et de données de grandeur de contrainte pour la faille géologique. 14. Système selon la revendication 8, dans lequel le moteur de modélisation de contrainte et de fracture est en outre configuré pour : générer, par ajustement itératif de la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et de l'attribut de frottement, un attribut prédit du volume souterrain, dans lequel l'attribut prédit comprend au moins un attribut sélectionné dans un groupe constitué d'une inversion de la contrainte, d'un champ de contrainte, d'une valeur de contrainte de champ lointain, d'une interpolation de contrainte dans un réservoir faillé complexe, d'un champ de contrainte perturbé, d'un rapport de contrainte et d'une orientation associée, d'un ou plusieurs événements tectoniques, d'une discontinuité de déplacement d'une faille, d'un glissement de faille, d'un déplacement estimé, d'une déformation perturbée, d'une distribution du glissementsur les failles, d'un contrôle de qualité des failles interprétées, d'une prédiction de fracture, d'une prédiction de la propagation de fracture conformément à un champ de contrainte perturbé, d'un calcul en temps réel de champs de contrainte et de déplacement perturbés tout en effectuant une estimation interactive de paramètres, ou d'un discernement d'une fracture induite d'une fracture préexistante. 15. Support lisible par ordinateur non volatil stockant des instructions de prédiction de la contrainte régionale d'un volume souterrain, les instructions, lorsqu'elles sont exécutées par un processeur d'ordinateur, comprenant des fonctionnalités destinées à: obtenir un modèle du volume souterrain, dans lequel le modèle comprend une matrice de 10 modèle représentant une relation entre un résultat de glissement de faille modélisé généré par le modèle et une condition aux limites appliquée au modèle, dans lequel le résultat de glissement de faille modélisé est associé à une faille affectant l'accès à des fluides dans le volume souterrain, dans lequel la condition aux limites comprend un attribut de contrainte du volume souterrain et un attribut de 15 frottement de faille de la faille ; calculer, en utilisant le modèle, le résultat de glissement de faille modélisé sur la base d'une valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et d'une valeur sélectionnée de l'attribut de frottement ; calculer une fonction de coût représentant une différence entre le résultat de glissement 20 de faille modélisé et une mesure du volume souterrain ; minimiser la fonction de coût par ajustement itératif d'au moins la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte et de l'attribut de frottement, dans lequel l'ajustement itératif de la valeur sélectionnée de l'attribut de contrainte en vue de minimiser la fonction de coût génère une prédiction de la contrainte régionale du volume 25 souterrain ; et réaliser, sur la base de la prédiction de la contrainte régionale du volume souterrain, une opération sur le terrain pour accéder aux fluides dans le volume souterrain.