Brevet FR3085212A1 — publié le 20200228

Procédé de détection d'un fluide et système associé La présente invention concerne un procédé de détection d'un fluide. La présente invention a également pour objet un système de détection d'un fluide. L'invention concerne le domaine de la détection de fluides dans un endroit spécifique et plus particulièrement le domaine de la prospection géophysique. Il est connu des procédés de prospection sismique qui permettent de prendre connaissances des structures géologiques en profondeur d'un endroit grâce à l'analyse des échos d'ondes mécaniques. Par exemple, dans de tels procédés, des ondes mécaniques sont mesurées par un grand nombre de capteurs disposés à des positions différentes. Les mesures effectuées par les capteurs sont traitées pour obtenir des informations sur un changement de vitesses d'ondes mécaniques dans le sol. Par la détection d'un tel changement de vitesse, des fluides situés en profondeur sont ainsi détectés. Cependant, de tels procédés ne sont pas entièrement satisfaisants. En particulier, ces procédés sont compliqués à mettre en oeuvre à cause du grand nombre de capteurs et des installations complexes de transmission et de traitement de signaux. Il existe un besoin pour un procédé de détection de mise en oeuvre plus simple, garantissant une détection de fluides au moins aussi précise. Pour cela, la présente description porte sur un procédé de détection comprenant au moins une étape de mesure par au moins un capteur d'une onde se propageant dans un environnement de l'onde, pour obtenir au moins un signal mesuré, l'onde étant notamment une onde mécanique, une étape de découpage du signal mesuré sur une pluralité d'intervalles temporels de découpage de durée prédéfinie pour obtenir des échantillons du signal mesuré, une étape de calcul de la cohérence temporelle des échantillons, et une étape de détermination de la présence du fluide à l'aide de la cohérence temporelle calculée. Suivant des modes de réalisation particuliers, le procédé de détection comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - lors de l'étape de découpage, chaque intervalle temporel de découpage présente une même durée, de préférence une durée comprise entre 5 minutes et 2 heures. - le procédé de détection comprend, en outre, une étape de filtrage et d'égalisation du signal mesuré dans une gamme de fréquences prédéfinie, de préférence entre 30 secondes et 2 Hertz. 2 - le procédé de détection comprend, en outre, une étape de calcul de référence, lors de laquelle une référence est calculée, et l'étape de calcul de la cohérence temporelle comprend une comparaison d'une pluralité de corrélations avec la référence, chaque corrélation étant associée à un intervalle temporel de 5 découpage. - la référence est la moyenne de corrélations d'échantillons du signal mesuré pendant une période temporelle de référence. - la période temporelle de référence est strictement supérieure au maximum des intervalles temporels de découpage, de préférence comprise entre 20 jours et 40 10 jours. - le procédé de détection comprend, en outre, une étape de normalisation de chaque échantillon du signal mesuré par l'énergie du signal mesuré. - lors de l'étape de mesure, le signal mesuré est mesuré par un capteur unique. - lors de l'étape de mesure, l'au moins un signal mesuré comprend un premier 15 signal mesuré par un premier capteur et un deuxième signal mesuré par un deuxième capteur, le premier capteur étant distinct du deuxième. La présente description se rapporte également à un système de détection comprenant au moins un capteur configuré pour mesurer une onde se propageant dans un environnement de l'onde pour obtenir au moins un signal de mesure, l'onde étant 20 notamment une onde mécanique, et un contrôleur configuré pour découper le signal mesuré sur une pluralité d'intervalles temporels de découpage de durée prédéfinie pour obtenir des échantillons du signal mesuré, calculer la cohérence temporelle des échantillons, et déterminer de la présence du fluide à l'aide de la cohérence temporelle calculée. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont : - figure 1, une représentation schématique d'un système de détection d'un fluide selon un premier mode de réalisation ; 30 - figure 2, une représentation schématique d'un système de détection d'un fluide selon un deuxième mode de réalisation ; - figure 3, un ordinogramme d'un exemple de mise en oeuvre d'un exemple de procédé de détection ; - figure 4, un graphe donnant une évolution d'un signal mesuré par un capteur en 35 fonction du temps ; 3 - figure 5, un graphe donnant l'évolution du signal de la figure 4 après égalisation, et - figure 6, un graphe montrant l'évolution temporelle de la corrélation du signal mesuré de la figure 4. 5 Un système de détection 10 pour détecter un fluide dans son environnement 11 est représenté sur les figures 1 et 2. L'environnement 11 est également appelé milieu. Pour la suite, il est supposé que l'environnement 11 comporte un fluide enfoui dans le sol. Le système de détection 10 vise à détecter ce fluide. Autrement formulé, le système de détection 10 est propre à mettre en oeuvre un procédé de détection d'un 10 fluide. Le fluide est notamment un liquide ou un gaz. Le fluide est, par exemple du pétrole, de l'eau, des gaz naturels, du 002, de l'H2 ou du CH4. L'environnement 11 est parcouru par des ondes mécaniques dont l'origine est indéterminée. L'ensemble de ces ondes constitue un bruit sismique ambiant. Ces ondes 15 se propagent notamment dans la partie de l'environnement 11 qui contient le fluide à détecter. Ces ondes sont enregistrées par le système de détection 10. Selon un premier exemple, le système de détection 10 comprend un capteur 12, un contrôleur 14 et une liaison 16. Le capteur 12 est apte à mesurer l'onde mécanique générée par le fluide. Par le 20 terme « mesurer », il est entendu que le capteur 12 est propre à obtenir l'amplitude et la fréquence de l'onde mécanique. Dans un mode de réalisation, le capteur 12 est un capteur sismique, également appelé sismomètre. Le capteur sismique est notamment apte à mesurer le mouvement d'une masse géologique. 25 Le capteur 12 comprend, comme visible sur la figure 1, une masse 18 lourde connectée par au moins un ressort 20 à un cadre 22. Lors d'un mouvement de la terre, le cadre 22 bouge également. La masse 18 bouge très peu par rapport à un repère géographique, à cause de l'inertie de la masse 18. Le capteur 12 est configuré pour mesurer le mouvement relatif entre la masse 18 et le cadre 22. 30 Le capteur 12 est, par exemple, positionné sous la surface de la terre. Selon l'exemple de la figure 1, le système de détection 10 comprend un seul capteur 12. Le capteur 12 est connecté au contrôleur 14 par la liaison 16 assurant la transmission de données entre le capteur 12 et le contrôleur 14. 4 Le contrôleur 14 est apte à effectuer les calculs ou traitements de signaux du procédé de détection d'un fluide que le système de détection 10 est propre à mettre en oeuvre. Le contrôleur 14 est un ordinateur. Plus généralement, le contrôleur 14 est un calculateur électronique propre à 5 manipuler et/ou transformer des données représentées comme des quantités électroniques ou physiques dans des registres du contrôleur 14 et/ou des mémoires en d'autres données similaires correspondant à des données physiques dans des mémoires, des registres ou d'autres types de dispositifs d'affichage, de transmission ou de mémorisation. 10 Le contrôleur 14 comporte un processeur comprenant une unité de traitement de données et des mémoires. Le contrôleur 14 comprend, en outre, un lecteur de support d'informations configuré pour lire un programme d'ordinateur mémorisé sur un support lisible d'informations, non représenté. Le contrôleur 14 comprend, en outre, un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de programme. 15 Le contrôleur 14 est positionné à distance du capteur 12, par exemple à une distance strictement supérieure à 10 mètres. La distance entre deux objets est définie comme la distance minimale entre deux points appartenant respectivement à l'un des objets. En variante, le contrôleur 14 est positionné proche du capteur 12. Par REVENDICATIONS1.- Procédé de détection d'un fluide, comprenant au moins une étape de : - mesure par au moins un capteur (12) d'une onde se propageant dans un environnement (11) de l'onde, pour obtenir au moins un signal mesuré, l'onde étant notamment une onde mécanique, - découpage du signal mesuré sur une pluralité d'intervalles temporels de découpage de durée prédéfinie pour obtenir des échantillons du signal mesuré, - calcul de la cohérence temporelle des échantillons, et - détermination de la présence du fluide à l'aide de la cohérence temporelle calculée. 2.- Procédé de détection selon la revendication 1, dans lequel, lors de l'étape de découpage, chaque intervalle temporel de découpage présente une même durée, de préférence une durée comprise entre 5 minutes et 2 heures. 3.- Procédé de détection selon la revendication 1 ou 2, le procédé de détection comprenant, en outre, une étape de filtrage et d'égalisation du signal mesuré dans une gamme de fréquences prédéfinie, de préférence entre 30 secondes et 2 Hertz. 4.- Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, le procédé de détection comprenant, en outre, une étape de calcul de référence, lors de laquelle une référence est calculée, et dans lequel l'étape de calcul de la cohérence temporelle comprend une comparaison d'une pluralité de corrélations avec la référence, chaque corrélation étant associée à un intervalle temporel de découpage. 5.- Procédé de détection selon la revendication 4, dans lequel la référence est la moyenne de corrélations d'échantillons du signal mesuré pendant une période temporelle de référence. 6.- Procédé de détection selon la revendication 5, dans lequel la période temporelle de référence est strictement supérieure au maximum des intervalles temporels de découpage, de préférence comprise entre 20 jours et 40 jours. 17 7.- Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, le procédé de détection comprenant, en outre, une étape de normalisation de chaque échantillon du signal mesuré par l'énergie du signal mesuré. 5 8.- Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel, lors de l'étape de mesure, le signal mesuré est mesuré par un capteur (12) unique. 9.- Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel, lors de l'étape de mesure, au moins un signal mesuré comprend un premier signal 10 mesuré par un premier capteur et un deuxième signal mesuré par un deuxième capteur, le premier capteur étant distinct du deuxième. 10.- Système de détection d'un fluide, le système comprenant : - au moins un capteur (12) configuré pour mesurer une onde se propageant dans 15 un environnement (11) de l'onde pour obtenir au moins un signal de mesure, l'onde étant notamment une onde mécanique, et - un contrôleur (14) configuré pour : - découper le signal mesuré sur une pluralité d'intervalles temporels de découpage de durée prédéfinie pour obtenir des échantillons du signal 20 mesuré, - calculer la cohérence temporelle des échantillons, et - déterminer de la présence du fluide à l'aide de la cohérence temporelle calculée.