Proposition de thèse en géophysique : Etude à petite échelle de dispositifs géophysique en 3D et 4D

**Thèse de 3 ans financée par CGGVeritas et proposée en collaboration avec l’Institut des Sciences de la Terre (ISTerre). Encadrants : Philippe Roux (CNRS/ISTerre), philippe.roux @ ujf-grenoble.fr, Michel Campillo (UJF/ISTerre), michel.campillo @ ujf-grenoble.fr, Benoit de Cacqueray (CGGV), benoit.de.cacqueray @ cggveritas.com

La sismique pétrolière est un domaine d’innovation continue depuis plus d’un siècle. Une part non négligeable des études concerne la séparation des différentes ondes se propageant dans les couches superficielles et en particulier la séparation des ondes de surface d’avec les ondes de volume.

A petite profondeur, les ondes de surfaces sont utilisables à des fins tomographiques. Bien les connaître et les modéliser permet de connaître et d’imager la proche surface. Quand la prospection est tournée vers les grandes profondeurs – ce qui correspond à 95% de l’industrie géophysique - ces ondes masquent les ondes de volume qui contiennent les informations sur les couches profondes. Il est donc fondamental de pouvoir s’en affranchir et l’étape de séparation est des plus importantes. Dans ces situations, ces ondes de surface peuvent malgré tout être utilisées pour une meilleure connaissance de la proche surface, ce qui permet d’en déduire après coup des paramètres utilisables pour améliorer l’imagerie en profondeur. La recherche s’est renouvelée dans ce domaine du fait de l’impulsion récente donnée par l’imagerie sismique passive à partir du bruit sismique ambiant ou la mise en place de nouvelles géométries d’acquisition.

En parallèle, l’étude des champs pétroliers existants pour une meilleure exploitation tend à se développer et constitue un axe significatif de développement industriel. La maîtrise de l’imagerie 4D (3 dimensions d’espace + le temps, appliquée à la surveillance de réservoir) devient dès lors une activité clé pour la recherche dans laquelle les variations des paramètres du sous-sol sont estimées.

Le cadre de cette thèse correspond à la séparation, l’étude et l’utilisation des différentes ondes à l’échelle du laboratoire sur de nouveaux dispositifs appelés à être testés sur le terrain.

A l’issue d’une première thèse en 2009/2012, un banc complet d’acquisition de données à haute densité spatiale a été réalisé au laboratoire ISTerre. Différents dispositifs d’acquisition et des algorithmes de traitement en 3D comme en 4D on pu être élaborés et testés avec succès.

L’objectif de cette thèse est de capitaliser sur le banc actuel et d’aborder de nouveaux thèmes d’études. La prise en compte du banc de mesure actuel et des ses améliorations - déplacement robotisé des sources - constitue une première étape. Cela permettra la mise en place de nouvelles géométries 3D d’acquisition, très à l’étude actuellement. En 4D, la comparaison de résultats de surveillance de réservoir à l’aide de sources actives et passives est envisagée et pourra s’appuyer sur l’expertise d’ISTerre concernant l’utilisation des corrélations de bruit ambiant.

Cette thèse pourrait faire suite à un stage de M2R de qualité. Elle concerne particulièrement une ou un étudiant(e) attiré(e) par les expérimentations en laboratoire et le traitement de données (Matlab). Le candidat devra montrer son gout pour la recherche en milieu industriel. Dans cette optique, si la thèse sera basée à l’ISTerre (Grenoble), elle comprendra des temps d’immersion dans l’entreprise (Massy).

B. de Cacqueray, P. Roux, M. Campillo S. Catheline and P. Boue, 2011, Elastic-wave identification and extraction through array processing : An experimental investigation at the laboratory scale, Journal of Applied Geophysics.

B. de Cacqueray, P. Roux, M. Campillo S. Catheline, accepted for Jan-Feb 2013, Tracking of velocity variations at depth in the presence of surface velocity fluctuations, Geophysics.