Geologieal study and seismie modeling of a cross-section from the south urgonian platformmargin of the Vercors massif; Contribution to seismic reservoir characterization.
Etude géologique et modélisations sismiques d'une coupe de la bordure méridionale de la plate-forme urgonienne du Vercors ( France) ; Contribution à la caractérisation sismique d'un réservoir carbonaté.
Résumé
The aim of this work is an integrated multi-disciplinary study conceming the seismic modeling and inversion of a realistic 2D geological mode!. The approach which involves an impedance model building, a pre-stack seismic modeling and seismic inversions, is based on the study of outcrops trom a carbonate platform. To build the geo logical model, we focused on the urgonian limestones (Barremian - lower Aptian) and their basement situated on the leeward side of the platforrn, on the south-western part of the Vercors mass if. The outcrops show a semi-continuous exposure of the stratal anatomy from the inner to the outer-slope of the platforrn. Stratal pattern study, associated with cartography and correlation of fifthorder cycles, allowed to build a 16 kilometers long and about 800 meters thick cross-section. By sampling the different Iithofacies, rock physic properties (Vp, Vs, porosity and density) were measured in laboratory. The measured velocities and porosity or clay-content are Iinearly related. The Iinear coefficients were determined and used to build impedance models from porosity values of a real reservoir. The Impedance contrasts will be localized at the top of ail the parasequence of the crosssection. The seismic modeling was perforrned with IWo approaches, a zero-offset ray tracing and a 2D finite differences scheme. The source frequency content was chosen to reproduce the frequency range of standard seismic profiles of oil exploration. Usual as weil as AVO processings were performed on the dataset modelised by fmite difference method to obtain a time migrated profile. The Interpretation of the seismic profiles is compared to the geological mode!. This comparison shows that the stratal pattern is difficult to recover from the interpretation ofthe seismic events in terrns of geometry and pinch-out. Stratigraphie inversion and seismic attributes analyses were carried out on a profile and results were compared to the model geological mode!. The stratigraphie inversion gives impedance profiles close to the original impedance mode!. A lithological prediction was made using the seismie impedance as an attribut and a instantaneous attribut. This attribut discriminate the lithology classes which show the same seismic impedance. After prediction, the lithological section are close to the geological crosssection.
Le but de ce travail est une étude pluridisciplinaire de modélisation sismique 2D et d'inversion d'une coupe géologique de la bordure méridionale du Vercors. L'originalité de ce travail réside dans l'emploi de techniques qui mènent à la caractérisation sismique de réservoir à partir d'une coupe géologique. Le modèle géologique est construit à partir de l'étude sur le terrain des ameurements de la bordure de la plateforme urgonienne (Barrémien - Aptien inférieur). Les corrélations cartographiques et séquentielles de coupes lithologiques de détail permettent d'établir une coupe géologique de 16 kilomètres de long pour 800 mètres d'épaisseur environ. Les calcaires hémipélagiques du Barrémien inférieur et les calcaires bioclastiques du prisme de bas niveau et de l'intervalle transgressif de la séquence BA3 montrent une diminution d'épaisseur en direction du Nord. Cette géométrie résulte d'une érosion des couches du Barrémien inférieur et~Ùne disposition en biseau d'aggradation ("onlaps") des paraséquences du prisme de bas niveau et de l'intervalle transgressif de la séquence BA3 sur la limite SbB3. Ces calcaires bioclastiques ont pu être datés de la base du Barrémien supérieur. Les Calcaires urgoniens montrent une position rétrogradante par rapport aux calcaires bioclastiques de Glandasse, indiquant qu'ils appartiennent à une formation transgressive dont l'âge est Barrémien supérieur. L'échantillonnage des différents Iithofaciès identifiés permet de réaliser la mesure en laboratoire des propriétés pétrophysiques et acoustiques (Vp, Vs et densité) de ces roches. Des relations linéaires entre les vitesses et la porosité ou l'argilosité sont déterminées. Ces. relations sont utilisées pour construire les modèles d'impédance, à partir des valeurs de porosité d'un réservoir réel. La construction des modèles d'impédance est réalisée en accord avec les hypothèses de la stratigraphie séquentielle, toutes les limites des paraséquences sont des réflect,eurs potentiels. La modélisation sismique a été réalisée par deux approches différentes, tracé de rayons à déport nul et différences fmies "multioffset". Les signaux sources employés ont un contenu fréquentiel comparable à ceux généralement extraits des profils sismiques de prospection pétrolière. L'interprétation des profils sismiques est comparée à la coupe géologique. Cette comparaison montre qu'il est difficile de retrouver le découpage en séquences de dépôt "il partir de l'interprétation des relations géométriques et des terminaisons des biseaux des événements sismiques. La dernière partie de ce travail est consacrée à la mise en oeuye de deux techniques de caractérisation sismique de réservoirs sur les profils simulés. Dans un premier temps, une inversion stratigraphique a été réalisée sur les données modélisées par tracé de rayons. Les sections d'impédance acoustiques obtenues sont caractérisées par des valeurs d'impédance proches du modèle d'origine. Dans un second temps, les attributs sismiques après sommation sont employés pour réaliser une interprétation lithologique des données sismiques. L'emploi de l'impédance sismique comme attribut permet une première discrimination lithologique. Un second attribut (attribut instantané) permet de discriminer les classes lithologiques présentant la même impédance sismique. Les profils lithologiques obtenus après prédiction sont comparables au modèle géologique.