Géologie de subsurface

La Géologie de subsurface (UE4 « Géologie et exploitation pétrolière », semestre 4) apprend à « voir » sous la surface, là où se trouvent les pièges pétroliers, à plusieurs kilomètres de profondeur. Faute d’affleurements, le géologue de subsurface travaille avec des mesures indirectes : la sismique (réfraction et surtout réflexion), qui image les couches et les failles, et les données de puits (déblais, carottes, diagraphies), qui donnent la nature des roches et des fluides en un point. Le cours explique la physique des ondes sismiques, l’acquisition et le traitement, la conversion des temps en profondeurs, la construction des cartes structurales et la démarche d’exploration qui conduit à l’implantation d’un puits. Les exemples portent sur le rift de Termit (bassin d’Agadem), où la sismique 2D et 3D a guidé les découvertes. Référence principale : Telford, Geldart & Sheriff, Applied Geophysics.

Objectifs d’apprentissage

• Calculer impédances acoustiques, coefficients de réflexion et angles critiques.
• Interpréter un dromochronique de réfraction et une hyperbole de réflexion (NMO).
• Expliquer la chaîne d’acquisition et de traitement sismique (CMP, sommation, migration).
• Convertir des temps en profondeurs (vitesses moyenne, RMS, d’intervalle ; formule de Dix) et construire une carte isobathe.
• Déterminer une fermeture structurale et un volume de roche.
• Corréler des puits et exploiter les diagraphies de base (GR, densité, résistivité).

Prérequis

Géologie structurale (failles, plis, pendages) et sédimentaire (faciès, séquences), physique des ondes (vitesse, fréquence, longueur d’onde), trigonométrie.

Plan du cours

1. Leçon 1 — Bases physiques de l’imagerie sismique
2. Leçon 2 — Sismique réfraction et sismique réflexion
3. Leçon 3 — Conversion temps-profondeur et modélisation des structures en profondeur
4. Leçon 4 — Exploration en subsurface : puits, diagraphies et intégration

Modalités d’évaluation

Volume horaire : 10 h de CM, 10 h de TD, 10 h de TP et 30 h de TPE ; 3 crédits. Évaluation : contrôle continu (TD, comptes rendus de TP d’interprétation, quiz : 40 %) et examen terminal écrit (60 %).

Bibliographie

• Telford W. M., Geldart L. P. & Sheriff R. E., Applied Geophysics, 2^e éd., Cambridge University Press.
• Kearey P., Brooks M. & Hill I., An Introduction to Geophysical Exploration, Blackwell.
• Tearpock D. J. & Bischke R. E., Applied Subsurface Geological Mapping, Prentice Hall.
• Mari J.-L., Glangeaud F. & Coppens F., Traitement du signal pour géologues et géophysiciens, Technip.
• Rider M. & Kennedy M., The Geological Interpretation of Well Logs, Rider-French Consulting.