FR2674961A1 - Methode pour evaluer a partir de diagraphies, la teneur en matiere organique des roches le long d'un puits. - Google Patents
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Abstract
On utilise des logs donnés par au moins deux sondes mesurant par exemple le temps de transit DELTAT du son dans la roche et la résistivité électrique (Rt)- 1 / 2 des formations. Dans un diagramme bi-dimensionnel, les lignes (I) d'iso-teneur en matière organique M.O. sont des droites parallèles à une droite de référence I (0%) de M.O. La méthode comporte la segmentation de la zone de puits mesurée en plusieurs segment et sur chacun d'eux, le positionnement d'une droite de référence valable pour tous les couples de paramètres mesurés sur le segment. Les limites de chaque segment sont fixées automatiquement en partant de la base du puits, par des sélections successives des points les plus pauvres en M.O. Sur chaque segment ensuite, la teneur en M.O. de chaque point du diagramme est évaluée par comparaison avec la droite de référence correspondante. Application à l'étude de bassins sédimentaires.
Description
L'invention concerne une nouvelle méthode pour évaluer automatiquement la teneur en matière organique de roches le long d'un puits foré au travers d'un bassin sédimentaire, par une combinaison de données obtenues dans le puits par au moins deux sondes de diagraphie mesurant des paramètres différents, déplacées le Long d'une zone de puits déterminée, et un dispositif pour sa mise en oeuvre.
Les méthodes habituellement utilisées pour estimer la teneur des roches sédimentaires en matière organique relèvent de la géochimie organique. Elles consistent essentiellement à quantifier et caractériser la matière organique contenue dans des échantillons pré levés dans des déblais de forage ou bien éventuellement dans des carottes géologiques, quand elles sont disponibles. Les données géochimiques obtenues sont généralement peu nombreuses et parcellaires en raison du manque d'échantillons disponibles. La teneur en matière organique des formations géologiques n'est donc connue le plus souvent qu'en un nombre restreint de profondeurs et son évaluation est liée à la représentativité des déblais retirés des puits.On sait notamment que chaque échantillon prélevé dans des déblais est souvent représentatif d'une certaine épaisseur de terrain (de l'ordre de plusieurs mètres) et dans des formations présentant des variations rapides de faciès, il ne rend pas compte assez finement de leur hétérogénéité. IL est connu aussi que certains échantillons ne sont pas très significatifs dans la mesure où ils ont été prélevés dans certaines zones qui ont été mélangées avec des retombées provenant de couches supérieures. On sait en outre que la présence de certains produits tels que du gazole ou du fuel qui peuvent se trouver dans la boue de forage, fausse complètement les mesures effectuées au laboratoire.Il faut noter aussi que des -correctifs doivent être apportés aux profondeurs de prélèvement des échantilions mesurées par les foreurs pour que les données résultant des ana lyses géochimiques puissent être utilisée et ceci nécessite des recalages de profondeurs.
L'évaluation des va leurs de la teneur organique tout au long d'un puits par les méthodes d'analyse est donc généraLement longue et délicate.
Les méthodes déjà utilisées présentent souvent un caractère empirique et se révèlent applicables uniquement dans des cas d'espèce.
Par la demande de brevet français publiée 2 630 826 on connait une méthode permettant de donner de façon systématique et précise une évaluation représentative de la teneur des formations géologiques en matière organique à partir des données recueillies par des sondes de diagraphie déplacées dans un forage au travers d'un bassin sédimentaire. Cette méthode désignée par CARBOLOG, comporte l'utilisation de données fournies par au moins deux sondes de diagraphie mesurant deux paramètres différents. On choisit une première sonde telle qu'une sonde de mesure de résistivité par exemple produisant des signaux de mesure évoluant dans le même sens en réponse à une variation de la teneur en eau, en argile et en matière organique dans les roches sédimentaires.On choisit une autre sonde (une sonde du type sonique par exemple) qui produit des signaux de mesure évoluant en sens contraire L'une de L'autre en réponse à une variation de la teneur en matière organique d'une part et de L'eau ou de l'argile d'autre part dans les mêmes roches sédimentaires. Les deux sondes étant choisies en outre de manière qu'une partie au moins des ensembles de couples de va leurs des paramètres mesurés par ces deux sondes correspondant à une teneur égale en matière organique, associés respectivement à des roches sédimentaires comportant une proportion déterminée d'argiLe ou d'eau, soient sensiblement identiques.
La méthode comporte aussi la sélection d'au moins un coup le de va leurs des paramètres caractéristiques de la matière organique pure, qui se traduit par un point sur un diagramme bidimensionnel et L'étabLissement d'un réseau d'ensembles d'iso-teneur avec affectation à chaque ensemble de ce réseau d'une teneur égale en matière organique. Ce classement des coup les de va leurs est réalisé en prenant pour référence un ensemble particulier de couples de va leurs correspondant à des roches sédimentaires contenant une teneur en matière organique déterminée. Dans son diagramme bidimensionnel, chaque ensemble du réseau établi est traduit par une ligne d'iso-teneur.Ce réseau étant établi on détermine facilement l'ensemble de couples (ou ligne d'iso-teneur) du réseau auquel appartient chacun des coup les de va leurs des deux paramètres mesurés par les sondes de mesure (chaque point représentatif) en une pluralité d'emplacements de mesure à des profondeurs différentes d'un même puits.
On peut alors réaliser un enregistrement des va leurs des teneurs en matière organique associées respectivement à chaque coup Le de manière à réaliser une représentation sensibLement continue de la teneur en matière organique des formations traversées par le puits.
La méthode antérieure donne des résultats satisfaisants à condition que les géoLogues fixent Les cotes des segments qu'iLs estiment intéressants en ce qui concerne leur richesse en M.O. et qu'il existe toujours dans l'intervalLe considéré des niveaux pauvres en M.O. permettant le calage des ensembles d'isoteneur 0% M.O..
La méthode selon l'invention permet l'évaluation automatique de ta teneur en matière organique de roches autour d'un puits foré au travers d'un bassin sédimentaire, par une combinaison de données obtenues dans le puits par au moins deux sondes de diagraphie mesurant des paramètres différents, déplacées le long d'une zone de puits déterminée, et ceci sans que Les opérateurs aient à sélectionner au préalable un segment particulier d'intervention après ana lyse des logs disponibles.Les deux sondes sont choisies pour que :
a) L'une produise des signaux de mesure dont les va leurs évoluent dans le même sens en réponse à une variation de la teneur en eau, en argile et en matière organique dans les roches sédimentaires (c'est le cas pour une sonde mesurant la résistivité électrique des terrains),
b) L'autre produise des signaux de mesure dont les valeurs évoluent en sens contraire les unes des autres en réponse à une variation de la teneur en matière organique d'une part et de Liteau ou de l'argile d'autre part dans les mêmes roches sédimentaires comme le fait par exemple une sonde du type sonique, et
c) au moins une partie des couples de va leurs produites respectivement par les deux sondes à un même emplacement du puits, sont sensiblement identiques quand elles correspondent à une même teneur en matière organique, pour des roches sédimentaires comportant une proportion déterminée d'argile ou d'eau.
a) L'une produise des signaux de mesure dont les va leurs évoluent dans le même sens en réponse à une variation de la teneur en eau, en argile et en matière organique dans les roches sédimentaires (c'est le cas pour une sonde mesurant la résistivité électrique des terrains),
b) L'autre produise des signaux de mesure dont les valeurs évoluent en sens contraire les unes des autres en réponse à une variation de la teneur en matière organique d'une part et de Liteau ou de l'argile d'autre part dans les mêmes roches sédimentaires comme le fait par exemple une sonde du type sonique, et
c) au moins une partie des couples de va leurs produites respectivement par les deux sondes à un même emplacement du puits, sont sensiblement identiques quand elles correspondent à une même teneur en matière organique, pour des roches sédimentaires comportant une proportion déterminée d'argile ou d'eau.
La méthode est caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison
1/ La sélection parmi tous les couples de va leurs mesurées par les deux sondes, le long de la zone d'investigation, d'une première série de couples correspondant à une même portion de puits et pour chacun,
a) la détermination parmi les couples de ladite série, d'un couple de valeurs caractéristique d'une valeur minimale de matière organique et le positionnement d'un ensemble d'iso-teneur en matière organique servant de référence (cet ensemble étant une ligne d'iso-teneur dans un diagramme bi-dimensionnel), la cote de l'emplacement du puits où ce couple caractéristique a été mesuré constituant une limite supérieure pour ladite portion de puits; ;
b) l'établissement d'un réseau d'ensembles d'iso-teneur en affectant à chaque ensemble de ce réseau, une teneur égale en matière organique à partir de l'ensemble d'iso-teneur de référence;
c) la détermination en relation avec cet ensemble d'iso-teneur, de la teneur en matière organique associée à chaque coup le de va leurs de ladite série par comparaison avec le réseau constitué;
2/ la répétition de L'étape précédente 1) et ceci tant que la cote dudit emplacement est au-dessous de la limite supérieure de la zone étudiée, avec sélection d'une autre série de coup les de va leurs mesurées dans la portion de puits adjacente à La précédente jusqu'à atteindre ladite limite supérieure; et
3/ la réalisation d'un enregistrement des va leurs des teneurs en matière organique associées respectivement à chaque coup le de valeurs, de manière à réaliser une représentation sensiblement continue de la teneur en matière organique des formations sur toute La zone traversée par le puits.
1/ La sélection parmi tous les couples de va leurs mesurées par les deux sondes, le long de la zone d'investigation, d'une première série de couples correspondant à une même portion de puits et pour chacun,
a) la détermination parmi les couples de ladite série, d'un couple de valeurs caractéristique d'une valeur minimale de matière organique et le positionnement d'un ensemble d'iso-teneur en matière organique servant de référence (cet ensemble étant une ligne d'iso-teneur dans un diagramme bi-dimensionnel), la cote de l'emplacement du puits où ce couple caractéristique a été mesuré constituant une limite supérieure pour ladite portion de puits; ;
b) l'établissement d'un réseau d'ensembles d'iso-teneur en affectant à chaque ensemble de ce réseau, une teneur égale en matière organique à partir de l'ensemble d'iso-teneur de référence;
c) la détermination en relation avec cet ensemble d'iso-teneur, de la teneur en matière organique associée à chaque coup le de va leurs de ladite série par comparaison avec le réseau constitué;
2/ la répétition de L'étape précédente 1) et ceci tant que la cote dudit emplacement est au-dessous de la limite supérieure de la zone étudiée, avec sélection d'une autre série de coup les de va leurs mesurées dans la portion de puits adjacente à La précédente jusqu'à atteindre ladite limite supérieure; et
3/ la réalisation d'un enregistrement des va leurs des teneurs en matière organique associées respectivement à chaque coup le de valeurs, de manière à réaliser une représentation sensiblement continue de la teneur en matière organique des formations sur toute La zone traversée par le puits.
La méthode comporte par exemple l'utilisation d'une troisième sonde.
Elle peut comporter en outre une étape préalable de contrôle des données enregistrées.
Cette étape préalable peut consister en un contrôle de qualité des données avec une séLection de celles qui sont mesurées dans un intervalle de variation déterminé.
Cette étape préaLable peut aussi comporter un lissage des échantillons de signaux mesurés.
La méthode peut encore comporter une sélection lithologique par comparaison des données enregistrées avec des valeurs-seuils.
Suivant un mode de réalisation, la méthode comporte par exemple l'utilisation d'une première sonde mesurant la résistivité Rt des terrains traversés par ladite zone de puits et d'une deuxième sonde mesurant le temps de transit (AT) du son dans lesdits terrains et dans ce cas la détermination de chaque couple de va leurs caractéristique d'une va leur minima le en matière organique comporte avantageusement la sélection du coup le de va leur pour lequel le produit (Rt)I/n (hT-T ATM) ou (Rt) 1/n est une racine de nième chaque valeur de La résistivité (Rt) mesurée et ( #T-#TM) l'écart entre chaque va leur en temps de transit AT et une va leur minimale ATM.
Le dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode est caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux sondes adaptées à produire L'une des signaux de mesure dont les va leurs évoluent dans le même sens en réponse à une variation de la teneur en eau, en argile et en matière organique dans les roches sédimentaires, et L'autre, des signaux de mesure dont les valeurs évoluent en sens contraire les unes des autres en réponse à une variation de la teneur en matière organique dune part et de de L'eau ou de l'argile d'autre part dans les mêmes roches sédimentaires, des moyens d'enregistrement des va leurs des paramètres mesurés par Lesdites sondes et un ensembLe de traitement programmé pour réaliser les étapes 1/ à 3/ de la méthode.
La méthode selon l'invention permet la segmentation automatique de la zone entière étudiée et la détermination automatique pour chaque segment, des lignes 0% en matière organique (M.O), ceci par une ana lyse comparée des coup les de va leurs associés aux emplacements de mesure dans le puits (ou de la configuration relative des points représentatifs sur le diagramme bi-dimensionnel, associés respectivement à ces couples de valeurs).
D'autres caractéristiques et avantages de la méthode selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation décrits à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés où - la Fig.1 montre la répartition dans un diagramme bi-dimensionnel,
des points figurant l'ensemble des couples de valeurs mesurées tout
le long d'une zone de puits mesurée; - les fig.2, 3, 4 et 5 montrent les sous-ensembles de l'ensemble de
points précédents, associés respectivement à des segments de puits
adjacents en partant du plus profond, et les lignes 0% de M.O qui
peuvent être déterminées pour ces points à partir du point 100% de
matrice PM;; - les Fig.6 et 7 montrent, un mode de positionnement de points du
diagramme représentatif sur une ligne d'iso-teneur parallèle à la
ligne 0% de M.O. qui a été déterminée pour un quelconque des
sous-ensembles; de ta teneur volumétrique (C.O.T) de roches en
fonction de la valeur; - la Fig.8 montre schématiquement sur différents segments d'un puits,
les lignes d'iso-teneurs à 0% de MO par rapport auxquelles la
méthode permet L'évaLuation des teneurs C.O.T. des terrains
traversés par le puits; - la Fig.9 montre des résultats comparés obtenus par ta méthode selon
l'invention (COTLOG) sur toute une zone de puits et par une méthode
d'analyse d'échantillons géologiques du type ROCKEVAL (COTLAB), et - la Fig.10 montre schématiquement un exemple de dispositif de mise en
oeuvre de la méthode.
des points figurant l'ensemble des couples de valeurs mesurées tout
le long d'une zone de puits mesurée; - les fig.2, 3, 4 et 5 montrent les sous-ensembles de l'ensemble de
points précédents, associés respectivement à des segments de puits
adjacents en partant du plus profond, et les lignes 0% de M.O qui
peuvent être déterminées pour ces points à partir du point 100% de
matrice PM;; - les Fig.6 et 7 montrent, un mode de positionnement de points du
diagramme représentatif sur une ligne d'iso-teneur parallèle à la
ligne 0% de M.O. qui a été déterminée pour un quelconque des
sous-ensembles; de ta teneur volumétrique (C.O.T) de roches en
fonction de la valeur; - la Fig.8 montre schématiquement sur différents segments d'un puits,
les lignes d'iso-teneurs à 0% de MO par rapport auxquelles la
méthode permet L'évaLuation des teneurs C.O.T. des terrains
traversés par le puits; - la Fig.9 montre des résultats comparés obtenus par ta méthode selon
l'invention (COTLOG) sur toute une zone de puits et par une méthode
d'analyse d'échantillons géologiques du type ROCKEVAL (COTLAB), et - la Fig.10 montre schématiquement un exemple de dispositif de mise en
oeuvre de la méthode.
On sait que la réponse des outils de diagraphie est liée aux caractéristiques propres des composants ainsi qu'à leur pourcentage respectif dans le volume de roche étudié. L'outil mesurant par exemple le temps de transit du son dans Les formations est sensible aux teneurs en eau, en matière organique et en argile et beaucoup moins aux variations de composition de la matrice. L'outil mesurant la densité est lui, sensible à L'eau et à la matière organique mais peu à l'argile. Une sonde de neutrons mesurant le nombre d'atomes d'hydrogène dans les formations, est sensible à leur teneur en eau, en matière organique ou en argile.L'outil mesurant la résistivité éLectrique des roches fera peu de différence entre l'argile et L'eau si elle est conductrice, et aucune pour des variations de composition de la matrice si les minéraux conducteurs ne sont pas en phase continue dans celle-ci. Il s'avère qu'une sonde à rayons gamma ne fournit pas de réponse liée directement aux paramètres physiques de la matière organique.
Pour évaluer le pourcentage volumétrique de matière organique, on choisit une sonde telle qu'une sonde mesurant la résistivité des terrains (Rt), dont les signaux de mesure évoluent en sens contraire Les uns des autres en réponse à une variation de la teneur des roches en matière organique d'une part et en eau et en argile d'autre part et un autre outil du type "sonique" mesurant le temps de transit AT du son dans la roche ou la densité ou bien la teneur en atomes d'hydrogène dont les réponses à une variation de la teneur des roches en eau, en argile et en matière organique varient dans le même sens.
Pour faciliter la visualisation des résultats et la compréhension de la méthode selon l'invention, on va utiliser ci-après un mode de représentation graphique. Les couples de va leurs mesurées sont symbolisées par des points sur un diagramme où AT est en abscisse et (R t est en ordonnée. ri est un coefficient égal ou voisin de 2.
Par cette sélection d'outils, les opérations d'évaluation de la teneur en matière organique sont simplifiées. Dans le diagramme de variations en fonction des deux paramètres choisis, les ensembles d'iso-teneur déjà mentionnés se répartissent sur des courbes d'iso-teneur en matière organique. Sur le diagramme, on peut positionner quatre pôles purs qui correspondent aux quatre coup les de va leurs prises par Les paramètres si la roche-mère contient 100 % soit de matière organique, soit d'eau, soit de matrice (ensemble des minéraux, argiles exclues) ou soit encore d'argile.
On peut se ramener à un diagramme à trois pôles, car on a vérifié expérimentalement que les courbes d'iso-teneur qui réunissent le pôle matrice au pôle eau d'une part et au pôle argile d'autre part, sont sensiblement confondues sur une partie au moins de leur longueur et donc qu'elles sont sensiblement à la même place, dans le cas de L'eau et de l'argile, dans un contexte géologique très fréquent où L'eau de formation est relativement salée et la porosité des formations souterraines (non comprise celle de l'argile) est faible.
La concordance des Lignes d'iso-teneur s'observe notamment lorsque
L'on utilise le diagramme résistivité ((Rt)1/n), temps de transit AT pour situer les points représentatifs des teneurs en matière organique.
L'on utilise le diagramme résistivité ((Rt)1/n), temps de transit AT pour situer les points représentatifs des teneurs en matière organique.
On peut considérer que, dans un tel système à 3 composants, les équations qui régissent L'argilosité d'une roche sont linéaires et donc que dans un tel système de coordonnées, les courbes d'iso-teneur volumétrique en matière organique sont des droites parallèles (Fig.1, 2) à celles qui relient le pôle 100 % de matrice PM au point 100 % d'argile PA. La résistivité de la matrice ou de la matière organique pouvant être considérée comme infinie, le pôle matrice et le pôle matière organique sont situés sur l'axe AT mais à des positions nettement différentes car le temps de transit AT de la matrice M (de
L'ordre 140 ps/mètre à 190 Fs/mètre selon sa composition) est très inférieur à celui de la matière organique AT(MO).On estime que dans la plupart des cas, AT (MO) varie autour d'une vaLeur moyenne de 800 ps/mètre.
L'ordre 140 ps/mètre à 190 Fs/mètre selon sa composition) est très inférieur à celui de la matière organique AT(MO).On estime que dans la plupart des cas, AT (MO) varie autour d'une vaLeur moyenne de 800 ps/mètre.
Un diagramme similaire peut être tracé en remplaçant le pôle argile PA par un pôle 100 % eau P E et de la même façon les droites d'iso-teneur en matière organique sont parallèles à celle qui joint celui-ci au pôle P M de matrice.On vérifie expérimentalement que dans un tel diagramme, Les droites d'iso-teneur en matière organique ont sensiblement la même pente que l'on considère le pôle eau P E ou Le pôle argile P A et donc que le pourcentage de matière organique contenu dans une roche peut être déterminé même si l'on ignore la position précise du pôle eau ou du pôle argile des lors que l'on peut déterminer La droite sur laquelle ils se trouvent.En conséquence, t'estimation de la teneur de la roche en matière organique ne nécessite que le positionnement de la ligne I(O %) joignant le pôle matrice au pôle argile ou eau (et correspondant à une teneur nulle en
M.O.) et la sélection par les géologues d'une valeur AT sur l'axe
MO AT qui correspond au temps de transit du son dans une roche qui ne contient que de la matière organique.
M.O.) et la sélection par les géologues d'une valeur AT sur l'axe
MO AT qui correspond au temps de transit du son dans une roche qui ne contient que de la matière organique.
L'ensemble d'iso-teneur servant de référence qui est traduit par une ligne correspondant à une roche contenant un pourcentage déterminé de matière organique, est obtenu expérimentalement à partir des va leurs des deux paramètres choisis mesurés tout le long de chaque puits ou portion de puits. Dans le diagramme (AT, 1/ F t) cette Ligne de référence est soit la droite
I(O %) (fig. 6) partant du pôle matrice PM, soit une ligne I passant par au moins un point (associé à un coup le de va leurs mesurées) auquel on sait attribuer une teneur particulière. Dans un dragramme AT,
1/#Rt, cette ligne est celle de plus grande pente joignant le pôle matrice à l'un des points représentatifs des coup les de va leurs des paramètres choisis.
I(O %) (fig. 6) partant du pôle matrice PM, soit une ligne I passant par au moins un point (associé à un coup le de va leurs mesurées) auquel on sait attribuer une teneur particulière. Dans un dragramme AT,
1/#Rt, cette ligne est celle de plus grande pente joignant le pôle matrice à l'un des points représentatifs des coup les de va leurs des paramètres choisis.
Le repérage des points les uns par rapport aux autres, sur le diagramme (#T, (Rt) ), peut consister par exemple à comparer les abscisses des points correspondant à des droites passant par le pôle matrice et les points considérés par une ordonnée de mesure égale. Un décalage vers la droite d'un point par rapport à un autre, correspond pour lui à une vitesse de propagation du son plus faible.
Avec cette convention, le déplacement des points représentatifs vers les va leurs plus élevées du temps de transit AT (correspondant à une diminution de la vitesse de propagation du son), peut être attribué à deux causes différentes. La première est la décompaction naturelLe des terrains qui est plus faible au fur et à mesure que la profondeur décroît. La deuxième est un enrichissement en
M.O. Dans un terrain qui serait totalement dépourvu de M.O., l'évolution vers des temps de transit plus longs des points au fur et à mesure de la remontée (autour d'une Ligne moyenne IT sur la Fig. 8), serait due uniquement à la décompaction normale et donc les points représentatifs pourraient se répartir autour d'une ligne dont la pente serait sensiblement constante sur toute L'épaisseur de la zone de mesure.
M.O. Dans un terrain qui serait totalement dépourvu de M.O., l'évolution vers des temps de transit plus longs des points au fur et à mesure de la remontée (autour d'une Ligne moyenne IT sur la Fig. 8), serait due uniquement à la décompaction normale et donc les points représentatifs pourraient se répartir autour d'une ligne dont la pente serait sensiblement constante sur toute L'épaisseur de la zone de mesure.
L'idée essentielle à la base de la méthode selon
L'invention, est de tirer profit des écarts que L'on peut détecter par continuité entre les points du diagramme dans une même zone pour repérer la présence de M.O. dans les terrains traversés et de mesurer leur teneur après avoir positionné automatiquement au préalable sur le diagramme, la ligne de référence commune 0% de M.O.
L'invention, est de tirer profit des écarts que L'on peut détecter par continuité entre les points du diagramme dans une même zone pour repérer la présence de M.O. dans les terrains traversés et de mesurer leur teneur après avoir positionné automatiquement au préalable sur le diagramme, la ligne de référence commune 0% de M.O.
L'épaisseur du terrain pour laquelle cette ligne de référence 0% de M.O est commune, ne peut être fixée a priori.
Cependant, l'observation de l'évolution des points du diagramme pour des profondeurs décroissantes permet de délimiter les cotes de passage des couches successivement traversées. On admet, et ceci est vérifié généralement dans la pratique, que la pente des droites 0% de M.O. ne peut que diminuer de la base vers le sommet de la zone de puits mesurée et qu'au-dessus d'un segment de puits plus riche en M.O., il existe un segment qui L'est moins.
La mise en oeuvre est effectuée en recherchant systématiquement à partir de la base de la zone de mesure et sur toute sa profondeur, le coup le de va leurs mesurées (figuré par un point sur les diagrammes bi-dimensionnels) correspondant à la vitesse La plus grande (au paramètre AT le plus faible). Dans un diagramme représentatif de coordonnées, (Rt)-1/n, AT (Fig. 6, 7) le couple de va leurs mesurées recherché est celui par lequel la pente de la droite qui le joint au pôle matrice est la plus forte. La pente d'une telle droite se calcule en faisant le rappot (Rt)î/n/(ATAT) La pente maxima le dans ce cas sera déterminée en recherchant La va leur minima le du produit (Rt) / (AT-AT ).
M
Ce point est nécessairement un point où la teneur en M.O est minimale et supposée sensiblement nulle. Sa position sur le diagramme, n'est plus influencée que par l'autre paramètre c'est-à-dire la compaction des terrains à la profondeur correspondante. Ce point est repéré, par sa cote C1 (Fig.8) et l'on peut tracer la ligne 0% de M.O passant par ce point. Cette ligne I(0%) de M.O. va servir de référence pour tous Les emplacements de mesure entre la base du puits et la cote Cl. L'écart entre cette ligne de référence et la pente IMI va permettre de caractériser la teneur des terrains traversés par le segment du puits considéré.
Ce point est nécessairement un point où la teneur en M.O est minimale et supposée sensiblement nulle. Sa position sur le diagramme, n'est plus influencée que par l'autre paramètre c'est-à-dire la compaction des terrains à la profondeur correspondante. Ce point est repéré, par sa cote C1 (Fig.8) et l'on peut tracer la ligne 0% de M.O passant par ce point. Cette ligne I(0%) de M.O. va servir de référence pour tous Les emplacements de mesure entre la base du puits et la cote Cl. L'écart entre cette ligne de référence et la pente IMI va permettre de caractériser la teneur des terrains traversés par le segment du puits considéré.
Si la cote C1 trouvée n'est pas celle de la limite supérieure de la zone mesurée, on ôte tous les points du diagramme représentatifs de ce premier segment entre la base et la cote C1 et l'on cherche alors parmi les points restants, celui caractérisé par une valeur minimale du produit précédent (Rt)1/n.(#T-#TM), qui va servir pour positionner la ligne de référence associée au segment situé au-dessus. La cote C2 de ce point représentatif auquel on associe la vitesse la plus grande, marque la limite supérieure de cette nouvelle couche.
Tant que l'on n'a pas atteint la limite supérieure de la zone de mesure, on recommence L'opération précédente, après avoir ôté tous les points associés aux segments sous-jacents, pour trouver à chaque fois la cote supérieure C3 ... Cn du segment suivant et ceci successivement.
Les segments ayant été délimités et les lignes 0% de M.O.
ayant été placées, on détermine les teneurs en M.O. correspondant aux coup les de va leurs mesurées sur chaque segment.
Le positionnement des lignes d'iso-teneur servant de référence est effectué dans la pratique, après les étapes de sélection suivantes.
On utilise généralement les enregistrements (logs) des mesures fournies par au moins deux sondes et de préférence trois sondes différentes : une sonde sonique, une sonde de mesure de la résistivité des terrains traversés et une sonde gamma. Si le temps de parcours des ondes acoustiques dans les argiles est supérieur à 400 micro-seconde/mètre (120 ps/ft) comme c'est souvent le cas dans Les terrains faiblement compactées, on utilise une mesure supplémentaire de densité pour repérer les niveaux contenant du charbon.
Pour autant qu'elles aient été obtenues à pas de mesure constant, l'utilisateur peut exploiter soit les données brutes, soit les données ayant subi un contrôLe préalable de qualité, soit encore des données lissées.
Le contrôle de qualité qui est réalisé, est basé notamment sur une modélisation des données mesurées par la sonde sonique. En fonction du pas d'échantiLLonnage et de la résolution verticale de cette sonde, et de va leurs extrêmes admissibles pour la vélocité du son, on impose une limite à la variation admissible de la vélocité au passage d'une lithologie quelconque à une lithologie du type anhydride ou du type charbon. Si le pourcentage de données écartées à la suite de ce contrôle de qualité est trop important, ce qui indique que l'outil est passé dans une zone bruitée, toutes les données de cette zone sont éliminées.
Le lissage des données est effectué par exemple par la méthode dite du filtrage à la médiane dans laquelle on attibue à un échantillon central dans une suite de (2n+1) échantillons de données successivement mesurés, la valeur médiane des échantillons de cette suite.
La méthode comporte la détermination de la lithologie des terrains traversés par le sondage dans le but de sélectionner les principaux faciès roches mères potentielles, argiLes et charbons et d'écarter les autres lithologies. La sélection est obtenue par une méthode dite de filtrage passe-bande ("cut off"). On applique tout d'abord des critères permettant de repérer les autres lithologies.Les échantillons sont retenus si une et une seule des conditions suivantes est vérifiée - argilosité (mesurée avec la sonde gamma) < p p (p = 30 % par exemple) - temps de parcours par unité de longueur ( dt (dt = 180
microseconde/m par exemple - rapport des résistivités > r (r = 4 par exemple) - résistivités Rt > Ro (Ro = 100 ohm. mètre par exemple)
Parmi les échantillons classés dans les "autres lithologies", on sélectionne ceux pour lesquels le temps de parcours est supérieur à un seuil caractéristique des charbons.Ce critère est habituellement sélectif sauf lorsque le puits traverse des couches peu compactées où le temps de parcours pour l'argile est du même ordre que cette valeur-seuil. Lorsque c'est le cas, on fait un test supplémentaire pour vérifier que la densité est inférieure à une certaine densité significative égale à 1,5 par exemple.
microseconde/m par exemple - rapport des résistivités > r (r = 4 par exemple) - résistivités Rt > Ro (Ro = 100 ohm. mètre par exemple)
Parmi les échantillons classés dans les "autres lithologies", on sélectionne ceux pour lesquels le temps de parcours est supérieur à un seuil caractéristique des charbons.Ce critère est habituellement sélectif sauf lorsque le puits traverse des couches peu compactées où le temps de parcours pour l'argile est du même ordre que cette valeur-seuil. Lorsque c'est le cas, on fait un test supplémentaire pour vérifier que la densité est inférieure à une certaine densité significative égale à 1,5 par exemple.
On classe les échantillons non retenus par les tests précédents dans Les argiles.
La méthode comporte ensuite la détermination des lignes correspondant à 0 % de matière organique M.O, dans Les zones d'une certaine épaisseur où l'on décèle une présence continue d'une lithologie du type argile. On rejette les bancs trop minces car, en-decà d'une certaine épaisseur choisie égale à un certain nombre de fois la définition verticale de l'outil sonique (8 par exemple), les paramètres trouvés sont trop sensibles aux erreurs de mesure.
La détermination des lignes 0% de M.O comporte trois étapes a) le calcul pour tous les points du diagramme (correspondant chacun à
un coup le de va leurs mesurées à la même profondeur dans le puits)
de la pente de la droite qui le joint au pôle "matrice" qui a pour
-1/n
coordonnées (Dtma,(Rt) ) ou Dtma est fixé par exemple à 156
microseconde/m (ou 47 microseconde/ft); b) la sélection d'une pente moyenne par tranche de terrain,
L'épaisseur de chaque tranche étant par exemple L'épaisseur
minimale des bancs argileux; c) la détermination de la va leur minima le des pentes moyennes sur
toute la Longueur du puits où les outils de diagraphie ont opéré et
produit des logs, et la cote C1 correspondant à cette va leur
minimale.
un coup le de va leurs mesurées à la même profondeur dans le puits)
de la pente de la droite qui le joint au pôle "matrice" qui a pour
-1/n
coordonnées (Dtma,(Rt) ) ou Dtma est fixé par exemple à 156
microseconde/m (ou 47 microseconde/ft); b) la sélection d'une pente moyenne par tranche de terrain,
L'épaisseur de chaque tranche étant par exemple L'épaisseur
minimale des bancs argileux; c) la détermination de la va leur minima le des pentes moyennes sur
toute la Longueur du puits où les outils de diagraphie ont opéré et
produit des logs, et la cote C1 correspondant à cette va leur
minimale.
Dans le cas où, comme on l'a vu, cette cote est supérieure à celle du haut de la zone mesurée, on exclut les couples de va leurs mesurées à des emplacements du puits au-dessous de la cote C1, et l'on sélectionne la pente moyenne minima le restante qui va servir de ligne de référence pour Le segment compris entre la nouvelle cote C2 et la précédente cote C1.
La ligne de référence d'iso-teneur I(O %) ou I(l %) ayant été positionnée sur le diagramme, on peut alors calculer la teneur volumétrique associée à chacun des coup les de valeurs.
Dans le cas général, on détermine la position des différentes lignes d'un réseau de lignes d'iso-teneur à partir de la ligne de référence et la valeur choisie pour le coefficient AT(MO).
Dans le cas pratique de représentation (/iT,(Rt) 1/n) des figures 1 à 7 où le réseau est un ensemble de droites parallèles à la droite de référence I(O %), on trace la droite I(k) du réseau passant par tout point Mk déterminé par les mesures diagraphiques et l'on mesure la va leur AT associée. La teneur volumétrique (C.O.T.) qui lui
k correspond est obtenue alors en appliquant la relation
où AT M et AT MO sont, on le rappelle, les temps de transit associés respectivement au pôle matrice et au pôle matière organique.
k correspond est obtenue alors en appliquant la relation
où AT M et AT MO sont, on le rappelle, les temps de transit associés respectivement au pôle matrice et au pôle matière organique.
Le calcul ayant été effectué pour chacun des points (Mk) du diagramme, on peut donc réaliser un enregistrement des va leurs obtenues et une représentation graphique de la variation de La teneur volumétrique des roches en fonction de la profondeur.
De préférence, on transforme les teneurs volumétriques t(%) obtenues en teneurs pondérales tp en carbone organique en utilisant la relation
DMO 1 tp = t(%) . . - (2)
d k où DMO représente la densité de la matière organique, d, la densité de la roche et k un facteur de proportionnalité entre le carbone organique et la matière organique. Par cette transformation, on facilite les comparaisons avec les résultats obtenus par les analyses géochimiques. On peut "lisser" les résultats précédents sur une épaisseur de plusieurs mètres pour obtenir des résultats représentatifs d'une même épaisseur de formations que les ana lyses géochimiques.
DMO 1 tp = t(%) . . - (2)
d k où DMO représente la densité de la matière organique, d, la densité de la roche et k un facteur de proportionnalité entre le carbone organique et la matière organique. Par cette transformation, on facilite les comparaisons avec les résultats obtenus par les analyses géochimiques. On peut "lisser" les résultats précédents sur une épaisseur de plusieurs mètres pour obtenir des résultats représentatifs d'une même épaisseur de formations que les ana lyses géochimiques.
La valeur d utilisée dans la relation (2) peut être soit une donnée obtenue au moyen d'une sonde de mesure de la densité, si on possède une telle diagraphie ou bien une va leur estimée d'après des données connues par ailleurs et notamment d'après des diagraphies de densité qui ont pu être effectuées dans d'autres puits.
Le dispositif de mise en oeuvre comporte (Fig. 10) un outil de puits 1 pour au moins deux sondes de mesure qui sont déplacées tout le long d'une zone de puits 2, suspendues par un câble électro-porteur 3 à une installation de levage 4. Les données mesurées par les sondes sont transmises par des lignes du câble électro-porteur 3, à un appareil d'enregistrement 5. Les données enregistrées sont appliquées par la mise en oeuvre de la méthode, à un calculateur programmé 6. Les sondes peuvent être disposées dans un même corps, dans deux corps distincts rattachés au même câble 3 ou bien encore être descendus successivement le long du puits.
Pour La clarté des explications, on a fait référence à une méthode d'analyse et de sélection graphique. Il est bien évident cependant que les différents calculs permettant de trouver les couples de points de référence, les pentes des lignes d'iso-teneur et leur utilisation dans la détermination des teneurs associés à tous les emplacements du puits où des mesures ont été faites, sont effectués dans la pratique par un calculateur programmé sans aucune référence à une quelconque représentation graphique.
Claims (8)
1) Méthode pour évaluer automatiquement la teneur (C.O.T.) en matière organique de roches autour d'un puits foré au travers d'un bassin sédimentaire, par une combinaison de données obtenues dans le puits par au moins deux sondes de diagraphie mesurant des paramètres différents, déplacées le long d'une zone de puits déterminée, ces deux sondes étant choisies pour que a) L'une produise des signaux de mesure dont les valeurs évoluent dans le même sens en réponse à une variation de la teneur en eau, en argile et en matière organique dans les roches sédimentaires, b) L'autre produise des signaux de mesure dont les va leurs évoluent en sens contraire Les unes des autres en réponse à une variation de la teneur en matière organique d'une part et de de L'eau ou de l'argile d'autre part dans les mêmes roches sédimentaires, et c) au moins une partie des coup les de va leurs produites respectivement par les deux sondes à un même emplacement du puits, sont sensiblement identiques quand elles correspondent à une même teneur en matière organique, pour des roches sédimentaires comportant une proportion déterminée d'argile ou d'eau; la méthode étant caractérisée en ce qu'elle comporte en combinaison 1/ la sélection parmi tous les couples de valeurs mesurées le long de la zone d'investigation, d'une première série de couples correspondant à une même portion de puits et pour chacun, a) la détermination parmi les coup les de ladite série, d'un coup le de va leurs caractéristique d'une va leur minimale de matière organique et le positionnement d'un ensemble d'iso-teneur (I1(0%), 12(0%)...) en matière organique servant de référence, la cote (C1, C2. ..)de l'emplacement du puits où ce coup le caractéristique a été mesuré constituant une Limite supérieure pour ladite portion de puits; b) L'étabLissement d'un réseau d'ensembles d'iso-teneur en affectant à chaque ensemble de ce réseau, une teneur égale en matière organique à partir de l'ensemble d'iso-teneur de référence; c) la détermination en relation avec cet ensemble d'iso-teneur de référence I(O %), de La teneur en matière organique associée à chaque coup le de point de ladite série par comparaison avec le réseau constitué; 2/ la répétition de L'étape précédente tant que la cote dudit emplacement est au-dessous de la limite supérieure de la zone étudiée, avec sélection d'une autre série de coup les de va leurs mesurées dans la portion de puits adjacente à la précédente jusqu'à atteindre ladite limite supérieure; et 3/ la réalisation d'un enregistrement des valeurs des teneurs en matière organique associées respectivement à chaque coup le de valeurs, de manière à réaliser une représentation sensiblement continue de la teneur en matière organique des formations sur toute la zone traversée par le puits.
2) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte l'utilisation d'une troisième sonde.
3) Méthode selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une étape préalable de contrôle des données enregistrées.
4) Méthode selon la revendication 3, caractérisée en ce que le contrôle de qualité comporte une sélection des données mesurées dans un intervalle de variation déterminé.
5) Méthode selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un lissage des échantillons de signaux mesures.
6) Méthode selon L'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une sélection lithologique par comparaison des données enregistrées avec des valeurs-seuils.
7) Méthode selon L'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'on utilise une première sonde mesurant la résistivité R des terrains traversés par Ladite zone de puits et une
t deuxième sonde mesurant le temps de transit (liT) du son dans lesdits terrains et en ce que la détermination de chaque couple de va leurs caractéristique d'une va leur minimale en matière organique comporte la sélection du coup le de va leur pour lequel le produit (Rt)1/n.(#T-#TM) ou (Rt)1/n est une racine de chaque valeur de la résistivité mesurée et (#T-#TM) L'écart entre chaque valeur mesurée du temps de transit AT et une va leur minimale ATM.
8) Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode selon L'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux sondes adaptées à produire l'un des signaux de mesure dont les va leurs évoluent dans le même sens en réponse à une variation de la teneur en eau, en argile et en matière organique dans les roches sédimentaires, et L'autre, des signaux de mesure dont les valeurs évoluent en sens contraire les unes des autres en réponse à une variation de la teneur en matière organique d'une part et de de L'eau ou de L'argile d'autre part dans les mêmes roches sédimentaires, des moyens d'enregistrement des va leurs des paramètres mesurés par lesdites sondes et un ensemble de traitement programmé pour réaliser les étapes 1/ à 3/ définies dans la revendication 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9104323A FR2674961B1 (fr) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Methode pour evaluer a partir de diagraphies, la teneur en matiere organique des roches le long d'un puits. |
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|---|---|---|---|
| FR9104323A FR2674961B1 (fr) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Methode pour evaluer a partir de diagraphies, la teneur en matiere organique des roches le long d'un puits. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2674961A1 true FR2674961A1 (fr) | 1992-10-09 |
| FR2674961B1 FR2674961B1 (fr) | 1994-05-20 |
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ID=9411648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9104323A Expired - Fee Related FR2674961B1 (fr) | 1991-04-08 | 1991-04-08 | Methode pour evaluer a partir de diagraphies, la teneur en matiere organique des roches le long d'un puits. |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2674961B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8729903B2 (en) | 2009-11-09 | 2014-05-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for remote identification and characterization of hydrocarbon source rocks using seismic and electromagnetic geophysical data |
| CN111289576A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-06-16 | 中国矿业大学(北京) | 采矿装置、顶板岩体监测装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3820390A (en) * | 1970-07-27 | 1974-06-28 | J Forgotson | Method of recognizing the presence of hydrocarbons and associated fluids in reservoir rocks below the surface of the earth |
| FR2365812A1 (fr) * | 1976-09-24 | 1978-04-21 | Gearhart Owen Industries | Dispositif perfectionne de diagraphie des sondages |
| EP0141510A2 (fr) * | 1983-10-25 | 1985-05-15 | Mobil Oil Corporation | Procédé pour déterminer la saturation d'huile dans une formation sous surface |
| US4531188A (en) * | 1972-11-29 | 1985-07-23 | Schlumberger Technology Corporation | Methods for automatic processing of information obtained by well logging |
| FR2630826A1 (fr) * | 1988-04-28 | 1989-11-03 | Inst Francais Du Petrole | Methode pour evaluer la teneur des roches sedimentaires en matiere organique a partir de donnees enregistrees dans des puits par des sondes de diagraphie |
-
1991
- 1991-04-08 FR FR9104323A patent/FR2674961B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3820390A (en) * | 1970-07-27 | 1974-06-28 | J Forgotson | Method of recognizing the presence of hydrocarbons and associated fluids in reservoir rocks below the surface of the earth |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| REVUE DE L'INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE vol. 44, no. 6, novembre/décembre 1989, pages 699-719, Paris, FR; B. CARPENTIER et al.: "Diagraphies et Roches-Mires estimation des teneurs en carbone organique par la méthode carbolog" * |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2674961B1 (fr) | 1994-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |