FR3049355A1

FR3049355A1 -

Info

Publication number: FR3049355A1
Application number: FR1652596A
Authority: FR
Inventors: Bassem Khadhraoui; Saad Kisra
Original assignee: Services Petroliers Schlumberger SA
Current assignee: Services Petroliers Schlumberger SA
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2016-03-25
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2036-03-25
Also published as: WO2017165341A3; US11112513B2; US20190113639A1; EP3433643A4; FR3049355B1; EP3433643B1; WO2017165341A2; EP3433643A2

Abstract

L'invention concerne un procédé d'estimation de la lenteur acoustique, comprenant : l'obtention (700) d'une pluralité de formes d'ondes acoustiques qui sont reçues par une pluralité de récepteurs d'un outil de diagraphie après l'émission d'une onde acoustique source par un émetteur, l'obtention (710) de modèles de lenteur de la formation souterraine, un modèle de lenteur étant défini par une au moins une cellule de lenteur constante pour au moins un mode d'énergie d'onde, le calcul (720), pour chaque modèle de lenteur, d'un ensemble de temps de trajet candidats, un temps de trajet candidat d'un ensemble de temps de trajet candidats étant calculé pour un mode d'énergie d'onde et une position d'un récepteur de la pluralité de récepteurs, le calcul (730) d'un indicateur de pertinence pour chaque ensemble de temps de trajet candidats, sur la base des formes d'ondes acoustiques enregistrées ; la recherche (740) d'une correspondance entre les ensembles de temps de trajet candidats et les formes d'ondes acoustiques enregistrées en recherchant un indicateur de pertinence qui est optimal, et le calcul (750) d'une estimation de la lenteur acoustique pour la formation souterraine à partir d'un ensemble de temps de trajet candidats pour lesquels l'indicateur de pertinence est optimal.

Description

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF D’ESTIMATION DE LA LENTEUR ACOUSTIQUE DANS UNE FORMATION SOUTERRAINE

CONTEXTE DE L'INVENTION

[0001] La diagraphie acoustique peut être réalisée dans une formation souterraine en utilisant un outil de diagraphie, par exemple un outil de travail au câble et/ou un outil de diagraphie durant le forage. Un outil de diagraphie est placé dans la formation souterraine (par exemple dans un trou de sondage) et inclut au moins un émetteur pour émettre une onde acoustique de référence. L'outil de diagraphie peut inclure de multiples récepteurs recevant et enregistrant les ondes acoustiques d'arrivée après la propagation de l'onde source à travers la formation souterraine. La diagraphie acoustique apporte des données acoustiques qui peuvent être utilisées pour caractériser des propriétés physiques de la formation souterraine, telles que des propriétés des roches à l'intérieur de la formation souterraine. Les données acoustiques peuvent être utilisées pour estimer les lenteurs acoustiques (par exemple l'inverse de la vitesse) dans différentes parties de la formation souterraine. La lenteur peut être définie comme le temps qu'une onde met à se déplacer sur une certaine distance et peut être mesurée en microsecondes par pied.

[0002] On peut estimer une lenteur acoustique en utilisant soit des algorithmes de détection de mouvement, soit des algorithmes de traitement de semblance, comme l'algorithme Slowness Time Cohérence (STC).

[0003] Un premier algorithme de détection de mouvement est divulgué, par exemple, dans le document de brevet US6205087B1. Ce premier algorithme de détection de mouvement opère sur la base d'une seule forme d'onde, en appliquant une comparaison d'amplitude de forme d'onde avec un seuil d'amplitude donné défini par un utilisateur dans une fenêtre temporelle. Quand l'amplitude de forme d'onde atteint pour la première fois le seuil de détection, dans la fenêtre temporelle prise en compte, la valeur temporelle correspondante est calculée. Les valeurs de temps calculées pour les formes d'ondes enregistrées pour les différents récepteurs de l'outil de diagraphie peuvent être comparées les unes aux autres. Les valeurs de temps erronées peuvent être identifiées et rectifiées en conséquence.

[0004] Un deuxième algorithme de détection de mouvement est décrit dans le document intitulé « Improved first-motion algorithm to computed high resolution sonie log » par HP Valero, M. Tejada, D. Murray, 2004, Society of Petroleum Engineers, 90995. Cet algorithme opère sur la base d'une seule forme d'onde. Un critère d'énergie est appliqué à chaque forme d'onde unique pour identifier la portion de forme d'onde à l'arrivée de la première composante d'onde (composante d’onde P). Après l'application d'un critère d'énergie, une fenêtre temporelle est définie pour extraire la portion de forme d'onde d'intérêt. Un ou plusieurs critères peuvent être appliqués aux portions de forme d'onde extraites. Par exemple, le critère Akaike Information Criterion (ci-après AlC) ou le critère Bayes Information Criterion (ci-après BIC) sont ensuite appliqués à la portion de forme d'onde extraite, afin de produire une estimation du temps d'arrivée de la composante d’onde P de la forme d'onde prise en compte. L'opérateur AlC est basé sur la détection d'un changement d'énergie dans une forme d'onde, ceci cependant quand il est utilisé sur la base d'une seule forme d'onde. L'opérateur AlC présente donc une sensibilité élevée aux arrivées précoces indésirables et peut ainsi aboutir à une fausse détection de temps d'arrivée.

[0005] Quand les formes d'ondes enregistrées par les récepteurs de l'outil de diagraphie ont été traitées, une analyse statistique peut être appliquée pour détecter les temps d'arrivée erronés et pour ajuster les temps d'arrivée erronés. La détection des temps d'arrivée erronés peut être réalisée globalement, en comparant les temps d'arrivée pour différents récepteurs en tenant compte de l'espacement uniforme des récepteurs, et/ou à partir d'un seul récepteur.

[0006] Un exemple d'algorithme STC est divulgué dans le document intitulé « Semblance Processing of borehole acoustic array data », Geophysics, vol. 49, n° 3, pp 274-281, par C.V. Kimball et T. Marzetta, 1984. Tandis que les algorithmes de détection de mouvement se fondent sur l'estimation des temps d'arrivée pour les composantes d’onde P, l'algorithme STC peut estimer la vitesse de multiples composantes d'onde (par exemple ondes P, ondes S, etc.) des ondes d'arrivée. L'algorithme STC se fonde sur une analyse comparative de multiples ondes d'arrivée reçues par des récepteurs espacés uniformément d'un outil de diagraphie pour une seule émission d'une onde acoustique source par un émetteur de l'outil de diagraphie. L'algorithme STC identifie la similitude (analyse de semblance) entre des portions des formes d'ondes reçues en tenant compte de l’espacement uniforme des récepteurs. La sortie du STC est ensuite présentée à un algorithme de post-traitement automatique que l'on appelle un « réétiquetage de lenteur » (slowness relabelling »).

[0007] Il se peut que ces algorithmes ne soient pas assez robustes, si bien que le log de lenteur sorti calculé par ces derniers doit faire l'objet d'un contrôle de qualité par les utilisateurs afin, par exemple, de détecter une détection erronée de temps d'arrivée.

Quand la qualité des ondes d'arrivée enregistrées est mauvaise, par exemple en raison d'un bruit acoustique dans le trou de sondage, les utilisateurs procèdent souvent à l'édition des logs de lenteur sortis, sur la base de l'analyse de semblance des formes d'ondes.

RESUME DE L'INVENTION

[0008] Le résumé de cette invention a pour objectif de présenter une sélection de concepts qui sont décrits plus en détail ci-dessous dans la description détaillée. Ce résumé ne vise pas à identifier des caractéristiques clés ou essentielles de l'objet de l'invention, et il ne vise pas non plus à contribuer à limiter la portée de l'objet de l'invention. Les modes de réalisation de la divulgation peuvent inclure un ou plusieurs dispositifs, appareils, systèmes, procédés, produits sous forme de programmes informatiques, ou supports lisibles par un ordinateur.

[0009] Selon d'autres aspects encore, la divulgation concerne un procédé d'estimation de la lenteur acoustique, comprenant l'enregistrement de multiples formes d'ondes acoustiques reçues par de multiples récepteurs après l'émission d'une onde acoustique source par un émetteur à travers la formation souterraine pour obtenir de multiples formes d'ondes acoustiques enregistrées, lesdits multiples récepteurs étant situés à différentes positions dans la formation souterraine. Le procédé inclut en outre l'obtention d'au moins deux modèles de lenteur de la formation souterraine, un modèle de lenteur étant défini par au moins une cellule de lenteur constante ; et le calcul, pour chaque modèle de lenteur, d'un ensemble de temps de trajet candidats. Un temps de trajet candidat d'un ensemble de temps de trajet candidats correspond à un mode d'énergie d'onde et à une position des récepteurs. Le procédé inclut en outre le calcul d'un indicateur de pertinence pour chaque ensemble de temps de trajet candidats sur la base des formes d'ondes acoustiques enregistrées ; la recherche d'une correspondance entre les ensembles de temps de trajet candidats et les formes d'ondes acoustiques enregistrées en recherchant l'indicateur de pertinence maximal ; et le calcul d'une estimation de la lenteur acoustique pour la formation souterraine à partir d'un ensemble de temps de trajet candidats pour lesquels l'indicateur de pertinence est maximal.

[0010] Selon d'autres aspects encore, la divulgation concerne un produit sous forme de programme informatique ou un support lisible par un ordinateur comprenant des instructions exécutables par un ordinateur qui, quand elles sont exécutées par un processeur, amènent ledit processeur à exécuter un procédé d'estimation de la lenteur acoustique selon l'un quelconque des modes de réalisation divulgués dans le présent document.

[0011] Selon d'autres aspects encore, la divulgation concerne un système informatique comprenant un ou plusieurs processeurs pour traiter des données ; et une mémoire fonctionnellement couplée auxdits un ou plusieurs processeurs, qui comprend des instructions de programme pour amener lesdits un ou plusieurs processeurs à exécuter un procédé d'estimation de la lenteur acoustique selon l'un quelconque des modes de réalisation divulgués dans le présent document.

DESCRIPTION SUCCINCTE DES DESSINS

[0012] On comprendra plus facilement les caractéristiques et avantages des modes de réalisation décrits en se référant à la description suivante par référence aux dessins d'accompagnement.

[0013] La Fig. 1 illustre un premier mode de réalisation d'un système comportant un outil de diagraphie destiné à générer des données acoustiques ; [0014] La Fig. 2 illustre un deuxième mode de réalisation d'un système comportant un outil de diagraphie destiné à générer des données acoustiques ; [0015] La Fig. 3 illustre un troisième mode de réalisation d'un système comportant un outil de diagraphie destiné à générer des données acoustiques ; [0016] Les Fig. 4A et 4B illustrent un exemple d'un mode de réalisation d'un système informatique de traitement de données acoustiques ; [0017] La Fig. 4C illustre un exemple de système de traitement de données acoustiques ; [0018] Les Fig. 5A et 5C illustrent certains aspects du traitement des données acoustiques ; [0019] La Fig. 5D illustre certains aspects du traitement des formes d'ondes acoustiques ; [0020] La Fig. 6 illustre un exemple d'organigramme d'un procédé de traitement de données acoustiques ; [0021] Les Fig. 7A et 7B illustrent un exemple d'organigramme d'un procédé d'estimation de la lenteur acoustique ; [0022] La Fig. 8 illustre certains aspects du traitement des formes d'ondes acoustiques ; [0023] La Fig. 9 illustre certains aspects du traitement des formes d'ondes acoustiques ; et [0024] La Fig. 10 illustre certains aspects du traitement des formes d'ondes acoustiques.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION

[0025] Les exemples divulgués dans le présent document concérnent l'acquisition de données acoustiques pour une formation souterraine, et l'analyse de ces données acoustiques pour caractériser des propriétés physiques (par exemple pétrophysiques, géophysiques, mécaniques, structurales) de la formation souterraine, afin, par exemple, de permettre une estimation précise et/ou fiable de la lenteur pour au moins une partie de la formation souterraine.

[0026] La formation souterraine peut être une formation naturelle ou une formation artificielle. Une formation souterraine est située dans une région géologique souterraine. Une région géologique souterraine est une zone géographique qui se trouve en dessous du niveau des terres ou d'un océan. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la région géologique souterraine inclut la formation souterraine dans laquelle un trou de sondage est ou peut être foré et n'importe quelle région souterraine qui peut influencer le forage du trou de sondage, par exemple dû à des contraintes et déformations présentes dans la région souterraine. En d'autres termes, la région géologique souterraine peut inclure non seulement la zone située immédiatement autour d'un trou de sondage ou de remplacement où un trou de sondage pourrait être foré, mais aussi n'importe quelle zone qui influence ou pourrait influencer le trou de sondage ou remplacement où le trou de sondage pourrait être foré.

[0027] Un ou plusieurs modes de réalisation de la technologie peuvent concerner une estimation de la lenteur dans la formation située autour d'un trou de sondage. Une estimation de la lenteur peut être utilisée pour identifier des points d'entrée de gaz naturel dans le trou de sondage. Une estimation de la lenteur peut également être utilisée pour estimer la porosité d'une roche ou d'un autre matériau formant le trou de sondage, pour caractériser les anisotropies ou les orientations induites ou naturelles de la roche, ou pour caractériser les propriétés géomécaniques de la roche afin, par exemple, de définir un poids de fluide à utiliser durant le forage du trou de sondage. Une estimation de la lenteur peut également être utilisée pour établir une relation temps/profondeur pour le trou de sondage, en permettant ainsi une conversion des données sismiques acquises pour le trou de sondage en données de profondeur, et pour produire une cartographie des propriétés du trou de sondage.

[0028] Un ou plusieurs modes de réalisation de la technologie peuvent concerner la gestion en temps réel des opérations de forage. En particulier, un modèle de forage est calibré. Des simulations sont réalisées en continu en utilisant le modèle de forage calibré. Une valeur de mesure prédite à partir des simulations est comparée à une valeur de mesure réelle acquise sur le terrain. Si la valeur de mesure réelle correspond à la valeur de mesure simulée, les simulations peuvent être utilisées pour déterminer un état simulé de l'opération de forage. Sur la base de l'état simulé, un état de l'opération de forage est déterminé et un ou plusieurs signaux de commande des opérations de forage sont exécutés.

[0029] Un ou plusieurs modes de réalisation de la technologie peuvent concerner un système en temps réel basé sur une simulation de forage pour la surveillance, les diagnostics et l'optimisation d'une opération de forage. En particulier, un ou plusieurs modes de réalisation peuvent réaliser des diagnostics et une optimisation pour le forage. Par exemple, un ou plusieurs modes de réalisation peuvent réaliser une atténuation en temps réel des vibrations, une optimisation en temps réel de la vitesse de pénétration (ROP), une surveillance en temps réel de la trajectoire et une recommandation concernant un forage dirigé, une optimisation en temps réel de la qualité du trou de sondage, une diagraphie durant le forage/mesure durant le forage (LWD/MWD) en temps réel, une assurance de qualité des mesures, une surveillance en temps réel de la durée de vie en fatigue, un équilibrage en temps réel de la charge du trépan-aléseur, une surveillance en temps réel de l'usure du trépan et de l'aléseur, et une surveillance en temps réel du flambage et du poids sur l'outil (WOB). La surveillance de la trajectoire peut consister, entre autres, à s'assurer que la trajectoire se trouve en-deçà d'un seuil de la direction prévue souhaitée. La qualité du trou de sondage est le degré de rectitude du trou. La gestion de la durée de vie en fatigue est une gestion des contraintes appliquées à l'équipement, par exemple durant la rotation lors du forage du trou.

[0030] La Fig. 1 illustre un système de chantier de forage dans lequel les exemples divulgués dans le présent document peuvent être mis en oeuvre. Le chantier de forage peut être situé à terre ou en mer. Dans ce système exemplaire, un trou de sondage 11 est formé dans des formations souterraines par forage rotatif. Cependant, les exemples décrits dans le présent document peuvent également utiliser le forage dirigé, comme cela sera décrit ci-après.

[0031] Un train de tiges de forage 12 peut être suspendu à l'intérieur du trou de sondage 11 et comporte un assemblage de fond de trou 100 qui inclut un outil de forage 105 à son extrémité inférieure. Le système de surface peut inclure un assemblage constitué d'une plate-forme et d'une tour de forage 10, positionné au-dessus du trou de sondage 11. L'assemblage 10 peut inclure une table de rotation 16, une tige d'entraînement 17, un crochet 18 et une tête d'injection rotative 19. Le train de tiges de forage 12 peut être entraîné en rotation par la table de rotation 16. La table de rotation 16 peut être actionnée par un dispositif ou un système non représenté ici. La table de rotation 16 peut se mettre en prise avec la tige d'entraînement 17 à l'extrémité supérieure du train de tiges de forage 12. Le train de tiges de forage 12 peut être suspendu au crochet 18, qui est fixé à un moufle mobile (qui n'est pas représenté non plus ici). Le train de tiges de forage 12 peut être positionné à travers la tige d'entraînement 17 et la tête d'injection rotative 19, ce qui permet au train de tiges de forage 12 de pivoter par rapport au crochet 18. Un système d'entraînement supérieur peut être utilisé pour imprimer un mouvement de rotation au train de tiges de forage 12. Dans cet exemple, le système de surface inclut en outre un fluide ou de la boue de forage 26 stocké(e) dans une fosse 27 formée sur le chantier de forage. Une pompe 29 amène le fluide de forage 26 à l'intérieur du train de tiges de forage 12 par l'intermédiaire d’un orifice situé dans la tête d'injection rotative 19, ce qui entraîne un écoulement vers le bas du fluide de forage 26, qui passe dans le train de tiges de forage 12, dans le sens indiqué par la flèche 8. Le fluide de forage 26 sort du train de tiges de forage 12 par l'intermédiaire d'orifices situés dans l'outil de forage 105, puis remonte par l'espace annulaire situé entre l'extérieur du train de tiges de forage 12 et la paroi du trou de sondage 11, dans le sens indiqué par les flèches 9. De cette manière, le fluide de forage 26 lubrifie l'outil de forage 105 et transporte les déblais de forage jusqu'à la surface au fur et à mesure qu'il est renvoyé à la fosse 27 en vue de sa recirculation.

[0032] L'assemblage de fond de trou 100 de l'exemple illustré dans la Fig. 1 inclut un module de diagraphie durant le forage (logging-while-drilling (LWD)) 120, un module de mesure durant le forage (measuring-while-drilling (MWD)) 130, un système et un moteur rotatifs orientables 150, et l'outil de forage 105.

[0033] Le module LWD 120 peut être logé dans un type spécial de masse-tige et peut inclure un ou plusieurs outils de diagraphie. Dans certains exemples, l'assemblage de fond de trou 100 peut inclure des modules LWD et/ou MWD additionnels. Le module LWD 120 peut inclure des capacités permettant de mesurer, de traiter et de stocker des informations, et aussi de communiquer avec l'équipement de surface. Le module LWD 120 peut inclure un appareil de mesure acoustique.

[0034] Le module MWD 130 peut également être logé dans une masse-tige et peut inclure un ou plusieurs dispositifs pour mesurer des caractéristiques du train de tiges de forage 12 et/ou de l'outil de forage 105. Le module MWD 130 peut inclure en outre un appareil (non représenté ici) qui sert à générer de l'énergie électrique pour au moins certaines parties de l'assemblage de fond de trou 100. L'appareil qui sert à générer de l'énergie électrique peut inclure un turbogénérateur mû par la boue, actionné par l'écoulement du fluide de forage. Cependant, d'autres systèmes d'alimentation et/ou à batteries peuvent être utilisés. Dans cet exemple, le module MWD 130 inclut un ou plusieurs des types suivants d'appareils de mesure : un appareil de mesure du poids sur l'outil, un appareil de mesure de couple, un appareil de mesure des vibrations, un appareil de mesure de choc, un appareil de mesure de stick-slip, un appareil de mesure de direction et/ou un appareil de mesure d'inclinaison.

[0035] Bien que les éléments de la Fig. 1 soient représentés et décrits comme étant mis en œuvre dans un type particulier de transport, les exemples divulgués dans le présent document ne sont pas limités à un type particulier de transport mais, au lieu de cela, peuvent être mis en œuvre conjointement avec différents types de transport comprenant, par exemple, des tubes spiralés, une tige de forage à câble et/ou n'importe quels autres types de transport connus dans l'industrie.

[0036] La Fig. 2 illustre un outil acoustique de diagraphie durant le forage (LWD) qui peut être utilisé pour la mise en œuvre de l'outil de LWD 120, ou peut faire partie d'une série d'outils de LWD 120A. Une plate-forme en mer 210 comportant une source ou un ensemble d'émission acoustique 214 peut être déployée près de la surface de l'eau. Dans au moins certains modes de réalisation, n'importe quel autre type de source ou d'émetteur de tête de trou (« uphole ») ou de fond de trou (« downhole ») peut être présent pour émettre les signaux acoustiques. Dans certains exemples, un processeur de tête de trou commande les émissions à partir de l'émetteur 214.

[0037] L'équipement de tête de trou peut également inclure des récepteurs acoustiques (non représentés ici) et un enregistreur (non représenté ici) pour capturer des signaux de référence près de la source des signaux (par exemple l'émetteur 214). L'équipement de tête de trou peut également inclure un équipement de télémétrie (non représenté ici) pour recevoir des signaux de MWD en provenance de l'équipement de fond de trou. L'équipement de télémétrie et l'enregistreur sont peuvent être couplés à un processeur (non représenté ici) de telle sorte que les enregistrements puissent être synchronisés en utilisant des horloges de tête de trou et de fond de trou. Un module LWD de fond de trou 200 inclut au moins des récepteurs acoustiques 230 et 231, qui sont couplés à un processeur de signaux, de telle sorte que des enregistrements puissent être faits de signaux détectés par les récepteurs en synchronisation avec les émissions de la source de signaux.

[0038] En cours de fonctionnement, l'émetteur 214 émet des signaux et/ou des ondes qui sont reçu(e)s par un ou plusieurs des récepteurs 230, 231. Les signaux reçus peuvent être enregistrés et/ou consignés dans des legs pour générer des données de forme d'onde associées. Les données de forme d'onde peuvent être traitées par des processeurs 232 et/ou 234 pour déterminer des valeurs de lenteur comme il est divulgué dans le présent document.

[0039] La Fig. 3 représente un exemple d'un appareil qui peut être utilisé pour la mise en oeuvre des exemples divulgués dans le présent document. Dans certains exemples, des formations souterraines 331 sont traversées par un trou de sondage 332. Le trou de sondage 332 peut être rempli de fluide et/ou de boue de forage. Dans l'exemple illustré, un outil de diagraphie 310 est suspendu à un câble armé 312 et peut être pourvu de centreurs facultatifs. Le câble 312 se prolonge vers le haut du trou de sondage 332, et passe autour d'une poulie de moufle 320 sur une tour de forage 321 avant d'arriver à un treuil qui fait partie de l'équipement de surface 350. Un appareil de mesure de profondeur peut être présent pour mesurer le déplacement du câble pardessus la poulie de moufle 320 et la profondeur à laquelle se trouve l'outil de diagraphie 310 dans le trou de sondage 332.

[0040] Dans certains exemples, un dispositif est inclus dans l'outil de diagraphie 310 pour produire un signal indicatif d'une orientation du corps de l'outil de diagraphie 310. Des circuits de traitement et d'interface présents dans l'outil de diagraphie 310 amplifient, échantillonnent et/ou numérisent les signaux d'information de l'outil pour l'émission, et communiquent les signaux à l'équipement de surface 350 par l'intermédiaire, par exemple, du câble 312. Les signaux d'alimentation électrique et de commande servant à coordonner le fonctionnement de l'outil de diagraphie 310 sont générés par l'équipement de surface 350 et communiqués par l'intermédiaire du câble 312 aux circuits présents dans l'outil de diagraphie 310. L'équipement de surface inclut un processeur 370, un équipement périphérique et/ou un enregistreur 326.

[0041] Dans la présente description, on se réfère à des fonctions, à des moteurs, à des schémas fonctionnels et à des illustrations sous forme d'organigrammes des procédés, systèmes et programmes informatiques selon un ou plusieurs modes de réalisation exemplaires. Chaque fonction, moteur, bloc des schémas fonctionnels et illustration sous forme d'organigramme que l'on décrit peut être mis(e) en oeuvre dans des matériels, des logiciels, des progiciels, des intergiciels, des microcodes, ou n'importe quelle combinaison de ceux-ci convenant à cette fin. S'ils sont mis en oeuvre dans des logiciels, les fonctions, les moteurs, les blocs des schémas fonctionnels et/ou les illustrations sous forme d'organigrammes peuvent être mis en oeuvre par des instructions de programmes informatiques ou des codes logiciels, qui peuvent être stockés ou transmis sur un support lisible par un ordinateur, ou être chargés dans un ordinateur polyvalent, un ordinateur dédié ou un autre appareil programmable de traitement de données pour produire une machine, de telle sorte que les instructions de programme informatique ou le code logiciel qui s'exécutent sur l'ordinateur ou sur un autre appareil programmable de traitement de données créent les moyens pour mettre en oeuvre les fonctions décrites dans le présent document.

[0042] Les modes de réalisation des supports lisibles par un ordinateur comprennent, sans limitation, des supports de stockage informatique et des supports de communications comprenant n'importe quel support qui facilite le transfert d'un programme informatique d'un endroit à l'autre. Plus précisément, des instructions logicielles ou un code de programme lisible par un ordinateur, conçus pour la mise en oeuvre des modes de réalisation décrits ici, peuvent être stockés, à titre temporaire ou permanent, dans leur totalité ou en partie, sur un support non transitoire lisible par un ordinateur d'un dispositif de stockage local ou distant comprenant un ou plusieurs supports de stockage.

[0043] Tel qu'il est utilisé ici, un support de stockage informatique peut être n'importe quel support physique pouvant faire l'objet d'une lecture, d'une écriture ou d'un accès au sens plus général du terme par un ordinateur. Comme exemples de supports de stockage informatique on cite, sans limitation, un disque à mémoire flash ou d'autres dispositifs à mémoire flash (par exemple clés USB, stylos USB, clés de stockage), un CD-ROM ou un autre dispositif de stockage optique, un DVD, un dispositif de stockage sur disque magnétique ou d'autres dispositifs de stockage magnétiques, une puce à mémoire, une mémoire vive, une mémoire morte, une mémoire morte programmable et effaçable électriquement, des cartes à puce, ou tout autre support convenant à cette fin parmi ceux qui peuvent être utilisés pour transporter ou stocker un code de programme sous forme d'instructions ou de structures de données qui peuvent être lues par un processeur d'ordinateur. En outre, diverses formes de supports lisibles par un ordinateur peuvent être utilisées pour transmettre ou transporter des instructions vers un ordinateur, y compris un routeur, une passerelle, un serveur, ou un autre dispositif de transmission, câblé (câble coaxial, fibre, paire torsadée, câble DSL) ou sans fil (infrarouge, radio, cellulaire, micro-ondes). Les instructions peuvent inclure un code de n'importe quel langage de programmation informatique, entre autres, sans limitation, langage assembleur C, C++, Basic, HTML, PHP, Java, Javascript, etc.

[0044] Le système informatique 100 peut être mis en oeuvre sous la forme d'un seul dispositif matériel, par exemple sous la forme d'un ordinateur personnel (PC) de bureau, d'un ordinateur portable, d'un assistant numérique personnel, d'un smartphone, ou bien il peut être mis en oeuvre sur des dispositifs matériels distincts interconnectés, connectés les uns aux autres par une liaison de communication, avec des segments câblés et/ou sans fil.

[0045] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le système informatique 100 fonctionne sous le contrôle d'un système d'exploitation et exécute ou se fonde d’une autre manière sur une diversité d'applications logicielles, de composants, de programmes, d'objets, de modules ou de structures de données informatiques, etc.

[0046] Comme il est illustré schématiquement par la Fig. 4A, le système informatique 400 inclut une unité de traitement 410, une mémoire 411, un ou plusieurs supports de stockage informatiques 412, et d'autres matériels associés tels que des interfaces d'entrée/sortie (par exemple des interfaces de dispositifs telles que des interfaces USB, etc., des interfaces de réseau telles que des interfaces Ethernet, etc.) et un lecteur 413 pour un accès de lecture-écriture auxdits un ou plusieurs supports de stockage informatiques.

[0047] La mémoire 411 peut être une mémoire vive, une antémémoire, une mémoire non volatile, une mémoire de sauvegarde (par exemple mémoires programmables ou mémoires flash), des mémoires mortes, ou n'importe quelle combinaison de celles-ci. L'unité de traitement 410 peut être n'importe quel(le) microprocesseur, circuit intégré, ou unité centrale de traitement (UCT) convenant à cette fin, comprenant au moins un processeur physique ou un cœur de traitement.

[0048] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le ou les supports de stockage informatiques 412 comprennent des instructions de programme informatique qui, quand elles sont exécutées par le système informatique 400, amènent le système informatique 400 à exécuter un ou plusieurs des procédés décrits dans le présent document. L'unité de traitement 410 est un processeur physique qui traite des instructions. Par exemple, l’unité de traitement 410 peut être un circuit intégré qui sert à traiter des instructions. Par exemple, l'unité de traitement peut être constituée d'un ou plusieurs cœurs ou microcœurs d'un processeur. L'unité de traitement 410 du système informatique 400 peut être configurée pour accéder auxdits un ou plusieurs supports de stockage informatiques 412 pour le stockage, la lecture et/ou le chargement d'instructions de programmes informatiques ou de codes logiciels qui, quand ils sont exécutés par le processeur, amènent le processeur à exécuter les blocs d’un procédé décrit dans le présent document. L'unité de traitement 410 peut être configurée pour utiliser la mémoire 411 quand elle exécute les blocs d'un procédé décrit dans le présent document pour le système informatique 400, par exemple pour le chargement d'instructions de programmes informatiques et pour le stockage de données générées durant l'exécution des instructions de programmes informatiques.

[0049] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le système informatique 400 reçoit un certain nombre d'entrées et de sorties pour la communication d'informations à l'extérieur du système. Pour l'interface avec un utilisateur ou un opérateur, le système informatique 400 inclut généralement une interface utilisateur 414 intégrant un ou plusieurs dispositifs d'entrée/sortie destinés à un utilisateur, tels qu'un écran tactile, un clavier, une souris, un microphone, un pavé tactile, un stylo électronique, ou tout autre type de dispositif de saisie. Par ailleurs, une saisie par un utilisateur peut être reçue, par exemple, sur une interface de réseau couplée à un réseau de communication, à partir d'un ou plusieurs dispositifs ou systèmes informatiques externes.

[0050] Le système informatique 400 illustré dans la Fig. 4A peut être connecté à un réseau ou faire partie d'un réseau. Par exemple, comme il est indiqué dans la Fig. 4B, le réseau 420 peut comprendre de multiples nœuds (par exemple nœud X 422, nœud Y 424). Chaque nœud peut correspondre à un système informatique, tel que le système informatique représenté dans la Fig. 4A, ou bien un groupe de nœuds combinés peut correspondre au système informatique représenté dans la Fig. 4A. À titre d'exemple, des modes de réalisation peuvent être mis en œuvre sur un nœud d'un système distribué qui est connecté à d'autres nœuds. À titre d'autre exemple, des modes de réalisation peuvent être mis en œuvre sur un système informatique distribué comportant de multiples nœuds, chaque partie d'un ou plusieurs modes de réalisation pouvant être située sur un différent nœud au sein du système informatique distribué. En outre, un ou plusieurs éléments du système informatique susmentionné 400 peuvent être situés à un emplacement distant et être connectés aux autres éléments sur un réseau.

[0051] Bien que cela ne soit pas indiqué dans la Fig. 4B, le nœud peut correspondre à une lame, dans un châssis de serveur, qui est connectée à d'autres nœuds par l'intermédiaire d'un fond de panier. À titre d'autre exemple, le nœud peut correspondre à un serveur dans un centre de traitement de données. À titre d'autre exemple, le nœud peut correspondre à un processeur d'ordinateur ou à un micro-cœur d'un processeur d'ordinateur à la mémoire et/ou aux ressources partagée(s).

[0052] Les nœuds (par exemple le nœud X 422, le nœud Y 424) dans le réseau 420 peuvent être configurés afin de fournir des services pour un dispositif client 426. Par exemple, les nœuds peuvent faire partie d'un système infonuagique. Les nœuds peuvent inclure une fonctionnalité permettant de recevoir des demandes du dispositif client 426 et d'envoyer des réponses au dispositif client 426. Le dispositif client 426 peut être un système informatique, tel que le système informatique représenté dans la Fig. 4A. De plus, le dispositif client 426 peut inclure et/ou exécuter au moins une partie d'un ou plusieurs modes de réalisation.

[0053] Le système informatique 400 (Fig. 4A), un nœud X 422 ou Y 424 (Fig. 4B) d'un système informatique ou l'équipement de surface 350 (Fig. 3) peut comprendre en outre un référentiel de données pour stocker des données acoustiques, des données intermédiaires et/ou des données résultantes. Un référentiel de données est n'importe quel type d'unité et/ou de dispositif de stockage (par exemple un système de fichiers, une base de données, une collection de tableaux, ou tout autre mécanisme de stockage) destiné au stockage de données. De plus, le référentiel de données peut inclure une pluralité de différentes unités de stockage et/ou de différents dispositifs de stockage. La pluralité de différentes unités de stockage et/ou de différents dispositifs de stockage peut être ou ne pas être du même type ou située au même emplacement physique et/ou sur le même dispositif physique.

[0054] La Fig. 4C illustre un système comprenant un référentiel de données 440 pour le stockage de données acoustiques et de données apparentées. Le référentiel de données 440 peut être utilisé pour stocker des formes d'ondes acoustiques enregistrées 452, des formes d'ondes acoustiques prétraitées 459, des positions de récepteurs et d'émetteurs 453, des modèles de lenteur 454, y compris des cellules géologiques 456, des indices de modes d'énergie 460 et des valeurs de lenteur 455. Le référentiel de données 440 peut être utilisé pour stocker d'autres données en rapport avec les données acoustiques, par exemple des indicateurs de pertinence 450, des temps de trajet candidats 451, des temps de trajet correspondants 458, et des cartes de lenteur 457.

[0055] Le référentiel de données 440 peut être fonctionnellement connecté à une application de terrain 470 pour la réalisation d'opérations sur le terrain et/ou pour la mise en oeuvre d'un procédé divulgué dans le présent document. L'application de terrain peut être exécutée par un dispositif fonctionnellement connecté à un outil de diagraphie, par exemple par le système informatique 400 (Fig. 4A), par un ou plusieurs noeuds X 422, Y 424 (Fig. 4B) d'un système informatique, ou par l'équipement de surface 350 (Fig. 3) ou tout autre dispositif de contrôle d'une opération sur le terrain.

[0056] Des procédés de traitement de données de formes d'ondes acoustiques acquises pour une formation souterraine sont décrits en détail ci-après. Les procédés peuvent être mis en oeuvre par un dispositif fonctionnellement connecté à un outil de diagraphie 310, par exemple par le système informatique 400 (Fig. 4A), par un ou plusieurs noeuds X 422, Y 424 (Fig. 4B) d’un système informatique, ou par l'équipement de surface 350 (Fig. 3) ou tout autre dispositif de contrôle d'une opération sur le terrain.

[0057] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l'outil de diagraphie 310 inclut un ou plusieurs émetteurs et un ou plusieurs récepteurs. Les différents récepteurs peuvent être ou ne pas être du même type. Plus généralement, dans la présente divulgation, le mot «différent», en ce qui concerne les récepteurs, est utilisé pour désigner des instances de récepteurs qui peuvent être ou ne pas être du même type.

[0058] Chaque émetteur de l'outil de diagraphie est configuré pour émettre une onde acoustique source. Une onde acoustique peut correspondre à une onde sonore dans la plage de fréquences de 1 à 25 kHz. L'onde source est une onde oscillante, par exemple une onde sinusoïdale. L'émetteur peut être un émetteur unipolaire ou un émetteur bipolaire. Dans le cas d'un émetteur unipolaire, l'énergie de l’onde source est émise dans chaque direction à partir d'une position centrale, tandis qu'un émetteur bipolaire émet l'énergie dans une certaine direction. L'onde source émise peut être reçue et enregistrée par les différents récepteurs après sa propagation à travers la formation souterraine, c.-à-d. après sa propagation à travers le trou de sondage (par exemple à travers le fluide présent dans le trou de sondage ou à travers des zones vides du trou de sondage) et/ou après sa réflexion sur les parois du trou de sondage et/ou après sa propagation le long des parois du trou de sondage et/ou après sa réfraction à travers les parois du trou de sondage et sa propagation à travers des matériaux solides de la formation souterraine (par exemple la roche ou les matériaux dans lesquels le trou de sondage est foré). La direction de propagation des ondes est perpendiculaire au front des ondes.

[0059] Une onde reçue et enregistrée par un récepteur peut ainsi comprendre différents types de composantes d'onde, selon le chemin de propagation suivi par l'onde source avant son arrivée au récepteur. L'onde reçue peut comprendre, par exemple, des composantes d'onde telles qu'une composante d’onde P, une composante d’onde S, une composante d’onde de Stoneley, une composante d’onde de boue, une composante d’onde de Rayleigh, etc. Pour un matériau géologique donné (par exemple une roche donnée, un fluide donné), chacune de ces composantes d'onde a une vitesse de propagation spécifique. Une onde P (également appelée onde de compression) est une onde élastique qui oscille dans la direction de propagation de l'onde. Une onde S (également appelée onde de cisaillement) est une onde élastique qui oscille perpendiculairement à la direction de propagation de l'onde. Une onde de Stoneley est une onde qui se propage le long d'une interface solide/fluide, par exemple le long de la paroi d'un trou de sondage rempli de fluide. Une onde P peut être produite par réflexion d'une onde source sur une paroi du trou de sondage. Une onde P ou une onde S peut être produite quand une onde source se propage à travers une paroi du trou de sondage d'une onde source et pénètre dans la formation souterraine dans laquelle le trou de sondage a été foré, en étant réfractée (la direction de propagation est changée quand Fonde traverse la paroi). Une onde de Rayleigh est une onde de surface qui se déplace près de la surface de matériaux solides. Une onde de boue est une onde de compression transmise par un fluide dans un trou de sondage.

[0060] Quand on considère un seul récepteur, les différents types de composantes d'onde produits par une onde source émise par un émetteur, après la propagation à travers la formation souterraine, arrivent au récepteur à différents temps d'arrivée. La forme d'onde enregistrée par ce récepteur comporte ainsi différents types de composantes de forme d'onde. La Fig. 5D illustre cet aspect. Après l'émission de Fonde source au temps TO, la composante d’onde P arrive au temps T1, la composante d’onde S arrive au temps T2, la composante d’onde de Rayleigh arrive au temps T3, la composante d’onde de boue arrive au temps T4, et la composante d’onde de Stoneley arrive au temps T5. On notera que les différents types de composantes d'onde peuvent avoir différentes amplitudes, différentes fréquences ou plus généralement différents attributs de forme d'onde.

[0061] Chaque composante d'onde correspond à un mode d'énergie donné et à une manière dont l'énergie acoustique d'une onde se propage dans une ou plusieurs directions. Par exemple, un premier mode d'énergie El correspond aux ondes P. Un deuxième mode d'énergie E2 correspond aux ondes S. Un troisième mode d'énergie E3 correspond aux ondes de Stoneley.

[0062] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, des modèles de lenteur sont utilisés pour estimer la lenteur dans une formation souterraine. Le modèle de lenteur est un modèle de la lenteur des ondes acoustiques à travers une formation souterraine. Un modèle de lenteur est utilisé pour prédire le temps de trajet d'une onde acoustique à travers une formation souterraine. Un modèle de lenteur peut prédire le temps de trajet d'un(e) ou plusieurs composantes d'onde/modes d'énergie d'onde d'ondes acoustiques.

[0063] Un modèle de lenteur Sm peut être défini par des cellules géologiques de lenteur constante pour un mode d'énergie/une composante d'onde donné(e). Une cellule géologique a ainsi une valeur de lenteur constante pour au moins un mode d'énergie/une composante d'onde. Sans perte de généralité, le modèle de lenteur peut être défini de telle sorte que chaque cellule géologique ait une valeur de lenteur constante pour chaque mode d'énergie. Par conséquent, le modèle de lenteur peut être commun aux divers multiples modes d'énergie. Dans au moins certains modes de réalisation, un modèle de lenteur peut être défini pour un seul mode d'énergie et plusieurs modèles de lenteur peuvent être définis pour lesdit(e)s plusieurs modes d'énergie/composantes d'onde.

[0064] Une cellule géologique peut correspondre à une zone volumique dans la formation souterraine. Chaque cellule géologique peut, par exemple, correspondre à un matériau géologique donné ou à une zone vide. Une cellule géologique peut, par exemple, avoir la forme d'une cellule parallélépipédique tridimensionnelle (3D) ou toute autre forme convenant à cette fin. Une valeur de lenteur peut être associée à chaque cellule géologique d'un modèle de lenteur Sm et à chaque mode d'énergie Ej, et stockée dans une mémoire, par exemple dans le référentiel de données 440.

[0065] Pour chaque modèle de lenteur Sm, une technique de lancer de rayon peut être utilisée pour modéliser les chemins de propagation des ondes dans les multiples cellules géologiques de la formation souterraine. La technique de lancer de rayon est basée sur des chemins de rayon représentant les chemins de propagation des différents types de composantes d'onde, et elle peut être utilisée pour prédire ou déterminer des temps de trajet ou des temps d'arrivée des composantes d'onde aux récepteurs après leur propagation le long des chemins de propagation représentés.

[0066] Pour simplifier, le moment où l'émission de l'onde acoustique source a lieu peut être utilisé comme référence temporelle et recevoir une valeur arbitraire de zéro. Ainsi, le temps de trajet- d'une composante d'onde (c.-à-d. la période de temps correspondant à son déplacement d'un émetteur à un récepteur donné) est égal au temps d'arrivée (c.-à-d. la valeur temporelle ou l'estampille temporelle de l'arrivée de la composante d'onde) de cette composante d'onde.

[0067] Les Fig. 5A à 5C illustrent plusieurs modèles de lenteur pour une formation souterraine donnée dans laquelle un trou de sondage est foré.

[0068] Le modèle de lenteur illustré par la Fig. 5A correspond à un modèle de lenteur à quatre cellules géologiques 500-503, la cellule géologique 500 correspondant au trou de sondage lui-même, contenant par exemple un fluide, et les cellules géologiques 501-503 correspondant à différents types de roches ou de matériaux formant la formation souterraine dans laquelle le trou de sondage est foré. Avec ce premier modèle de lenteur, selon une technique de lancer de rayon, une onde émise par l'émetteur T se propage à travers la cellule géologique 500, puis est reflétée par la paroi du trou de sondage au niveau de la cellule géologique 502 et/ou se propage le long de la paroi du trou de sondage à l'interface entre la cellule géologique 500 et la cellule géologique 502, et se propage finalement de nouveau à travers la cellule géologique 500 avant de parvenir à l'un des récepteurs RI à R3.

[0069] Le modèle de lenteur illustré par la Fig. 5B correspond à un modèle de lenteur à sept cellules géologiques 510-516, la cellule géologique 510 correspondant au trou de sondage lui-même, contenant par exemple un fluide, et les cellules géologiques 511-516 correspondant à différents types de roches ou de matériaux formant la formation souterraine dans laquelle le trou de sondage est foré. Avec ce deuxième modèle de lenteur, selon une technique de lancer de rayon, une onde émise par l'émetteur T se propage à travers la cellule géologique 510, est réfractée par la paroi du trou de sondage à l'interface entre la cellule géologique 510 et la cellule géologique 515, est transmise successivement à travers une ou plusieurs cellules géologiques 515, 514, 513 et/ou 512, est réfractée de nouveau par la paroi du trou de sondage à l'interface entre la cellule géologique 510 et une des cellules géologiques 512, 513 ou 514, et se propage finalement de nouveau à travers la cellule géologique 510 avant de parvenir à l'un des récepteurs RI à R3.

[0070] Le modèle de lenteur illustré par la Fig. 5C correspond à un modèle de lenteur à dix cellules géologiques 520-529, la cellule géologique 520 correspondant au trou de sondage lui-même, contenant par exemple un fluide, et les cellules géologiques 521 -529 correspondant à différents types de roches ou de matériaux formant la formation souterraine dans laquelle le trou de sondage est foré. Avec ce troisième modèle de lenteur, selon une technique de lancer de rayon, une onde émise par l'émetteur T se propage à travers la cellule géologique 520, est réfractée par la paroi du trou de sondage à l'interface entre la cellule géologique 520 et la cellule géologique 528, est transmise successivement à travers une ou plusieurs cellules géologiques 527, 528,525, 526, 524, 522 et/ou 523, est réfractée de nouveau par la paroi du trou de sondage à l'interface entre la cellule géologique 520 et une des cellules géologiques 522, 524, 525 ou 527, et se propage finalement de nouveau à travers la cellule géologique 520 avant de parvenir à l'un des récepteurs RI à R3.

[0071] L'utilisation d'un modèle de lenteur comportant des cellules géologiques de lenteur constante pour une composante d'onde donnée permet de calculer le temps de trajet d'une composante d'onde dans une cellule géologique donnée du modèle de lenteur sur la base de la valeur de lenteur associée à la cellule géologique donnée et de la longueur de la portion du chemin de propagation à l'intérieur de la cellule géologique donnée. Un temps de trajet pour une composante d'onde donnée entre un émetteur à une position donnée et un récepteur à une position donnée peut alors être calculé pour chaque chemin de propagation en calculant la somme des différents temps de trajet dans les différentes cellules géologiques calculées pour les différentes portions du chemin de propagation. Pour chaque modèle de lenteur, un temps de trajet peut ainsi être calculé, pour une position d'émetteur donnée, pour une position de récepteur donnée et pour une composante d'onde donnée.

[0072] La Fig. 6 représente un organigramme selon un ou plusieurs modes de réalisation d'un procédé de traitement de données acoustiques acquises pour une formation souterraine. Bien que les divers blocs de l'organigramme soient présentés et décrits séquentiellement, une personne de compétence technique ordinaire comprendra qu'au moins certains des blocs peuvent être exécutés dans différents ordres, peuvent être combiné ou omis, et qu'au moins certains des blocs peuvent être exécutés en parallèle. Dans au moins un rrrode de réalisation, le procédé peut être exécutée par le système informatique 400 (Fig. 4A), par un ou plusieurs noeuds X 422, nœud Y 424 (Fig. 4B) d'un système informatique, ou par l'équipement de surface 350 (Fig. 3) fonctionnellement connecté à un outil de diagraphie, par exemple l'outil de diagraphie 310, ou par tout autre dispositif de contrôle d'une opération sur le terrain. Dans le mode de réalisation exemplaire décrit en référence à la Fig. 6, la formation souterraine inclut un trou de sondage.

[0073] Le procédé décrit en référence à la Fig. 6 est désigné ci-dessous par le terme « modélisation avant » (« forward modelling »). Cette modélisation prospective peut être utilisée pour n'importe quelle configuration de récepteurs, c.-à-d. que les récepteurs soient espacés uniformément dans l'outil de diagraphie ou espacés irrégulièrement dans l'outil de diagraphie.

[0074] Au bloc 600, les positions au moins d'un émetteur et d'un ou plusieurs récepteurs d'un outil de diagraphie placé dans le trou de sondage sont obtenues. La position d'un émetteur ou d'un récepteur peut être définie dans un espace unidimensionnel (1D) correspondant à une ligne droite de l'outil de diagraphie le long de laquelle l'émetteur et les récepteurs sont placés. Quand l'outil de diagraphie est placé verticalement dans le trou de sondage, la position d'un émetteur ou d'un récepteur peut être définie comme une valeur de profondeur d dans le trou de sondage.

[0075] Par exemple, un émetteur et Λ/ = 4 récepteurs sont utilisés. En supposant que la diagraphie comprenne un seul émetteur, la position de l'émetteur est notée sous la forme T(d) où d est la profondeur de l'émetteur. De même, une position de récepteur est notée sous la forme R(dn) où n est une valeur sous forme de nombre entier qui varie de 1 à N = 4. La distance TR entre un récepteur à la position R(dn) et l'émetteur à la position T(d) est ainsi TR = |dn - d|.

[0076] Au bloc 610, plusieurs modèles de lenteur sont générés pour la formation souterraine. Pour chaque modèle de lenteur, un ensemble de cellules géologiques ayant une valeur de lenteur constante est défini. Une valeur de lenteur associée à la cellule géologique pour chaque mode d'énergie possible est stockée en mémoire, par exemple dans le référentiel de données 440.

[0077] Au bloc 620, un(e) ou plusieurs modes d'énergie et/ou composantes d'onde sont sélectionné(e)s parmi les modes d'énergie/composantes d'onde utilisé(e)s dans les modèles de lenteur générés au bloc 610. Par exemple, on sélectionne trois modes d'énergie Ei à Es qui correspondent respectivement à trois composantes d'onde: la composante d’onde P, la composante d’onde S, et la composante d’onde de Stoneley. Un indice de mode d'énergie j = 1 à 3 est associé à chaque mode d'énergie Ej.

[0078] Au bloc 630, plusieurs modèles de lenteur sont sélectionnés dans l'ensemble de modèles de lenteur générés. Par exemple, M = 10 modèles de lenteur sont sélectionnés. Un indice de modèle m = 1 à M est associé à chaque modèle de lenteur Sm- [0079] Au bloc 640, pour chaque modèle de lenteur sélectionné au bloc 630 et chaque mode d'énergie sélectionné au bloc 620, un temps de trajet est calculé pour chaque position de récepteur reçue au bloc 600, en tenant compte de la position de l’émetteur. Par conséquent, pour un modèle de lenteur donné, un ensemble de temps de trajet est calculé, chaque temps de trajet correspondant à un mode d'énergie et à une position d'un récepteur de l'outil de diagraphie.

[0080] Au bloc 650, chacun des temps de trajet calculés au bloc 640 est stocké dans une mémoire, par exemple dans le référentiel de données 440, en association avec un indice de modèle de lenteur m, un indice de mode d’énergie J, une position de récepteur R(dn) pour un indice de récepteur n, et une position d'émetteur T(d). Un temps de trajet calculé pour un indice de modèle de lenteur m, un indice de mode d'énergie j, une position de récepteur R(dn) et une position d'émetteur T(d) est noté sous la forme :

[0081] La Fig. 7A représente un organigramme selon un ou plusieurs modes de réalisation d'un procédé d'estimation de la lenteur pour une formation souterraine. Bien que les divers blocs de l'organigramme soient présentés et décrits séquentiellement, une personne de compétence technique ordinaire comprendra qu'au moins certains des blocs peuvent être exécutés dans différents ordres, peuvent être combinés ou omis, et qu'au moins certains des blocs peuvent être exécutés en parallèle. Dans au moins un mode de réalisation, le procédé peut être exécuté par un dispositif fonctionnellement connecté à un outil de diagraphie, par exemple par le système informatique 400 (Fig. 4A), par un ou plusieurs nœuds X 422, le nœud Y 424 (Fig. 4B) d’un système informatique, par l'équipement de surface 350 (Fig. 3), ou par tout autre dispositif de contrôle d'une opération sur le terrain.

[0082] Au bloc 700, des formes d'ondes acoustiques reçues par des récepteurs après l'émission d'une onde acoustique source par un émetteur à travers la formation souterraine sont obtenues. Les récepteurs sont situés à différentes positions dans la formation souterraine. Les formes d'ondes acoustiques peuvent être obtenues directement ou indirectement à partir des récepteurs. Par exemple, les formes d'ondes acoustiques peuvent être obtenues à partir des capteurs et stockées dans le référentiel de données. Les formes d'ondes acoustiques peuvent ensuite être obtenues à partir de le référentiel de données.

[0083] Au bloc 710, un ou plusieurs modèles de lenteur de la formation souterraine sont obtenus. Un modèle de lenteur peut être défini par une ou plusieurs cellules de lenteur constante pour un ou plusieurs modes d'énergie d'onde. Par exemple, les modèles de lenteur peuvent être obtenus à partir de le référentiel de données 440. Les modèles de lenteur peuvent être définis pour un ou plusieurs modes d'énergie de formes d'ondes acoustiques.

[0084] Au bloc 720, un ensemble de temps de trajet candidats est calculé pour chaque modèle de lenteur obtenu au bloc 710. Un temps de trajet candidat d'un ensemble de temps de trajet candidats est calculé pour un mode d'énergie d'onde et une position d'un récepteur des multiples récepteurs.

[0085] Au bloc 730, un indicateur de pertinence est calculé pour chaque ensemble de temps de trajet candidats sur la base des formes d'ondes acoustiques obtenues.

[0086] Au bloc 740, une correspondance entre les ensembles de temps de trajet candidats et les formes d'ondes acoustiques enregistrées est recherchée en recherchant un indicateur de pertinence qui est optimal.

[0087] Au bloc 750, une ou plusieurs estimations de la lenteur sont calculées pour la formation souterraine à partir d'un ensemble de temps de trajet candidats pour lesquels l'indicateur de pertinence est optimal.

[0088] La Fig. 7B représente un organigramme selon un ou plusieurs modes de réalisation d'un procédé d'estimation de la lenteur pour une formation souterraine sur la base de données de forme d'onde enregistrées par les récepteurs d'un outil de diagraphie. Bien que les divers blocs de l'organigramme soient présentés et décrits séquentiellement, une personne de compétence technique ordinaire comprendra qu'au moins certains des blocs peuvent être exécutés dans différents ordres, peuvent être combiné ou omis, et qu'au moins certains des blocs peuvent être exécutés en parallèle. Dans au moins un mode de réalisation, le procédé peut être exécuté par un dispositif fonctionnellement connecté à un outil de diagraphie, par exemple par le système informatique 400 (Fig. 4A), par un ou plusieurs noeuds X 422, le nœud Y 424 (Fig. 4B) d'un système informatique, par l'équipement de surface 350 (Fig. 3), ou par tout autre dispositif de contrôle d'une opération sur le terrain.

[0089] Dans le mode de réalisation exemplaire décrit en référence à la Fig. 7B, la formation souterraine est identique à celle qui est prise en compte pour la modélisation avant. En outre, l'outil de diagraphie est identique ainsi que les positions des récepteurs et de l'émetteur qui sont utilisées pour la modélisation avant.

[0090] Les temps de trajet stockés au bloc 650 sont utilisés comme temps de trajet candidats pour l'estimation de la lenteur sur la base des données de forme d'onde enregistrées par les récepteurs. L'estimation de la lenteur est réalisée selon un procédé qui est décrit ci-dessous en référence à la Fig. 7B. Pour un travail en temps réel, la modélisation avant peut être exécutée à l'avance afin d'être prête pour le traitement des premières données de forme d'onde enregistrées par les récepteurs. Selon un autre exemple, la modélisation avant peut être mise à jour sur la base du résultat de l'estimation de la lenteur réalisée sur la base des données de forme d'onde enregistrées par les récepteurs et des temps de trajet candidats mis à jour utilisés pour estimer des valeurs de lenteur pour la formation souterraine sur la base des deuxièmes données de forme d'onde nouvellement enregistrées par les récepteurs.

[0091] Au bloc 800, une onde source est émise par un émetteur d'un outil de diagraphie acoustique à une profondeur d et des ondes sont reçues par les N récepteurs de l'outil de diagraphie acoustique à une profondeur dn où n est une valeur sous forme de nombre entier qui varie de 1 à N sont enregistrées. Les logs acoustiques produits par l'outil de diagraphie acoustique comprennent des données de forme d'onde représentant une onde acoustique reçue par un récepteur. Chaque récepteur n enregistre au moins une forme d'onde notée sous la forme iv/„. Les données de forme d'onde peuvent inclure des données représentant des ondes P et des ondes S unipolaires, des ondes de flexion bipolaires et/ou des ondes de Stoneley unipolaires, par exemple. Les données de forme d'onde peuvent être obtenues durant le forage (Fig. 1) et/ou par l'intermédiaire d'un câble (Fig. 2) en utilisant un outil acoustique multimode. Des données de forme d'onde unipolaires, des données de forme d'onde bipolaires, des données de forme d'onde quadripolaires, des données de forme d'onde de type pseudo-Rayleigh, et des données de forme d’onde de type Stoneley, peuvent être obtenues à partir des logs acoustiques.

[0092] Les données de forme d'onde représentant les formes d'ondes acoustiques enregistrées 452 peuvent être stockées dans le référentiel de données 440, ou bien elles peuvent être directement envoyées par l'intermédiaire d'une liaison de communication à un dispositif fonctionnellement connecté à un outil de diagraphie 310 ou à un référentiel de données 440. De multiples formes d'ondes acoustiques peuvent ainsi être obtenues pour les multiples récepteurs. Par exemple, les multiples formes d'ondes acoustiques peuvent être lues ou obtenues à partir de le référentiel de données 440, reçues par une application de terrain 470 fonctionnellement connectée à le référentiel de données ou à un outil de diagraphie, reçues par le système informatique 400 (Fig. 4A), par un ou plusieurs nœuds X 422, le nœud Y 424 (Fig. 4B) d'un système informatique, ou par l'équipement de surface 350 (Fig. 3).

[0093] Au bloc 810, un ou plusieurs modes d'énergie sont sélectionnés. Le nombre de modes d'énergie sélectionnés est noté sous la forme P, par exemple P = 3 et trois modes d'énergie Ei, E2 et E3 sont sélectionnés ; ils correspondent respectivement aux ondes P, aux ondes S et aux ondes de Stoneley. Les modes d'énergie sélectionnés et les composantes d'onde correspondantes qu'on utilise pour l'estimation de la lenteur peuvent inclure les modes d'énergie/composantes d'onde sélectionné(e)s au bloc 620 dans la modélisation avant ou un sous-ensemble de ceux-ci/celles-ci. La sélection peut être réalisée manuellement par un utilisateur, ou automatiquement à partir de l'ensemble de modes d'énergie sélectionnés au bloc 620 dans la modélisation avant. Selon un autre exemple, P = 1 pour l'estimation de la lenteur sur des données unipolaires d'ondes P ou pour l'estimation de la lenteur sur des données bipolaires d'ondes S.

[0094] Au bloc 820, un prétraitement est exécuté sur les données de forme d'onde. Cette opération de prétraitement est facultative. Elle améliore les performances du procédé d'estimation de la lenteur. Pour chaque mode d'énergie sélectionné au bloc 810, un prétraitement spécifique de ce mode d'énergie est appliqué à chaque forme d'onde enregistrée. Chaque composante de forme d'onde correspondant à une composante d'onde peut avoir des caractéristiques spécifiques que les autres composantes de forme d'onde n'ont pas ; une amplitude spécifique, un spectre de fréquence spécifique, ou un autre attribut de forme d'onde spécifique. Ainsi, le prétraitement exécuté pour un mode d'énergie donné sur une forme d'onde enregistrée peut être exécuté sur la base d'un ou plusieurs critères (amplitude, écart type d'amplitude, bande de fréquence, ou d'autres critères qui peuvent être extraits à partir d'une forme d'onde), de façon à extraire à partir des formes d'ondes traitées une composante d'onde donnée, et donc à atténuer (par exemple réduire ou supprimer) les autres composantes de forme d'onde qui n'ont pas la ou les caractéristiques spécifiques connues du mode d'énergie donné. Une forme d'onde prétraitée, résultant d'un prétraitement de la forme d'onde w/„ reçue par le récepteur n qui extrait la composante de forme d'onde correspondant au mode d'énergie Ej, sera notée sous la forme wf^^.

[0095] Par exemple, comme il est illustré par la Fig. 5D, la composante d’onde de Stoneley a une amplitude qui est supérieure à celle des autres composantes de forme d'onde et une fréquence inférieure. Par conséquent, en filtrant une forme d'onde enregistrée afin d'extraire - au moyen, par exemple, d'un filtre passe-bas - la composante d’onde de Stoneley, on atténue les autres composantes de forme d'onde ayant une amplitude inférieure et/ou une fréquence plus élevée.

[0096] Selon un autre exemple illustré par la Fig. 5D, la composante d’onde de Rayleigh a une fréquence qui est supérieure à celle des autres composantes de forme d'onde. Par conséquent, en filtrant une forme d'onde enregistrée afin d'extraire - au moyen, par exemple, d'un filtre passe-haut - la composante d’onde de Rayleigh, on atténue les autres composantes de forme d’onde ayant une fréquence inférieure.

[0097] Selon un autre exemple illustré par la Fig. 5D, la composante d’onde P a une amplitude qui est largement inférieure à celle des autres composantes de forme d'onde. Par conséquent, en filtrant une forme d'onde enregistrée afin d’extraire - au moyen, par exemple, d’un filtre d'amplitude - la composante d’onde P, on atténue les autres composantes de forme d'onde ayant une amplitude plus élevée.

[0098] Au bloc 830, un ou plusieurs modèles de lenteur sont sélectionnés. Les modèles de lenteur sélectionnés utilisés pour l'estimation de la lenteur peuvent inclure les modèles de lenteur sélectionnés au bloc 630 dans la modélisation avant, ou un sous-ensemble de ceux-ci. La sélection peut être réalisée manuellement par un utilisateur, ou automatiquement à partir de l'ensemble de modèles de lenteur sélectionnés au bloc 630 dans la modélisation avant.

[0099] Au bloc 840, les temps de trajet calculés pour les modèles de lenteur sélectionnés au bloc 830 et/ou les modes d'énergie sélectionnés au bloc 810 sont obtenus, par exemple, à partir de le référentiel de données 440 dans lequel les temps de trajet ont été stockés au bloc 650 durant la modélisation avant. Ces temps de trajet sont utilisés comme temps de trajet candidats pour l'estimation de la lenteur. Pour chaque modèle de lenteur Sm, un ensemble de N*P temps de trajet candidats est ainsi obtenu, où N est le nombre de récepteurs pour lesquels des données de forme d'onde sont disponibles et P est le nombre de modes d'énergie sélectionnés au bloc 810. Un temps de trajet candidat calculé pour un modèle de lenteur Sm, un mode d'énergie Ej, une position de récepteur R(Dn) et une position d'émetteur T(d) est noté sous la forme :

où j varie de 1 à P, n varie de 1 à N et m varie de 1 à M.

[00100] Au bloc 850, une fonction objective est sélectionnée. La sélection peut être réalisée manuellement par un utilisateur, ou automatiquement à partir d'un ensemble de fonctions objectives disponibles. Une fonction objective est une fonction qui est appliquée à un ensemble de temps de trajet candidats d’un modèle de lenteur donné et à un ensemble de formes d'ondes (avec le prétraitement selon le bloc 820, ou sans le prétraitement) enregistrées par un ou plusieurs récepteurs de façon à générer un indicateur de pertinence pour le modèle de lenteur donné. L'indicateur de pertinence d'un modèle de lenteur est aussi désigné dans le présent document par le terme « indicateur de pertinence de modèle ».

[00101] La fonction objective a pour but de fournir un outil numérique permettant d'identifier automatiquement le modèle de lenteur qui correspond le mieux à un ensemble de formes d'ondes enregistrées. Un indicateur de pertinence de modèle est généré sur la base des temps de trajet candidats calculés pour ce modèle de lenteur donné et par comparaison avec les formes d'ondes enregistrées (que celles-ci aient fait ou non l'objet d'un prétraitement). L'indicateur de pertinence de modèle est une valeur numérique qui est globalement assignée au modèle de lenteur donné considéré dans son ensemble, et représente un niveau de pertinence de ce modèle de lenteur.

[00102] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la fonction objective est configurée pour prendre en compte plusieurs modes d'énergie pour les formes d'ondes enregistrées par les divers récepteurs de l'outil de diagraphie. La fonction objective est un outil d'analyse qui est beaucoup plus robuste vis-à-vis d'une détection erronée d'un temps d'arrivée par comparaison avec un opérateur de forme d'onde appliqué à une seule forme d'onde et à un seul mode d'énergie.

[00103] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la fonction objective se fonde sur l'application d'une transformation non linéaire de Radon aux attributs de forme d'onde calculés au moyen d'un ou plusieurs opérateurs de forme d'onde.

[00104] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la fonction objective se fonde sur un ou plusieurs opérateurs de forme d'onde qui fonctionnent sur la base d'une seule forme d'onde. Un opérateur de forme d'onde peut être appliqué à une seule forme d'onde enregistrée, pour calculer une valeur de sortie d'opérateur représentant un indicateur de pertinence d'un temps de trajet candidat donné calculé pour un récepteur donné et un mode d'énergie donné. L'indicateur de pertinence d'un temps de trajet candidat est désigné également dans le présent document par le terme « indicateur de pertinence de temps de trajet ».

[00105] L'opérateur de forme d'onde est sélectionné de manière telle que l'indicateur de pertinence de temps de trajet ou la valeur de sortie d'opérateur soit optimal pour un temps de trajet candidat qui, pour une forme d'onde donnée, est lemeilleur temps de trajet candidat selon un critère donné représenté par l'opérateur de forme d'onde lui-même. Une valeur de sortie d'opérateur pour un temps de trajet candidat est optimal, par exemple, si la valeur de sortie d'opérateur atteint un maximum, un minimum, ou satisfait à un critère d'optimalité pour le temps de trajet candidat.

[00106] La fonction objective définit comment les indicateurs de pertinence des temps de trajet sont numériquement combinés pour générer l'indicateur de pertinence de modèle. L'indicateur de pertinence de modèle d'un modèle de lenteur donné est une combinaison numérique des indicateurs de pertinence de temps de trajet des temps de trajet candidats calculés pour le modèle de lenteur donné. La combinaison numérique définie par la fonction objective peut se fonder sur une somme, une somme pondérée, une multiplication, une multiplication pondérée ou toute fonction mathématique qui combine les indicateurs de pertinence de temps de trajet de manière telle que la sortie de la fonction objective (c.-à-d. l’indicateur de pertinence de modèle) augmente quand n'importe lequel des indicateurs de pertinence de temps de trajet augmente. Des exemples de fonctions objectives et d'opérateurs de forme d'onde sont décrits ci-dessous.

[00107] L'opérateur de forme d'onde peut être l'opérateur «Short Term Average/Long Term Average» (dénommé ci-après STALTA), l'opérateur «Akaike Information Criterion » (dénommé ci-après AlC), l'opérateur « Bayes Information Criterion » (dénommé ci-après BIC) ou des opérateurs statistiques d'ordre supérieur. L'opérateur STALTA peut être défini sur la base d'une fonction positive g(t) applicable à une forme d'onde. Par exemple, la fonction g (t) peut extraire l'enveloppe de Hilbert de la forme d'onde ou une amplitude de forme d'onde mise au carré. Dans l'équation ci-dessous (éq1), t est un temps de trajet candidat pour lequel la valeur de sortie d'opérateur/l'indicateur de pertinence de temps de trajet est calculé(e), sw et Iw définissent une fenêtre temporelle autour du temps de trajet candidat t, et ε est un petit nombre réel utilisé à des fins de stabilisation du processus de division :

(éql) où U est une variable qui représente le temps.

[00108] L'estampille temporelle ou la valeur temporelle t pour laquelle la fonction STALTA atteint un maximum sur une zone temporelle d'intérêt est souvent considérée comme le temps d'arrivée du mode d'énergie d'intérêt. La fonction STALTA présente un pic autour de cette valeur temporelle. L'opérateur STALTA est largement utilisé dans le traitement de données globales de sismologie, pour le calcul des temps d'arrivée de l'onde P et de l'onde S. Selon l'équation (éq1) ci-dessus, la valeur de sortie d'opérateur est calculée à partir d'une portion de la forme d'onde acoustique enregistrée correspondant à une fenêtre temporelle [t - lw,t + sw] définie par rapport au temps de trajet candidat donné t.

[00109] L'opérateur AlC est défini, par exemple, dans le document intitulé « A new look at the statistical model identification », par Akaike H., 1974, IEEE Transactions on Automatic Control, 19 (6), pp 716-723. L'opérateur AlC vise à détecter des changements dans une forme d'onde enregistrée et la sortie de l'opérateur AlC augmente visiblement quand un changement est détecté. Le changement le plus apparent observé dans la sortie de l'opérateur AlC est souvent associé au temps d'arrivée du premier mode d'énergie, par exemple l'arrivée de la composante d’onde P.

[00110] Le Bayes Information Criterion est défini, par exemple, dans le document intitulé « Estimating the dimension of a model », by Schwarz G. E., 1978, Annals of Statistics 6.

[00111] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la fonction objective s'appelle la fonction CSM (CSM, pour Combined Sonic Mapping) et est définie par l'équation (éq2) ci-dessous :

(éq2) où : - Kn est un facteur de mise à l'échelle pour le récepteur d'indice n ; par défaut, ce facteur de mise à l'échelle peut être configuré sur une valeur de 1 ; et - Op est un opérateur de forme d'onde applicable à une forme d'onde d'entrée (par exemple AlC, BIC, STALTA.

[00112] En ce qui concerne les notations ci-dessus,

est la sortie d'opérateur pour la forme d'onde prétraitée ^ et pour le temps de trajet candidat

est l'indicateur de pertinence de temps de trajet, basé sur l'opérateur de forme d'onde Op, du temps de trajet candidat TT Bj{T{d),R(dj^')) correspondant au récepteur R(dn) à une position dn.

[00113] De même,

est l'indicateur de pertinence de modèle, basé sur l'opérateur de forme d'onde Op, du modèle de lenteur Sm pour les modes d'énergie Ei à Ep.

[00114] En choisissant STALTA comme opérateur de forme d'onde, nous obtenons l'expression CSMstalta telle qu'indiquée par l'équation (éq3) :

(éq3) [00115] De même, en choisissant AlC comme opérateur de forme d'onde pour CSM, nous obtenons l'expression CSMaic telle qu'indiquée par l'équation (éq4) :

(éq4) [00116] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la fonction objective s'appelle la fonction GSTC (GSTC, pour General Slowness Time Cohérence) et est définie par l'équation (éq5) ci-dessous :

(éq5) où : - Tw est une longueur de fenêtre utilisée pour extraire une portion des formes d'ondes.

[00117] Telle qu'elle sort de l'équation (éq6) ci-dessous, la fonction GSTC serait équivalente à l'opérateur STC sous les conditions additionnelles ci-dessous : - P est égal à un ; - Tous les récepteurs sont espacés uniformément dans l'outil acoustique : - Un modèle de réfraction est utilisé dans le lancer de rayon de la modélisation avant ; - On suppose qu'une valeur constante de modèle de lenteur existe pour la portion du trou de sondage où les récepteurs sélectionnés sont positionnés.

(éq6) [00118] Avec les fonctions objectives définies dans le présent document, il n'est plus nécessaire d'avoir un espacement uniforme des récepteurs d'un outil de diagraphie. Le mode de propagation des ondes n'est pas non plus limité, car différents modes de propagation peuvent être pris en compte simultanément. En outre, la fonction objective opère également avec n'importe quel type de modèle de lenteur, et par conséquent même en l'absence de lenteur constante dans la partie du trou de sondage où les récepteurs sélectionnés sont positionnés. De plus, les différents temps d'arrivée de différents modes d'énergie peuvent être pris en compte simultanément afin de réduire le risque de calcul de temps de trajet erronés. Par exemple, la prise en compte conjointe de l'arrivée des ondes P, des ondes S et des ondes de Stoneley réduit le risque de détection erronée de l'arrivée d'ondes P. La fonction objective peut également opérer sur une analyse globale des formes d'ondes enregistrées par les récepteurs, plutôt que sur la base d'une seule forme d'onde.

[00119] En référence de nouveau à la Fig. 7B, au bloc 860, un indicateur de pertinence de modèle est calculé pour chaque modèle de lenteur à partir de l'ensemble de formes d'ondes (que celles-ci aient ou non fait l'objet d'un prétraitement) enregistrées par un ou plusieurs récepteurs de l'outil de diagraphie.

[00120] Au bloc 870, une recherche de l'indicateur de pertinence qui est optimal est exécutée sur la base des indicateurs de pertinence de modèle calculés au bloc 860.

[00121] Au bloc 880, l'ensemble de temps de trajet candidats correspondant au modèle de lenteur pour lequel la fonction objective est optimale (par exemple le modèle de lenteur pour lequel l'indicateur de pertinence de modèle est maximum) est obtenu à partir de la recherche exécutée au bloc 870. La fonction objective est optimale, par exemple, quand la valeur de sortie de la fonction objective atteint un maximum, un minimum, ou satisfait à un critère d'optimalitè donné pour un ensemble de temps de trajet candidats correspondant à un modèle de lenteur. L.es temps de trajet candidats correspondant au modèle de lenteur pour lequel la fonction objective est optimale sont désignés dans le présent document par le terme « temps de trajet correspondants ».

[00122] Au bloc 885, un algorithme d’ajustement des temps (« time picking ») peut être utilisé pour comparer les temps de trajet correspondants à des temps de trajet déterminés sur la base d'une seule forme d'onde avec un opérateur de forme d'onde donné appliqué directement à une forme d'onde enregistrée (sans modélisation avant). La Fig. 8 illustre les principes de l’ajustement des temps en utilisant l'opérateur STALTA.

[00123] La Fig. 8 montre des exemples de formes d'ondes d'entrée ainsi que les courbes de sortie associées de l'opérateur STALTA. La sortie de l'opérateur de forme d'onde STALTA peut inclure des pics (valeurs maximales) correspondant aux meilleurs temps de trajet candidats pour les ondes P (PP) et les ondes S (SP), respectivement. Un ensemble de temps d'arrivée candidats obtenus au bloc 650 suite à la modélisation avant est également représenté, pour les ondes P (cercles PC) ainsi que pour les ondes S (cercles SC). Un maximum de la fonction objective est obtenu pour le modèle de lenteur le plus pertinent ou optimal et les temps de trajet correspondants, dans cet exemple, correspondraient à ceux produits par l'opérateur STALTA. La Fig. 8 illustre la situation de temps de trajet non correspondants à des fins illustratives.

[00124] En appliquant localement une approche d'affinage par ajustement des temps basée sur un opérateur de forme d'onde (STALTA, AlC ou BIC) qui opère sur la base d'une seule forme d'onde, les résultats obtenus au bloc 880 peuvent ainsi être évalués. Dans certains modes de réalisation, des techniques de temporisation peuvent être utilisées pour affiner les temps.

[00125] La modélisation avant et les opérations des blocs 830 à 880 ou 830 à 885 peuvent être exécutées plusieurs fois avant l'exécution des opérations du bloc 890.

[00126] Au bloc 890, une ou plusieurs estimations de la lenteur sont obtenues pour la formation souterraine sur la base des temps de trajet correspondants. Une estimation de la lenteur est une des valeurs de lenteur des cellules géologiques du modèle de lenteur le plus pertinent, ou une combinaison de ces valeurs de lenteur. L'estimation de la lenteur peut être calculée pour un ou plusieurs modes d'énergie. Une carte de lenteur peut être générée et affichée sur un écran d'un dispositif. Une carte de lenteur représente des indicateurs de pertinence de valeurs de lenteur calculées pour un mode d'énergie donné à différentes profondeurs avec une fonction donnée. La fonction donnée peut être une fonction objective décrite dans le présent document ou un opérateur de forme d'onde.

[00127] Les Fig. 9 et 10 montrent des exemples de cartes de lenteur résultant du traitement des formes d'ondes acquises par un outil acoustique avec un ensemble de 13 récepteurs dans deux différentes situations. Afin de pouvoir comparer la sortie de différentes fonctions, le traitement a été réalisé sous les conditions suivantes : on suppose que la lenteur est constante sur la zone couverte par l'outil de diagraphie ; les récepteurs sont espacés uniformément de telle sorte que le procédé STC puisse être utilisé comme procédé de référence ; le temps de trajet entre l'émetteur et le récepteur le plus proche est mesuré.

[00128] Ces deux figures 9 et 10 sont constituées de quatre panneaux. Le panneau 1, à gauche, représente les formes d'ondes enregistrées par les récepteurs, avec les temps d'arrivée estimés qui leur sont associés. Sur ce panneau, une droite PL ou SL peut être tracée entre les temps d'arrivée de l'onde P ou des ondes S, respectivement, et cette droite intersecte l'axe horizontal. Cette droite illustre le rapport linéaire qui existe entre la profondeur (ou la position du récepteur) et le temps de trajet correspondant quand la lenteur est uniforme dans le trou de sondage. Le panneau 2 représente une carte de lenteur selon la sortie de l'opérateur STC pour les ondes P. Le panneau 3 représente une carte de lenteur selon la sortie de CSMstalta pour les ondes P. Le panneau 4, à droite, montre une carte de lenteur selon la sortie de CSMaic pour les ondes P. Le niveau de gris d'un point de ces cartes de lenteur est représentatif de la pertinence de la valeur de lenteur à la profondeur/valeur temporelle correspondante. Dans chacun des panneaux 2 à 4, un cercle foncé SV1, SV2, SV3 ou SV4, SV5, SV6 respectivement est représenté ; il correspond à l'indicateur de pertinence le plus élevé correspondant à la valeur de lenteur la plus pertinente à la profondeur correspondante.

[00129] La Fig. 9 montre que CSMstalta ainsi que CSMaic estiment la lenteur des ondes P adéquates (SV2, SV3). Par contre, STC est sujet à un effet de saut de cycle et produit la valeur de lenteur des ondes S (SV1).

[00130] La Fig. 10 montre que les trois procédés testés produisent des estimations comparables de la lenteur des ondes P (SV4, SV5, SV6). Il apparaît cependant clairement que la carte STC est beaucoup plus sujette aux fausses alarmes (beaucoup plus de bruit et beaucoup plus irrégulière) que les deux autres cartes, notamment la carte CSMstalta ou la carte CSMaic- [00131] Un algorithme acoustique d'estimation de la lenteur a été décrit. L'algorithme décrit peut être utilisé pour traiter les données d'outils de diagraphie acoustique quelle que soit la configuration de leurs récepteurs, c.-à-d. que les récepteurs acoustiques n'ont pas obligatoirement besoin d'être espacés uniformément.

[00132] Le procédé d'estimation de la lenteur acoustique qui est décrit dans le présent document peut être utilisé pour des données unipolaires, des données bipolaires acquises avec des outils acoustiques utilisés dans un travail au câble, ou avec des outils acoustiques de diagraphie durant le forage (LWD). La souplesse du procédé décrit permet d'appliquer celui-ci à des outils acoustiques indépendamment de la configuration de leurs récepteurs. Plus précisément, les récepteurs de l'outil d'acquisition de données n'ont pas besoin d'être espacés uniformément.

[00133] Grâce à la transformation non linéaire de Radon, le procédé d'estimation de la lenteur décrit dans le présent document combine l'utilisation de critères d'information tels que STALTA, AlC ou BIC avec une modélisation avant basée sur le lancer de rayon, afin d’obtenir la meilleure correspondance entre le modèle et les données observées suite à une collecte en tir commun. De plus, le procédé permet de détecter conjointement plusieurs modes d'énergie.

[00134] Le procédé produit des temps de trajet à partir de plusieurs modèles de lenteur pour la formation souterraine, en garantissant ainsi la cohérence des temps de trajet calculés avec un modèle de lenteur, et donc les uns avec les autres. Ceci fournit une approche plus robuste pour l'estimation de la lenteur acoustique, avec moins de détections erronées de temps d'arrivée. Le procédé peut permettre de réduire les interventions des utilisateurs sur les temps de trajet ou les lenteurs calculés.

[00135] Le procédé d'estimation de la lenteur décrit dans le présent document s'applique aussi bien au traitement des données de diagraphie acoustique sur le terrain qu'au post-traitement de ces données.

[00136] Bien que la description présentée ci-dessus se soit appuyée sur des moyens, des matériaux et des modes de réalisation particuliers, elle ne se limite pas aux moyens, aux matériaux et aux modes de réalisation particuliers divulgués dans le présent document. À titre d'exemple supplémentaire, des modes de réalisation peuvent être utilisés conjointement avec un système tenu dans la main (c.-à-d. un téléphone, un ordinateur fixé au poignet ou à l'avant-bras, une tablette, ou tout autre dispositif tenu dans la main), un système portatif (c.-à-d. un ordinateur portable ou un système informatique portatif), un système informatique fixe (c.-à-d. un système informatique de bureau, un serveur, un groupe, ou un système informatique haute performance), ou à travers un réseau (c.-à-d. un système infonuagique). En tant que tels, les modes de réalisation s'étendent aux structures, procédés, utilisations, produits sous forme de programme et compositions fonctionnellement équivalents qui se situent dans la portée des revendications ci-jointes.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé d'estimation de lenteur acoustique dans une formation souterraine, comprenant : une obtention (700) d'une pluralité de formes d'ondes acoustiques reçues par une pluralité de récepteurs après l'émission d'une onde acoustique source par un émetteur à travers la formation souterraine pour obtenir une pluralité de formes d'ondes acoustiques enregistrées, la pluralité de récepteurs étant situés à différentes positions dans la formation souterraine, une obtention (710) d'au moins deux modèles de lenteur de la formation souterraine, un modèle de lenteur étant défini par une au moins une cellule de lenteur constante pour au moins un mode d'énergie d'onde, un calcul (720), pour chaque modèle de lenteur, d'un ensemble de temps de trajet candidats, chaque temps de trajet candidat d'un ensemble de temps de trajet candidats étant calculé pour un dit mode d'énergie d'onde et une position d'un récepteur de la pluralité de récepteurs, un calcul (730) d'un indicateur de pertinence pour chaque ensemble de temps de trajet candidats, sur la base des formes d'ondes acoustiques enregistrées ; une recherche (740) d'une correspondance entre les ensembles de temps de trajet candidats et les formes d'ondes acoustiques enregistrées en recherchant un indicateur de pertinence qui est optimal ; et un calcul (750) d'une estimation de la lenteur acoustique pour la formation souterraine à partir d'un ensemble de temps de trajet candidats pour lesquels l'indicateur de pertinence est optimal.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre : un calcul, pour chaque temps de trajet candidat, d'au moins une valeur de sortie d'opérateur en appliquant au moins un opérateur de forme d'onde à une forme d'onde acoustique enregistrée reçue par le récepteur à une position correspondant au temps de trajet candidat, la valeur de sortie d'opérateur étant indicative d'une pertinence du temps de trajet candidat, l'indicateur de pertinence d'un ensemble de temps de trajet candidats étant calculé en combinant numériquement les valeurs de sortie d'opérateur calculées pour chaque temps de trajet candidat de l'ensemble de temps de trajet candidats.
3. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre : un prétraitement de chaque forme d'onde acoustique enregistrée pour extraire au moins une composante d'onde correspondant à un mode d'énergie d'onde, un calcul d'une valeur de sortie d'opérateur pour chaque temps de trajet candidat correspondant à un mode d'énergie donné en appliquant l'opérateur de forme d'onde à la composante d'onde extraite correspondant au mode d'énergie donné.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel un ensemble de temps de trajet candidats comprend, pour chaque position d'un récepteur dans la formation souterraine, au moins deux temps de trajet candidats correspondant à deux modes d'énergie d'onde distincts respectifs.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le prétraitement de chaque forme d'onde acoustique enregistrée est exécuté pour extraire, à partir de chaque forme d'onde acoustique enregistrée, au moins deux composantes d'ondes correspondant respectivement à au moins deux modes d'énergie d'onde, et dans lequel l'indicateur de pertinence d'un ensemble de temps de trajet candidats est calculé en combinant numériquement les valeurs de sortie d'opérateur correspondant à au moins deux modes d'énergie d'onde.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel la valeur de sortie d'opérateur est calculée à partir d'une portion de la forme d'onde acoustique enregistrée correspondant à une fenêtre temporelle définie par rapport au temps de trajet candidat donné.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel un ensemble de temps de trajet candidats comprend, pour chaque mode d'énergie d'onde, au moins deux temps de trajet candidats correspondant à au moins deux positions distinctes respectives d'un récepteur dans la formation souterraine.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'opérateur de forme d'onde est basé sur un critère du groupe constitué des critères AlC, BIC et STALTA.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel un mode d'énergie d'onde représente un mode d'énergie correspondant à une composante d'onde du groupe constitué d'une composante d’onde de compression, d'une composante d’onde de cisaillement, d'une composante d’onde de Stoneley, d'une composante d’onde de Rayleigh, et d'une composante d’onde de boue.
10. Système informatique comprenant : un ou plusieurs processeurs pour traiter des données ; une mémoire fonctionnellement couplée auxdits un ou plusieurs processeurs, qui comprend des instructions de programme pour amener lesdits un ou plusieurs processeurs à exécuter un procédé d'estimation de la lenteur acoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
11. Produit sous forme de programme informatique, comprenant des instructions exécutables par un ordinateur qui, quand elles sont exécutées par un processeur, amènent ledit processeur à exécuter un procédé d'estimation de la lenteur acoustique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.