WO2018137747A1

WO2018137747A1 - Procede pour l'estimation du carbone organique total (cot) à partir des vitesses acoustiques et de la porosite totale (φ t) dans une roche mere.

Info

Publication number: WO2018137747A1
Application number: PCT/DZ2017/050005
Authority: WO
Inventors: Farid Chegrouche
Original assignee: Entreprise Nationale De Geophysique
Priority date: 2017-01-30
Filing date: 2017-01-30
Publication date: 2018-08-02

Abstract

: Procédé d'estimation du carbone organique total (COT) caractérisant une roche mère dans un réservoir non conventionnel, à partir des enregistrements diagraphiques au niveau du puits, la porosité totale (ϕt), les vitesses des ondes longitudinales (Vp ) et transversales (Vs ) et des mesures carotte de la densité matrice (ρm) et de porosité des argiles (φsh). A l'échelle du réservoir, on procède d'abord à l'estimation des volumes des vitesses acoustiques des ondes longitudinales (Vp) et transversales (Vs) à partir des données sismiques traitées en amplitudes préservées en utilisant une inversion stratigraphique. On procède par la suite à l'estimation du volume de la porosité totale (ϕt) à partir des vitesses acoustiques des ondes longitudinales (Vp) et transversales (Vs) et de la densité globale de la formation (ρb), générés par l'inversion, en utilisant une relation multilinéaire. Le volume du carbone organique total est estimé par ce procédé en utilisant les volumes des vitesses sismiques (Vp) et (Vs), et du volume de la porosité totale (ϕ).

Description

Domaine technique auquel se rapport l'invention

La présente invention concerne le domaine de la caractérisation des réservoirs pétroliers non conventionnel. En particulier l'invention concerne un procédé pour l'estimation quantitative du carbone organique total (COT) au niveau du puits à partir des enregistrements du log sonique (ΔΤ_Ρ), du log shear sonique (ΔΤ₃) et de la porosité totale (cp_t). L'invention permet aussi d'estimer le volume du carbone organique total (COT) à l'échelle réservoir à partir des vitesses acoustiques (V_p) et (V_s) obtenues par l'inversion stratigraphique et du volume de la porosité totale (cp_t).

Etat de la technique antérieure

Le carbone organique total (COT) est un paramètre important dans l'évaluation de la richesse en kérogène de la roche mère.

Les méthodes actuelles utilisées pour l'estimation du carbone organique total (COT) au niveau du puits sont basées sur l'analyse des mesures diagraphiques pour une interprétation qualitative ou sur des modèles empiriques. - Interprétation qualitative : Un intervalle à fort carbone organique total (COT) présente une forte mesure du neutron porosité, une faible densité globale de formation, un fort transit time sur le log sonique et une forte mesure de radioactivité sur le log gamma ray. Cette analyse doit être associée à des hypothèses sur les autres paramètres qu'on suppose constant.

Parmi les approches empiriques les plus utilisées pour l'estimation quantitative du carbone organique total (COT) basées sur les mesures diagraphiques :

Modèle de Schmoker : ce modèle est développé dans les argiles du Dévonien en utilisant la densité globale de la formation : COT = (154.497 / p_b)-57.26 (1 )

Où P_b est la densité globale de formation en g/cc.

Ce modèle présente beaucoup d'incertitude du fait de l'enregistrement de la densité globale de formation souvent affectée par les conditions du trou. A l'échelle réservoir, l'estimation du volume de la densité globale de formation à partir des données sismiques en utilisant une inversion stratigraphique pose énormément de problèmes à cause de la qualité des data sismiques dans les far offsets d'où l'incertitude du modèle. o Modèle de Δ log R :

Ce modèle, connu sous le nom de technique Δ log R, est basé sur la combinaison des logs porosité et résistivité pour l'estimation du carbone organique total (COT) dans la roche mère. (Passey et al., 1990). Le méthode repose sur les courbes de la porosité et de la résistivité qui se superposent dans des roches à faibles teneur en matière organique, alors que dans les roches riches en matière organique, les deux courbes se séparent. La séparation entre les deux courbes, nous donne la méthode Δ log R, et se calcule comme suit:

AlogR = log₁₀ ( ^R ) - SF (p_b - pbaseline) (2)

^baseline' avec R est la résistivité en ohm / m, Rbaseiine est la résistivité dans la zone en ohm / m, p_b est la densité apparente en g/cm³ et la Pbaseime est la densité apparente dans la ligne de base de la zone à faible teneur en matière organiques en g/cm³. Le facteur de mise à l'échelle SF est calculé après la ligne de base des deux courbes dans la zone à faible teneur en matière organique. La séparation Δ log R des deux courbes est ensuite liée à la maturité de la formation. Pour déterminer le COT en % dans les zones riches en matière organiques: COT = AlogR . ΙΟ^^{2 297~}° I^S.LOM) (3)

LOM est le niveau de maturité organique (Hood et al., 1975). Dans un réservoir de schiste trop mature avec des valeurs de LOM supérieures à (10,5), la limite de calibration de la maturité du COT est atteinte. Dans ces formations, la valeur de (10,5) en LOM doit être utilisée (Passey et al., 2010).

But de l'invention

Comparativement aux méthodes, utilisées actuellement pour l'estimation du carbone organique total (COT) à partir des mesures de diagraphie conventionnelle, basées sur des interprétations qualitatives ou sur des approches empiriques tel que le modèle de Schmoker basé sur la densité souvent affectée par les conditions du trou et très difficile à estimer par une inversion stratigraphique à l'échelle réservoir, cette invention propose une méthode d'évaluation quantitative du carbone organique total (COT) dans une roche mère à partir des vitesses acoustiques des ondes longitudinales et transversales et de la porosité totale.

Présentation de l'essence de l'invention

La présente invention se fixe comme objectif l'estimation du carbone organique total (COT) dans une roche mère au niveau du puits et à l'échelle réservoir à partir des vitesses acoustiques longitudinales (V_p) et transversales (V_s) générées par l'inversion stratigraphique et du volume de la porosité totale (cp_t).

L'invention tire sa particularité de l'estimation quantitative du carbone organique total (COT) à partir d'un nouveau modèle mathématique défini, qui, d'une part, n'est pas établi par des approches probabilistes ou statistiques, et d'autre part, n'est pas tributaire du nombre de puits.

Enoncé des figures

L'invention est illustrée dans ce qui suit par des figures référencées de 1 à 6, qui en éclairent certains aspects :

- La figure 1 donne l'organigramme de la méthode objet de l'invention. - La figure 2 montre le workflow à suivre pour déterminer le log du carbone organique total (COT) au niveau du puits à partir des enregistrements diagraphiques.

- La figure 3 montre le workflow à suivre pour déterminer le volume du carbone organique total (COT) à l'échelle réservoir à partir des données sismiques et une inversion stratigraphique.

- La figure 4 montre les enregistrements diagraphiques utilisés comme données d'entrée dans le workflow.

- la figure 5 montre la corrélation du log carbone organique total (COT) estimé par le nouveau modèle au niveau du puits avec le log du carbone organique total (COT) estimé à partir du modèle de Schmoker.

- es figures (6) montre un cross plot entre le log du carbone organique total (COT) estimé par le nouveau modèle au niveau du puits et le log du carbone organique total (COT) estimé à partir du modèle de Schmoker Description détaillée de l'invention:

Les hydrocarbures proviennent de la transformation de la matière organique, se trouvant dans la roche mère, par la pression et la température dues à l'enfouissement pendant des temps géologiques. Dans le cas des réservoirs non conventionnels, le taux de transformation ou la maturation de la matière organique joue un rôle important dans la classification du réservoir non conventionnels en plus de la qualité de réservoir d'où l'importance de l'estimation du carbone organique total (COT).

Dans cette invention, on propose un modèle pour l'estimation du carbone organique total (COT) qui s'écrit comme suit:

avec c sh est la porosité des argiles, φ est la porosité totale, p_m est la densité de la matrice, V_p et V_s sont respectivement les vitesses des ondes longitudinales et transversales.

La vitesse des ondes longitudinales (V_p) s'écrit en fonction des constantes d'élasticité comme suit:

et la vitesse des ondes transversales (V_s) s'écrit en fonction des même constantes comme suit:

avec p_b est la densité globale de la formation, λ et μ sont les constantes d'élasticité , V_p et V_s sont respectivement les vitesses des ondes longitudinales et transversales.

En substituant les équations (3) et (4) dans l'équation (2), on obtient:

d'après Germain (1962), le module d'incompressibilité s'écrit en fonction des constantes 'élasticité comme suit:

(8)

3, = 3.1 + 2, μ

et le module de cisaillement G est égale à la deuxième constante de Lamé

G =^■ μ (9) substituant les équations (8) et (9) dans l'équation (7), on obtient:

COT = <p_sh. <Pt (pm - ^^n) .(10)

avec COT est le carbone organique total, p_m est la densité de la matrice, G est le module de cisaillement, K est le module d'incompressibilité et λ est la première constante de Lamé. Mode de réalisation de l'invention

L'invention consiste à déterminer le carbone organique total (COT)_, au niveau du puits et à l'échelle réservoir, dans une roche mère constituant un réservoir non conventionnel en huit (8) étapes: On procède de façon à estimer au niveau du puits et après avoir effectué toutes les corrections d'environnements les vitesses des ondes longitudinales (V_p) et transversales (V_s) 101 à partir respectivement des logs sonic, shear sonic.

On procède à l'estimation au niveau du puits de la densité de la matrice (p_m) 102 à partir des données carottes. On procède à l'estimation du log de la porosité (O_t)103, au niveau du puits, à partir des enregistrements diagraphiques de la densité p, du neutron ou du sonique.

On procède à l'estimation, au niveau du puits, de 0_Sh, dans un banc d'argile épais, à partir des enregistrements diagraphiques : Gamma Ray ou PS, neutron, des logs des lenteurs des ondes longitudinales (ΔΤ_Ρ) et transversales (ΔΤ₃), ou à partir des données carottes.104

On procède à l'estimation du log du carbone organique total (COT), 105 au niveau du puits, à partir du nouveau modèle en utilisant l'équation (4). On notera également que le carbone organique total (COT) peut être estimer à partir des modules de cisaillement (G), d'incompressibilité (K) et d'élasticité ( λ ) en utilisant l'équation (10).

On procède à l'estimation, à l'échelle réservoir, des volumes des vitesses acoustiques des ondes longitudinales (V_p) et des ondes transversales (V_s) à partir des données sismiques en utilisant une inversion stratigraphique. 106

On procède à l'estimation à l'échelle réservoir de la porosité totale (φ^ à partir des attributs de l'étape (105) en utilisant un relation multi-attributs 107. On procède à l'estimation du volume du carbone organique total (COT), à l'échelle réservoir par le nouveau modèle de l'équation (4) en utilisant les volumes générés par les étapes 106 et 107. On peut également estimer le volume du carbone organique total (COT) à partir de l'équation (10).

PAGE REÇUE BLANCHE

Claims

Revendications

Procédé d'estimation du carbone organique total (COT) caractérisant une roche mère dans un réservoir non conventionnel, à partir des enregistrements diagraphiques au niveau du puits, la densité de la matrice (p_m) et les vitesses des ondes longitudinales (V_p ) et transversales (V_s ), la porosité des argiles (cp_Sh) et la porosité totale (<|>t) caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a- Déterminer d'une façon quantitative les vitesses acoustiques des ondes longitudinales (V_p) et transversales (V_s) au niveau du puits, à partir des enregistrements diagraphiques (AT_p) et (AT_s)

Avec (ΔΤ_Ρ) est la lenteur des ondes longitudinales et (ΔΤ₃) est la lenteur des ondes transversales.

b- Déterminer d'une façon quantitative le log de porosité (d>_t) à partir des enregistrements diagraphiques de la densité (p) et du neutron. c- Déterminer d'une façon quantitative la densité de la matrice (p_m) à partir des enregistrements diagraphiques de la densité globale de la formation (p_b) et de la densité de fluide (p_f) ou à partir des données carotte. d- Déterminer d'une façon quantitative la porosité des argiles (cp_Sh) au niveau d'un banc d'argile propre. e- Estimer, d'une façon quantitative, au niveau du puits, le carbone organique totale (COT) par la relation suivante:

COT qui est le log du carbone organique total, est issue de la relation porosité des argiles (<|>sh) que l'on multiplie par le log de la porosité totale (φι), on multiplie tous cela par la relation densité de la matrice (p_m) moins la relation (V_p) le log des vitesses des ondes longitudinales sur (V_s) le log des vitesses des ondes transversales. Procédé d'estimation du carbone organique total (COT) caractérisant une roche mère dans un réservoir non conventionnel, à partir des des données sismiques à l'échelle réservoir caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a- Estimation des volumes des vitesses acoustiques des ondes longitudinales (V_p) et transversales (V_s) à partir des données sismiques traitées en amplitudes préservées en utilisant une inversion stratigraphique. b- Estimation du volume de la porosité totale (<|>t) à partir des vitesses acoustiques des ondes longitudinales (V_p) et transversales (V_s) et de la densité globale de la formation (p_b) en utilisant des modèle probabiliste ou des modèles déterministes. c- Estimation, à l'échelle réservoir, du volume du carbone organique total (COT) par la relation suivante:

COT qui est le volume du carbone organique total, est issue de la relation porosité des argiles (<|>sh) que l'on multiplie par le volume de la porosité totale (φι), on multiplie tous cela par la relation densité de la matrice (p_m) moins la relation (V_p) volume des vitesses des ondes longitudinales sur (V_s) le volume des vitesses des ondes transversales.