Effet de la saturation eau-gaz sur les proprietes acoustiques des roches : Etude aux frequences sonores et ultrasonores

par Thierry Cadoret et Jean-Paul Poirier

Thèse de doctorat en Géophysique interne

Sous la direction de Bernard Zinszner.

Soutenue en 1993

à Paris 7 .

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Résumé

Le sujet de cette thèse est l'étude, a différentiels fréquences, de l'évolution des propriétés acoustiques des roches en fonction de la saturation diphasique eau/air. L'emploi de deux techniques de saturation a permis d'obtenir des géométries de distribution des fluides différentiels. On a pu, grâce aux observations réalises par scanner x, caractériser l'influence de la taille des heterogeneites de saturation sur les phénomènes acoustiques. Les résultats expérimentaux confirment la faible sensibilité des ondes de cisaillement vis-a-vis de la saturation, ceci dans toutes les bandes de fréquence étudies. Les vitesses d'ondes longitudinales ont pu être mesurées aux fréquences sonores (1 kHz) grâce a l'utilisation de barres résonnantes de grande dimension. Dans ce cas, on constate que la relation vitesses VS. Saturation peut être modélisée quantitativement par la formule de Gassmann lorsque la roche partiellement saturée est parfaitement homogène a une échelle nettement inférieure a celle de la longueur d'onde. Par contre, si la méthode de mise en place des fluides ne permet pas d'obtenir une telle homogénéité, on note que l'évolution des vitesses en fonction de la saturation s'éloigne des prédictions de ce modeler. Les mesures effectuées dans une gamme de fréquences intermédiaires (50-100 KHz) confirment cette analyse. L'interprétation des résultats obtenus a des fréquences ultrasonores plus élevées (500 Khz-1 Mhz) est plus délicate. A de telles fréquences de nouveaux mécanismes intrinsèques et extrinsèques apparaissent et peuvent agir de manière simultanée

Titre traduit

Air-water saturation effect on acoustic properties of rocks at sonic and ultrasonic frequencies

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