Méthodes numériques 3-D de restauration des structures géologiques faillées

par Pierre Muron

Thèse de doctorat en Géosciences

Sous la direction de Jean-Laurent Mallet.

Soutenue en 2005

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    La restauration structurale consiste à rétablir un modèle géométrique du sous-sol dans sa configuration de dépôt. En permettant de tester et de valider les modèles structuraux face à des concepts et hypothèses géologiques, cette technique constitue un des outils clefs d'aide à l'interprétation et à la compréhension des structures ; elle est régulièrement employée en exploration et production des ressources pétrolières. L'objectif de cette thèse est de développer des méthodes numériques de restauration applicables à des modèles volumiques. Trois aspects sont successivement traités : 1) La construction d'une représentation volumique adaptée au problème de restauration : une structure de données, le Solid Model, se basant sur un maillage tétraédrique conforme est construite à partir d'un modèle structural puis munie de méta-informations assurant la définition des relations logiques entre les groupes de mailles et les entités géologiques. 2) Le traitement de la déformation continue de manière séquentielle : une fonction objective à minimiser est définie en tout point du domaine pour contrôler les conditions aux limites et le comportement du modèle volumique. Plusieurs approches sont présentées pour construire une telle fonction : (1) une approche cinématique établit des règles géométriques pour chacun des différents modes de déformation géologique (2) une approche mécanique dérive la fonction objective à partir du principe de conservation des moments. L'utilisation du Solid Model facilite l'interface entre les aspects géologiques et calculatoires. 3) Le traitement de la déformation discontinue : un ensemble de contraintes cinématiques de contact est extrait automatiquement du Solid Model et permet d'assurer la cohérence du réseau de failles dans la configuration restaurée. La résolution numérique de ce type de déformation se base sur des algorithmes de mécanique du contact

  • Titre traduit

    3-D numerical methods for the restoration of faulted geological structures


  • Résumé

    Structural restoration aims at removing iteratively deformation to characterize geometry of subsurface models at time of deposition, it provides a systematic way to test and validate structural models against a set of geological hypothesis and concepts. This technique is widely used in exploration and production of hydrocarbons as it brings valuable insights for the interpretation and understanding of geological structures. This thesis is focused on the development of numerical methods for the restoration of volumetric models ; three different topics are successively covered : 1) The development of a volumetric representation tailored for volumetric restoration : a data structure, referred as Solid Model, based on a conforming tetrahedral mesh is generated from a structural model and provides key metainformation to handle logical and geological relationship within the mesh. 2) The sequential restoration of continuous deformation : a parameterized objective function subject to specific boundary conditions guides the behaviour of the volumetric model through time. Several approaches are developed : (1) the kinematical approach defines the objective function based on geometrical assumptions derived from deformation styles (2) the mechanical approach relies on the conservation of momentum. The Solid Model ensures a consistent transition from geological requirements to computational requirements. 3) The restoration of discontinuous deformation : a set of kinematical contact constraints is automatically derived from the meta-model provided by the Solid Model and ensures the geological consistency of the fault network in the restored state. The numerical technique enforcing the contact constraints relies on classical contact mechanics algorithm

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Informations

  • Détails : 1 vol. (145 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 131-145

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005 MURON P.

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 05 INPL 119N
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