Sensibilité et inversion des formes d'ondes sismiques en milieu poreux stratifié

par Louis De Barros

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre, de l'univers et de l'environnement

Sous la direction de Michel Dietrich.

Soutenue en 2007

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Ce travail s'intéresse aux possibilités d'estimer les propriétés d'un milieu poreux, notamment la porosité et les propriétés du fluide saturant à partir des ondes sismiques réfléchies. Après une description théorique des paramètres mécaniques et des propriétés spécifiques des ondes sismiques dans les milieux poreux, le problème direct est calculé pour un milieu poreux stratifié plan saturé par une méthode de réflectivité. Ce programme de simulation est tout d'abord utilisé pour estimer la sensibilité des ondes réfléchies à la localisation et à la concentration de dioxyde de carbone dans un stockage géologique profond. La sensibilité de la réponse sismique est regardée pour la localisation et à la concentration de dioxyde de carbone dans un stockage géologique profond puis est ensuite établie de manière plus systématique par le calcul analytique des dérivées de Fréchet des sismogrammes. Ces opérateurs de sensibilité sont ensuite intégrés dans un code d'inversion de fonnes d'ondes complètes par une approche locale (Quasi-Newton) bas' sur la modélisation itérative des données. Les calculs d'inversion réalisés à partir de données synthétiques indiquent que les distributions de porosité et des paramètres caractérisant le solide et le fluide peuvent être correctement reconstruits lorsque les autres paramètres sont bien détenninés. Cependant, l'inversion de plusieurs paramètres reste un problème difficile du fait des couplages sismiques existant entre eux. La méthode d'inversion est finalement appliquée à un jeu de données réelles acquis sur le site côtier de Maguelonne dans l'Hérault.


  • Résumé

    Characterisation of porous media parameters, and particularly the porosity, penneability and fluid properties are very useful in many applications. The aim ofthis study is to evaluate the possibility to detennine the se properties from the full seismic wave fields. First, 1 present the poro-elastic parameters and the specific properties of the seismic waves in porous media. Seismic wave propagation are then computed in fluid saturated stratified porous media with a reflectivity method. This computation is first used to study the possibilities to detennine the carbon dioxide concentration and localisation in the case of a deep geological storage. The sensitivity of the seismic response to the poro-elastic parameters are then generalized by the analytical computation of the Fréchet derivatives which are expressed in tenns of the Green's functions of the unperturbed medium. The sensitivity operators are then introduced in a inversion algorithm based on iterative modelling ofthe full wavefonn. The classical algorithm of generalized least-square inverse problem is solved by the quasi-Newton technique (Tarantola, 1984). The inversion of synthetic data show that we can invert for the porosity and the fluid and solid parameters can be correctly rebuilt if the other parameters are well known. However, the strong seismic coupling of the porous parameters leads to difficulties to invert simultaneously for several parameters. Finally, 1 apply this algorithm on real data recorded on the coastal site of Maguelonne (Hérault).

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Informations

  • Détails : 1 vol. (231 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.196 à 206

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS07/GRE1/0275/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
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  • Cote : TS07/GRE1/0275
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