Géologie et exploration

Coherence (seismic)

Cohérence : Dévoiler les Secrets du Sous-Sol dans l'Exploration Pétrolière et Gazière

La cohérence, dans le contexte de l'exploration pétrolière et gazière, est un attribut sismique puissant qui agit comme un détective, nous aidant à comprendre la structure complexe et les caractéristiques du sous-sol terrestre. C'est un outil crucial pour identifier les pièges potentiels d'hydrocarbures et optimiser les décisions de forage.

Qu'est-ce que la cohérence ?

Imaginez les données sismiques comme une série d'images du sous-sol créées en envoyant des ondes sonores dans la terre et en enregistrant leurs échos. La cohérence, simplement dit, mesure la similarité de ces échos. Les zones à forte cohérence indiquent des caractéristiques géologiques lisses et continues, comme des plans de failles, des couches de roche ou même des canaux enfouis. Inversement, les zones à faible cohérence ou à incohérence indiquent des changements brusques, des fractures ou des zones chaotiques.

Comment fonctionne la cohérence :

Le concept derrière la cohérence est enraciné dans la corrélation croisée, un processus mathématique qui compare la similarité entre deux ensembles de données sismiques. En appliquant cette comparaison à travers diverses traces sismiques, l'analyse de cohérence permet d'identifier :

  • Failles : Des discontinuités dans la structure de la terre, représentant souvent des voies de migration des hydrocarbures.
  • Canaux : Anciens lits de rivières ou autres caractéristiques d'érosion, qui peuvent servir de réservoirs potentiels.
  • Diapirs de sel : Des structures en forme de dôme de sel, qui peuvent piéger les hydrocarbures.
  • Corps de grès : Des couches sédimentaires qui sont souvent de bonnes roches réservoirs.

Cohérence : Un outil polyvalent :

La beauté de la cohérence réside dans sa polyvalence. Elle peut être appliquée à différents types de données sismiques, y compris les levés 2D et 3D, et diverses méthodes de traitement. Cela permet aux géophysiciens de :

  • Visualiser des structures complexes : Les cartes de cohérence offrent une représentation plus claire des caractéristiques du sous-sol par rapport aux données sismiques conventionnelles.
  • Identifier des caractéristiques subtiles : Même de petites variations dans la structure géologique peuvent être mises en évidence grâce à l'analyse de cohérence.
  • Améliorer l'interprétation sismique : En combinant la cohérence avec d'autres attributs sismiques, les géophysiciens obtiennent une compréhension plus complète du sous-sol.

Cohérence : Une clé pour une meilleure prise de décision :

En utilisant la cohérence, les entreprises pétrolières et gazières peuvent :

  • Réduire les risques d'exploration : Identifier les pièges potentiels avec une plus grande précision.
  • Optimiser le placement des puits : Cibler les emplacements de forage dans des zones à fort potentiel de réservoir.
  • Améliorer l'efficacité de la production : Comprendre la géométrie du réservoir pour de meilleures stratégies de production.

Incohérence : L'autre côté de la médaille :

Alors que la cohérence met l'accent sur la similarité, l'incohérence met en évidence la dissimilarité. Elle est souvent associée à :

  • Fractures : Des ruptures dans la roche, qui peuvent améliorer la perméabilité et permettre aux hydrocarbures de circuler.
  • Zones de failles : Zones d'activité tectonique, souvent associées à des structures géologiques complexes.
  • Réservoirs non conventionnels : Des roches très fracturées ou poreuses qui peuvent contenir des hydrocarbures mais qui sont plus difficiles à extraire.

Cohérence et incohérence : Des outils complémentaires :

La cohérence et l'incohérence ne sont pas des concepts opposés mais plutôt des outils complémentaires. Ensemble, ils offrent une vision holistique du sous-sol, guidant les décisions d'exploration et de production.

Conclusion :

La cohérence a révolutionné l'interprétation sismique, offrant une méthode puissante et polyvalente pour comprendre le sous-sol terrestre. En révélant des caractéristiques géologiques subtiles et en mettant en évidence les pièges potentiels d'hydrocarbures, la cohérence permet aux entreprises pétrolières et gazières de prendre des décisions plus intelligentes et plus éclairées, maximisant leurs chances de succès en exploration et en production.


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Coherence in Oil & Gas Exploration Quiz

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is coherence in the context of oil & gas exploration?

a) A type of seismic data acquisition technique. b) A measure of the similarity between seismic echoes. c) A geological formation that traps hydrocarbons. d) A method for predicting oil prices.

Answer

b) A measure of the similarity between seismic echoes.

2. What does high coherence indicate in seismic data?

a) Fractures and faults. b) Chaotic geological zones. c) Smooth and continuous geological features. d) Areas with low reservoir potential.

Answer

c) Smooth and continuous geological features.

3. Which of the following is NOT a typical application of coherence analysis?

a) Identifying faults. b) Mapping channels. c) Detecting volcanic activity. d) Analyzing salt diapirs.

Answer

c) Detecting volcanic activity.

4. How can coherence help improve oil & gas exploration?

a) By providing a clearer understanding of the subsurface. b) By reducing exploration costs. c) By predicting the future price of oil. d) By eliminating the need for drilling.

Answer

a) By providing a clearer understanding of the subsurface.

5. What does incoherence indicate in seismic data?

a) Areas with high reservoir potential. b) Smooth and continuous geological features. c) Discontinuities and abrupt changes in the subsurface. d) The absence of seismic data.

Answer

c) Discontinuities and abrupt changes in the subsurface.

Coherence in Oil & Gas Exploration Exercise

Scenario:

You are a geophysicist working for an oil & gas exploration company. Your team has acquired 3D seismic data from a potential exploration area. After analyzing the data, you notice a distinct zone with high coherence that appears to be a channel feature.

Task:

  1. Explain how the high coherence zone in the channel feature could be a potential target for oil and gas exploration.
  2. Discuss potential risks associated with exploring this channel feature.
  3. Suggest additional data or analysis that could be used to further evaluate the potential of this channel feature.

Exercice Correction

**1. Potential Target for Oil & Gas Exploration:** * **Reservoir Potential:** Channels often represent ancient riverbeds or other erosional features, which can be filled with porous and permeable sediment, creating favorable reservoir conditions. * **Trap Formation:** The channel feature, especially if it is buried and sealed by overlying layers, could act as a trap for hydrocarbons. The high coherence suggests a well-defined structure that could hold trapped hydrocarbons. * **Migration Pathways:** Channels can serve as migration pathways for hydrocarbons from source rocks to potential traps. The high coherence could indicate a channel that has been effective in transporting hydrocarbons. **2. Potential Risks:** * **Uncertainty in Channel Geometry:** While high coherence suggests a well-defined channel, there could be complexities in its geometry, such as changes in thickness or unexpected bends, which might affect the hydrocarbon accumulation. * **Seal Integrity:** The presence of a seal, such as a layer of impermeable rock, is crucial to trap hydrocarbons. Additional analysis is needed to confirm the seal's presence and integrity. * **Hydrocarbon Presence:** High coherence indicates a structural feature, but it does not guarantee the presence of hydrocarbons. Further exploration and analysis are required to confirm hydrocarbon presence and quality. **3. Additional Data & Analysis:** * **Seismic Attributes:** Combine coherence with other seismic attributes like amplitude, impedance, and inversion to obtain a more comprehensive understanding of the channel feature. * **Well Logs:** If available, analyze well logs from nearby wells to gain insight into the lithology, porosity, and permeability of similar channels. * **Geological Modeling:** Construct a geological model of the channel feature based on seismic and other data to better understand its geometry, reservoir properties, and potential hydrocarbon accumulation.


Books

  • Seismic Attributes for Exploration and Reservoir Analysis by Alan F. Gassmann, Robert S. Smith and John D. O'Brien (2018) - This book covers a wide range of seismic attributes including coherence, providing detailed explanations and practical applications in hydrocarbon exploration.
  • Understanding Seismic Attributes by Martin Landrø and Lasse Amundsen (2010) - Offers a comprehensive overview of seismic attributes, with specific chapters dedicated to coherence and its application in reservoir characterization.
  • Interpretation of Three-Dimensional Seismic Data by John C. Bancroft (2007) - A classic text that explores various aspects of seismic data interpretation, including coherence analysis and its role in identifying structural features.

Articles

  • Seismic Attributes for Reservoir Characterization: A Review by J.D. O'Brien and S.L. Hart (2003) - This article offers a comprehensive review of seismic attributes, including coherence, highlighting their use in reservoir characterization and production optimization.
  • Coherence Cube Interpretation in the Deep Water Gulf of Mexico by R.F. Sigismondi and S.C. Marfurt (2005) - This article focuses on the application of coherence analysis in deep water exploration, demonstrating its effectiveness in identifying subtle structures.
  • Applications of Coherence in Seismic Interpretation by J.F. Claerbout (2013) - This article provides an insightful overview of the history, theory, and practical applications of coherence analysis in seismic interpretation.

Online Resources

  • SEG Wiki - Coherence - https://wiki.seg.org/wiki/Coherence - Provides a concise definition and explanation of seismic coherence, along with links to related resources and publications.
  • Search "Seismic Coherence" on the Society of Exploration Geophysicists (SEG) website - https://www.seg.org - This website offers a vast collection of articles, presentations, and research related to seismic interpretation and coherence analysis.
  • "The Impact of Coherence on Exploration & Production" - Schlumberger - https://www.slb.com - Schlumberger's website features articles and case studies highlighting the role of coherence in optimizing exploration and production operations.

Search Tips

  • "Seismic coherence" + "oil and gas" - This search will provide results related to the application of coherence specifically within the oil and gas industry.
  • "Coherence attribute" + "interpretation" - This search will focus on how coherence is used for interpreting seismic data and identifying subsurface features.
  • "Coherence analysis" + "case studies" - This search will lead to case studies demonstrating the practical implementation of coherence analysis in various geological settings.

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