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Inversion du champ d’onde complet (FWI)

La technologie d’inversion du champ d’ondes complet (Full Wavefield Inversion, FWI) fait partie intégrante de nos progrès dans l’exploration et production, représente une des avancées techniques phares pour nos capacités sismiques et est connue sous le nom d’EMprise.

Combinée avec notre technologie de supercalculateurs, FWI offre à nos géophysiciens des perspectives inégalées pour mieux connaître la structure souterraine des roches et leurs caractéristiques physiques.

Dans le passé, l’industrie ne pouvait utiliser qu’une partie des données recueillies par les relevés sismiques tridimensionnels à cause de la complexité des ondes sismiques et du volume énorme de données. À présent, la technologie FWI nous permet de mieux tirer parti de la totalité des données recueillies lors des relevés sismiques afin de produire des images haute définition du sous-sol. En particulier, FWI nous permet de tracer une carte plus précise des structures géologiques afin de déterminer avec plus de certitude si les roches contiennent des hydrocarbures ou non. Ce faisant, la découverte et le repérage des ressources pétrolières et gazières de nos programmes d’exploration, de développement et de production est grandement amélioré. Dans les champs où ExxonMobil produit du pétrole et du gaz, la technologie FWI est utilisée avec des relevés sismiques et un profilage sismique dans le temps (ou 4D) pour aider à identifier les hydrocarbures restants. De telles technologies, qui permettent d'optimiser les forages, rendent le développement des ressources et la production plus efficaces, moins coûteux et plus respectueux de l’environnement.

Le processus d’inversion du champ d’ondes complet commence par le tracé d’un modèle géologique des propriétés des roches souterraines. Les données sismiques synthétiques générées par ordinateur à partir du modèle sont alors comparées aux données sismiques réelles provenant du terrain. La différence entre les deux est alors utilisée pour ajuster le modèle et le rendre plus proche de la réalité. Le processus est répété jusqu’à ce qu’une correspondance s’établisse entre les données synthétiques et les données réelles. La simulation doit incorporer un degré élevé de réalisme et représenter correctement la géométrie d’acquisition sismique et les phénomènes physiques gouvernant la propagation des ondes sismiques sous la surface.

Photo — Avec la technologie  FWI il est possible de voir et étudier en profondeur les propriétés des roches et de localiser plus précisément les gisements de pétrole et de gaz. La différence entre l'analyse de résultats FWI et celle de données sismiques classiques correspond à l'analyse des caractéristiques de la Joconde. Auparavant, nous ne pouvions voir que les contours et les traits de base. Mais grâce aux avancées technologiques, les caractéristiques physiques de son visage et de ses vêtements ressortent avec plus de couleurs et des détails proches de la réalité.

La technologie FWI se démarque sensiblement de la manière selon laquelle les données sismiques sont actuellement exploitées pour créer une image de la structure du sous-sol. L’analyse sismique standard demande beaucoup de temps et d’efforts ; elle consiste en une série d’opérations destinées à éliminer le bruit et les artefacts des données avant de produire les images. Après la phase d’imagerie, les propriétés des structures souterraines sont estimées mais il n’existe aucune itération permettant de comparer ces estimations avec les données originales recueillies sur le terrain. À l’inverse, le processus FWI est largement automatisé, utilisant la simulation numérique pour contourner les étapes chronophages de l’approche traditionnelle.

Les algorithmes brevetés ExxonMobil et nos investissements dans les supercalculateurs nous permettent d’élargir la plage de fréquences utilisée par le procédé d’inversion de champ d’ondes complet pour créer une cartographie remarquablement précise des structures souterraines. Dans la plupart des études FWI publiées jusqu’à présent, seule la partie des données relative aux fréquences les plus basses (inférieures à 10 Hz) est inversée, ce qui aboutit à des modèles de faible résolution. Chez ExxonMobil, nous avons utilisé le processus FWI sur des relevés sismiques tridimensionnels avec des fréquences beaucoup plus élevées, créant ainsi des modèles haute résolution des structures souterraines.

Les progrès de l’imagerie et de la caractérisation des gisements apportés par le processus FWI se sont rapidement développés afin de déterminer la cible le forage de manière optimale et elle constitue une partie intégrale de nos efforts d’exploration et de développement actuellement en cours en mer Noire.

L’inversion de champ d’ondes complet demeure un domaine de recherche très actif au sein du groupe ExxonMobil. Il reste des progrès à faire au niveau de l'informatique et des algorithmes étant donné que nous utilisons des procédés de physique plus complexes pour nos simulations et cherchons à repousser les limites des données sismiques. Nos investissements en informatique de haute performance et en technologie d’inversion de champ d’ondes complet nous ont permis d’occuper une place de leader de l’imagerie sismique dans notre secteur.

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