Interprétation et corrélation des diagraphies

Résumé de la leçon

Apprenez à lire les diagraphies GR, résistivité, densité et neutron pour différencier les couches et les fluides, puis corréler la même formation entre deux puits.

Cette leçon fait partie du parcours Évaluation des formations et dure 15:01 minutes. Regardez d'abord la vidéo, puis passez en revue les points clés et testez vos connaissances avec les questions ci-dessous.

Points clés

1. 1Un GR élevé indique généralement de l'argile (shale)
2. 2Une résistivité élevée dans une couche poreuse peut signifier des hydrocarbures
3. 3Le croisement (crossover) densité-neutron est un indicateur de gaz
4. 4La corrélation repose sur la forme des courbes et non sur la seule profondeur

Cours écrit

Comment sont enregistrées les diagraphies ?

La diagraphie au câble (Wireline Logging) consiste à descendre des outils au bout d'un câble dans le puits, puis à les remonter lentement à vitesse constante ; les outils enregistrent des mesures continues en fonction de la profondeur. Le résultat est un ensemble de courbes lues conjointement pour déterminer le type de roche, l'épaisseur des couches et la présence de fluides.

Principales mesures

• Gamma Ray (GR) : différencie l'argile (lecture élevée) du sable ou des carbonates propres (lecture faible).
• Spontaneous Potential (SP) : potentiel électrique naturel aidant à détecter les couches perméables et à estimer la résistivité de l'eau Rw.
• Caliper : mesure le diamètre du puits, révélant les éboulements et la qualité des mesures.
• Résistivité (Resistivity) : élevée dans les couches saturées en hydrocarbures, faible dans les couches saturées en eau salée.
• Densité (Density) et Neutron (Neutron) : estiment la porosité et aident à distinguer le gaz des liquides.
• Sonique (Sonic) : mesure le temps de transit du son dans la roche, utile pour la porosité et la fracturation.

Le croisement densité-neutron (Crossover) est un indicateur célèbre du gaz : dans une couche gazeuse, le neutron lit une porosité bien plus faible que la densité, provoquant le croisement des courbes lorsqu'elles sont affichées sur la même échelle.

Équation d'Archie et saturation en eau

Pour estimer la saturation en eau Sw dans une couche propre, on utilise l'équation d'Archie : Sw = ((a × Rw) ÷ (φ^m × Rt))^(1/n), où φ est la porosité, Rt la résistivité vraie de la formation, Rw la résistivité de l'eau de formation, et a, m, n sont des constantes généralement déterminées en laboratoire.

Exemple calculé avec des valeurs illustratives : a = 1, m = 2, n = 2, Rw = 0,05 ohm·m, φ = 0,20, et Rt = 20 ohm·m. Ainsi φ^m = 0,04, le numérateur = 0,05, et le dénominateur = 0,04 × 20 = 0,8. Le résultat est 0,05 ÷ 0,8 = 0,0625, et sa racine carrée est 0,25, soit Sw = 25 %. La saturation en hydrocarbures est donc ≈ 75 %.

L'estimation de Rw est critique car toute erreur se répercute sur le résultat final. Pour la vérifier, on utilise plusieurs méthodes : catalogue des eaux, lecture du SP, calcul de Rw à partir d'une zone 100 % aquifère (100 % eau), échantillon d'eau produite ou diagramme de Pickett.

L'hydrocarbure est-il mobile ?

La présence d'hydrocarbures ne suffit pas ; ils doivent être mobiles. On compare la saturation de la zone envahie Sxo (proche du puits) à la saturation de la zone vierge Sw : si Sxo est nettement supérieure à Sw, le filtrat a déplacé une partie des hydrocarbures, indiquant qu'ils sont mobiles. Si elles sont proches, l'hydrocarbure peut être immobile.

Calage des profondeurs et contrôle qualité

Avant l'interprétation, on contrôle la qualité des données : étalonnage des outils, passages répétés pour vérifier la stabilité, examen du Caliper car un puits éboulé fausse les lectures de densité et neutron, et calage des profondeurs entre les différentes diagraphies. L'interprétation de données de mauvaise qualité ne donne que des chiffres faux avec une grande précision.

Corrélation entre puits

La question de la corrélation : deux puits, une même couche, mais sa profondeur diffère de 12 m. Comment savoir s'il s'agit de la même roche ? On relie les couches par les motifs des courbes et non par la seule profondeur, en utilisant des lits repères (Marker Beds) comme une épaisse couche d'argile ou un banc carbonaté fin et net, puis on vérifie sur plusieurs points en s'appuyant sur la géologie locale.

Pièges de la corrélation

• Failles (Faults) : elles peuvent supprimer ou répéter une partie de la colonne stratigraphique.
• Changement de faciès (Facies Change) : les propriétés de la couche changent latéralement, rendant les courbes dissemblables.
• Biseau (Pinch-out) : la couche disparaît entre les deux puits.
• Variations d'épaisseur dues à la sédimentation ou au pendage.

Les exemples et chiffres sont pédagogiques. Toute interprétation réelle nécessite des données de laboratoire et les standards de votre entreprise.

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