Retournement temporel, source virtuelle et monitoring de réservoirs de stockage de CO2

Lenaïc Bonneau (1) , Mathias Fink (1) , Arnaud Tourin (1)

1 IL - Institut Langevin - Ondes et Images (UMR7587)

Dans les méthodes conventionnelles d’imagerie et de monitoring sismiques du sous-sol, un problème récurrent réside dans l’absence de modèles de vitesse suffisamment fiables pour décrire la couche supérieure, généralement fortement hétérogène et variable dans ses caractéristiques dans le temps en fonction de facteurs externes comme les conditions météorologiques. La complexité de cette couche rend en particulier difficile le monitoring 4D de réservoirs profonds tels que ceux qui pourraient être utilisés pour stocker le CO2. Pour pallier ce problème, l’idée est de tester « la méthode de la source virtuelle » pour créer une source en dessous de cette couche. C’est l’un des objectifs du projet EMSAPCO2 soutenu par l’ANR et coordonné par la société CGGVeritas. Cette méthode repose sur le principe de focalisation par retournement temporel qui, historiquement, a d'abord été étudié pour les ultrasons: il s’agit, dans une première étape, d’enregistrer la réponse ultrasonore du milieu d'intérêt entre le point où l’on cherche à focaliser et un ensemble d’émetteurs/récepteurs appelé &_ll;Miroir à Retournement Temporel(MRT)&_gg;. A cette fin, en exploitant la propriété de réciprocité, on peut placer un récepteur au point de focalisation et enregistrer les réponses entre chacun des émetteurs du MRT et ledit récepteur. Dans une deuxième étape, ces réponses sont retournées temporellement et réémises par le MRT : l’onde résultante focalise à l’endroit souhaité avec une précision d’autant meilleure que le milieu est complexe. Déclinée à la sismique, la méthode ne nécessite d’enterrer que des capteurs (et non des sources) et donc conduit à des forages de plus petit diamètre. A partir des capteurs et de sources conventionnelles en surface, on peut ainsi reconstruire les sismogrammes qui auraient été créés après émission d’une source à l’emplacement de l’un des capteurs. Nous présentons des résultats encourageants confirmant l'intérêt ce cette technique. Ils ont été obtenus sur des modèles expérimentaux à petite échelle avec des ultrasons millimétriques.

Mots clés: retournement temporel; sismique; source virtuelle

Domaines: Acoustique [physics.class-ph]; Acoustique [physics.class-ph]

Lenaïc Bonneau, Mathias Fink, Arnaud Tourin. Retournement temporel, source virtuelle et monitoring de réservoirs de stockage de CO2. 10ème Congrès Français d'Acoustique, Apr 2010, Lyon, France. ⟨hal-00549573⟩