Detection of Porous and Permeable Formations: From Laboratory Measurements to Seismic Measurements

J.L. Mari (1) , D. Guillemot (2)

1 IFPEN - IFP Energies nouvelles
2 ANDRA - Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs

We present a seismic processing method which shows that it is possible to extract new attributes from seismic sections, leading to a better understanding of the distribution of the porous and permeable bodies. The attributes are also used to detect the impermeable layers. The methodology is based on laboratory experiments which have shown that a formation permeability indicator can be obtained via the computation of 4 input data: P-wave frequency and attenuation, porosity and specific surface. The procedure has been firstly conducted in acoustic logging to estimate permeability of porous layers and to detect water inflows [Mari et al. (2011) Phys. Chem. Earth 36, 17, 1438-1449]. In seismic, the processing is performed in order to measure these parameters. The analytic signal is used to compute the instantaneous frequency and attenuation (Q factor). The porosity and specific surface are computed from seismic impedances obtained by acoustic inversion of the migrated seismic sections. The input parameters are used to compute a new index named Ik-Seis factor (Indicator (I) of permeability (k) from acoustic or seismic (Seis) data). The potential of the proposed procedure is demonstrated via a field case, both in full waveform acoustic logging and in seismic surveying. The example shows that the Ik-Seis factor can be used to map both the distribution of the permeable bodies in the carbonate formations and the non permeable shaly layers associated with the Callovo-Oxfordian claystone.

Détection des formations poreuses et perméables : des mesures de laboratoire aux mesures sismiques-Dans le but d'avoir une meilleure compréhension de la distribution des corps poreux et perméables d'une formation géologique, nous montrons que de nouveaux attributs peuvent être extraits des données sismiques. Les attributs peuvent être également utilisés pour détecter les niveaux imperméables. La méthodologie est basée sur des mesures expérimentales effectuées en laboratoire, qui ont montré qu'un indicateur de perméabilité peut être obtenu à partir de quatre grandeurs : fréquence et atténuation des ondes de compression, porosité et surface spécifique. La procédure a d'abord été appliquée à des données de diagraphie acoustique dans le but d'estimer la perméabilité d'horizons poreux et de détecter des venues d'eau [Mari et al. (2011) Phys. Chem. Earth 36, 17, 1438-1449]. En sismique, le traitement est réalisé dans le but d'estimer ces paramètres. Le signal analytique est utilisé pour calculer la fréquence instantanée et l'atténuation (facteur de qualité Q). Porosité et surface spécifique sont estimées à partir des impédances sismiques obtenues par inversion des sections migrées. Les paramètres initiaux sont utilisés pour calculer un attribut noté Ik-Seis (Indicateur (I) de perméabilité (k) obtenu à partir de données acoustiques ou sismiques (Seis)). Une étude de cas, réalisée avec des données de diagraphie acoustique et de sismique de surface, permet d'évaluer le potentiel de la méthode proposée. L'exemple montre que l'attribut Ik-Seis peut être utilisé pour mettre en évidence à la fois la distribution des corps perméables dans les formations carbonatées et celle des niveaux argileux imperméables associés au Callovo-Oxfordien. Abstract-Detection of Porous and Permeable Formations: From Laboratory Measurements to Seismic Measurements-We present a seismic processing method which shows that it is possible to extract new attributes from seismic sections, leading to a better understanding of the distribution of the porous and permeable bodies. The attributes are also used to detect the impermeable layers. The methodology is based on laboratory experiments which have shown that a formation permeability indicator can be obtained via the computation of 4 input data: P-wave frequency and attenuation, porosity and specific surface. The procedure has been firstly conducted in acoustic logging to estimate permeability of porous layers and to detect water inflows [Mari et al. (2011) Phys. Chem. Earth 36, 17, 1438-1449]. In seismic, the processing is performed in order to measure these parameters. The analytic signal is used to compute the instantaneous frequency and attenuation (Q factor). The porosity and specific surface are computed from seismic impedances obtained by acoustic inversion of the migrated seismic sections. The input parameters are used to compute a new index named Ik-Seis factor (Indicator (I) of permeability (k) from acoustic or seismic (Seis) data). The potential of the proposed procedure is demonstrated via a field case, both in full waveform acoustic logging and in seismic surveying. The example shows that the Ik-Seis factor can be used to map both the distribution of the permeable bodies in the carbonate formations and the non permeable shaly layers associated with the Callovo-Oxfordian claystone.

Domaines: Physique [physics]

J.L. Mari, D. Guillemot. Detection of Porous and Permeable Formations: From Laboratory Measurements to Seismic Measurements. Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles, 2012, 67 (4), pp.703-721. ⟨10.2516/ogst/2012009⟩. ⟨hal-01936515⟩