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La prévision des pressions fluides qui s'exercent au sein tant des formations réservoir, poreuses et perméables, que des formations argileuses, poreuses et très peu perméables, est un enjeu majeur en exploration pétrolière. Une anticipation fiable de ces pressions en amont des opérations permet des réductions de coûts sensibles lors du forage, et une sécurité accrue des équipes. Forts de notre savoir-faire, nous améliorons sans cesse nos prédictions grâce à des méthodes de calcul intégrant toutes les données disponibles. 

Bernard Bénazet

Exploration

Les enjeux de la prédiction de pression de pore

La pression de pore est dite normale lorsqu’elle correspond à un régime de pression hydrostatique régi par la colonne d'eau plus ou moins salée qui imprègne le sous-sol jusqu'à la surface. C’est généralement le cas pour des opérations de forage peu profondes. A l’inverse, les environnements difficiles (offshore profond, bassins compressifs, domaines haute température et haute pression) voient le risque de pressions anormales augmenter. Une prévision fiable des pressions de pore des différentes formations est donc essentielle, en amont des opérations afin d’établir l’architecture du forage et le programme de boue adaptés. Et ce à double titre :

  • Au regard de la sécurité. La boue de forage est la principale barrière de sécurité entre le fond du puits et la surface. D’où la nécessité d’établir un programme de boue permettant de prévenir tout différentiel de pression trop important en cours de forage. Une mauvaise appréciation fait courir le risque d’une éruption puis de la perte du puits, avec des conséquences humaines, matérielles et environnementales majeures.
  • Au regard des coûts. En cas de prédiction surévaluée, les coûts du forage peuvent augmenter significativement du fait de la programmation de casings inutiles, avec pour conséquences des dépenses en matériel trop élevées et un allongement injustifié de la durée du forage.

Notre savoir-faire intégré au service de prévisions toujours plus fiables

La  cellule "Prévision des pressions de pore", créée en 2008, est spécifiquement dédiée aux études prévisionnelles des pressions de formation en exploration. Avec un taux de réussite supérieur à 90 % depuis sa création, sur 250 puits analysés, l’objectif de cette équipe est d'anticiper les pressions avant les opérations de forage, afin d'établir une architecture adaptée et un programme de boue optimal.

Pour prédire les pressions de pore, nos experts réalisent des modélisations à partir des vitesses sismiques, les pressions anormalement élevées se traduisant par des vitesses plus faibles que la normale. Ils s'appuient sur un workflow intégrant plusieurs disciplines et plusieurs entités: traitement et interprétation sismique, géologie régionale et locale, pétrophysique, pétroélastique, sédimentologie, modélisation de bassins, géochimie, analyse des systèmes pétroliers et géomécanique. Nos outils disposent d'importantes capacités de calcul haute performance et d’analyse des données sismiques 3D, via le supercalculateur Pangea.

L'estimation directe dans les formations réservoirs, une avancée de notre R&D

Bien que performante dans les argiles, cette méthodologie « classique » ne s’applique pas dans des formations réservoir, car les pressions y sont trop dépendantes de la minéralogie, de la porosité et du contenu fluide. Les prédictions jusqu’à présent réalisées dans les réservoirs s’appuient principalement sur le contexte géologique (histoire du bassin, continuité réservoir, analogues, taille de l’aquifère…).

D’où le lancement d’un projet de R&D visant à estimer les pressions de formation dans les réservoirs : une nouvelle approche d'un intérêt tout particulier pour l'industrie pétrolière, confrontée à des environnements et à des réservoirs toujours plus complexes (infra-salifère, carbonates...).

Cette innovation s’appuie sur l’inversion des modèles pétro-élastiques (PEM), et permet, dans un environnement reconnu et calibré par des puits, d’obtenir des informations sur la pression fluide à partir de scénarios pétrophysiques et de données vitesses. Cette nouvelle approche a été initialement validée sur logs, puis étendue aux données sismiques avec succès.

Un prototype opérationnel en domaine clastique est en cours depuis 2017. Il sera mis en œuvre sur un forage réel en offshore profond en 2018.

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