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C’est dans l’environnement désertique des Émirats arabes unis que Total réalisera la première acquisition sismique Metis®. Le site de cette opération pilote : un champ terrestre d’ADNOC, la compagnie nationale pétrolière d’Abou Dabi, où plusieurs milliers de capteurs sans fil de nouvelle génération, déployés par un système intelligent et automatisé de vol de drones en flotte, permettront d’obtenir une image sismique 3D haute densité du sous-sol.

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Bertrand Duquet

Exploration

De la jungle de Papouasie-Nouvelle-Guinée au désert d'Abou Dabi

Fin 2017, le Pilote Metis® Phase I a validé plusieurs sous-ensembles essentiels de ce système d’acquisition disruptif sur une des zones d’exploration les plus difficiles d’accès du monde : la jungle montagneuse de Papouasie-Nouvelle-Guinée. Fin 2019 ou début 2020, le Pilote Metis® Phase II se confrontera à un tout autre environnement : celui des dunes de sables du désert d’Abou Dabi.

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ADNOC a en effet souhaité s’associer à cette opération, au travers d’un partenariat conclu cette année. Les solutions innovantes promues par Metis® (déploiement de capteurs sismiques sans fil par drones aériens, récupération des capteurs au sol par robot terrestre) sont en effet en ligne avec la volonté de la compagnie nationale pétrolière d’Abou Dabi de développer l’automatisation des processus d’exploration et de production pétrolière. Avec, pour enjeux essentiels, l’optimisation de l’efficacité opérationnelle et des coûts. Mais aussi la réduction de l’exposition du personnel aux risques HSE, cruciale sous les chaleurs extrêmes des déserts. Metis® y répond efficacement en mobilisant moins d’opérateurs au sol qu’une acquisition sismique classique comme en limitant fortement leurs déplacements sur le terrain des opérations.

Premier vol automatisé d'une flotte de drones

Le Pilote Metis® Phase II testera pour la première fois un système automatisé de vol en flotte de drones. Il mettra en jeu 6 drones : 5 drones « largueurs » de DARTs® (Downfall Air Receiver Technology) et 1 drone de surveillance dédié à la sécurité des opérations. Piloté par un unique opérateur à partir d’une station de contrôle au sol (GCS, Ground Control Station), ce système novateur basé sur une solution d’intelligence artificielle permettra aux drones communiquant entre eux :

  • de déterminer automatiquement les meilleurs chemins à suivre pour déployer les DARTs® le plus efficacement possible,
  • de s’adapter de manière autonome à des conditions changeantes dans leur environnement, que ce soit dans les airs (intrusion aérienne imprévue) comme au sol (détection d’une présence humaine ou animale), par une mise à jour en temps réel de leurs trajectoires et du plan de lâchers des DARTs®.

Les missions des drones seront en effet contraintes par les informations fournies en temps réel par le poste de Command & Control, « centre nerveux » de suivi en temps réel du personnel et des équipements au sol et du procédé de Safety Clearance qui lui est associé. Ce dispositif de sécurité de pointe développé pour Metis®, complémentaire au système aérien de Safety Clearance visuel intégré aux drones, gère un système de geofencing 3D qui crée un périmètre d’exclusion autour de toute personne, véhicule, bâtiment (camp de base, etc.) ou installation (pipelines, etc.), interdisant ainsi son survol par un drone.

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Drones et DARTs® : une nouvelle génération pour une efficacité opérationnelle optimale

Le design du drone intelligent développé pour le pilote Metis® Phase II conjugue efficacité et modularité. Parmi les nouveautés : le carrousel portant les DARTs® ainsi que les batteries du drone, aisément amovibles pour simplifier et accélérer leur remplacement.

Le design de la DART® a quant à lui été ajusté au nouveau drone afin d’assurer une interaction optimale entre les deux équipements. Un système de communication entre le drone et la DART®, équipée d’accéléromètres et d’un tiltmètre, permettra au drone de valider le bon placement au sol de chaque capteur avant de lâcher le suivant.

Pour parfaire l’automatisation de l’acquisition, un drone terrestre (UGV, Unmanned Ground Vehicle), dont la gestion sera intégrée au système de contrôle de la flotte de drones, assurera la récupération automatique des DARTs® et leur réacheminement à la base opérationnelle.

Carpet Recording : un design d'acquisition pour une imagerie 3D haute densité du sous-sol

Le pilote mettra en œuvre quelque 4 000 DARTs® pour tapisser, par séquences successives, la trentaine de km2 de la zone d’acquisition d’une grille très dense de capteurs, selon le concept de carpet recording de Metis®. À la clé de ce schéma d’acquisition innovant : la première image sismique 3D HD du sous-sol acquise avec le système Metis® !

En amont, un modèle numérique de terrain de très haute résolution, réalisé à partir d’une acquisition lidar, aura permis de définir le positionnement optimal des récepteurs et des sources sismiques en fonction de la topographie du terrain et de déterminer les meilleurs chemins de circulation des camions vibrateurs et de l’UGV entre les dunes.

Intégrant pour la première fois un système de communication sans fil, les DARTs® transmettront les données en temps réel au laboratoire qui réalisera leur QA/QC au fil de leur acquisition.

Au terme de ce pilote de démonstration, le projet de R&D Metis® poursuivra sa route en préparant un dernier pilote prévu à l’horizon 2022. Réalisé à l’échelle industrielle sur une centaine de km², et mettant en œuvre plusieurs dizaines de drones pour déployer des dizaines de milliers de DARTs dans les foothills de Papouasie-Nouvelle-Guinée, il sera l’ultime jalon du développement de ce système révolutionnaire d’acquisition.

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