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Une vaste campagne d'acquisition sismique offshore pour améliorer l'image structurale des réservoirs d'Al-Shaheen au Qatar

Ouvrant une nouvelle étape dans la géophysique au Moyen-Orient, Total et Qatar Petroleum ont lancé en 2019 l’une des plus importantes campagnes d’acquisition sismique offshore jamais réalisées. Baptisé Ocean Bottom Nodes (OBN), ce procédé représente une avancée majeure dans l’amélioration de l’image structurale des réservoirs et de la compréhension des hydrocarbures en place. Retour sur cette expérience inédite menée sur le champ d’Al-Shaheen auprès de Ruben Sanchez, Manager Géophysique chez North Oil Company* (NOC).

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Ruben Sanchez

Exploration

Quels étaient les objectifs de la campagne « Ocean Bottom Nodes » (OBN) ?

Techniquement, à la différence d’autres zones, l’imagerie sismique de cette partie du Moyen-Orient était de qualité moyenne. Les campagnes sismiques conventionnelles sont réalisées à l’aide de 8 à 14 câbles de 2 à 8 kilomètres, comportant un seul type de capteurs appelé hydrophone. Ce dispositif est tracté par un bateau à quelques mètres sous la surface de l’eau.

Dans une zone caractérisée par des structures complexes et nombreuses en surface et en sub-surface, ce type d’acquisition sismique comporte de nombreux inconvénients : dépendance aux facteurs météorologiques tels que la houle et les courants marins, risques associés aux installations, à la biosphère et au trafic maritime… Une autre technique consiste à déployer des câbles directement sur les fonds marins (Ocean Bottom Cables) contenant des capteurs connectés à un bateau d’enregistrement. Il y avait donc un potentiel d’amélioration important via cette campagne.

Ce nouveau type de campagne OBN avait comme objectif principal d’améliorer nos outils de sismique 4D afin d’obtenir une meilleure compréhension géologique et dynamique des réservoirs développés. Nous cherchions également à mieux définir les réservoirs en production (géométrie du champ, estimation de la porosité, présence de gaz, ...). Tout cela en respectant un planning serré et en maîtrisant les coûts.

Comment avez-vous procédé pour réaliser cette campagne d’acquisition sismique offshore ?

Après avoir défini la zone à imager et la stratégie, une étude bathymétrique a été réalisée en 2018 pour cartographier les éventuelles obstructions et les débris des fonds marins. Les images de ROV (Remotely Operated Vehicle) et les relevés au sonar à balayage latéral ont confirmé et précisé les structures existantes, naturelles et/ou anthropiques, dans la zone.

Face à la complexité du champ d’Al-Shaheen, nous avons identifié le contracteur capable de réaliser l’acquisition sismique, en respectant les critères de sécurité et de santé définis par les règles de la NOC. Une flotte sismique constituée d’un bateau source (source vessel), de deux navires consacrés aux déploiements et récupérations des récepteurs (nodes), et de trois bateaux de support sismique (chase vessels) a été mise en place. Au total, ce sont plus de 400 personnes qui ont été mobilisées.

En quoi le node constitue-t-il une prouesse technologique ?

Chaque node est une unité d’enregistrement autonome contenant un hydrophone et trois géophones orientés, ainsi que des capteurs permettant de synchroniser les données sismiques et de suivre les mouvements éventuels du node lors de son séjour au fond de l’eau. Localisés au plus proche de la source des informations recherchées, ces récepteurs collectent des données d’une très grande qualité.

Des nodes ont été attachés de manière indépendante à une corde déployée sur les fonds marins par un bateau dédié. Le dispositif reste sur les fonds marins pendant deux à quatre semaines de manière autonome et enregistre en continu des informations toutes les deux millisecondes. Une fois l'acquisition terminée, l'équipage accroche simplement l’extrémité de la corde au navire et récupère tous les nodes pour contrôler leur intégrité et télécharger les données avant de les redéployer.

Tout en respectant une distance de sécurité minimum de 100 mètres, le positionnement des lignes de nodes est possible à proximité des plateformes. Ces lignes peuvent également être déployées en plusieurs segments selon les restrictions liées aux équipements existants installés sur le fond marin.  

Au cours de cette campagne, nous avons mobilisé près de 15 000 nodes et recueilli plus de 3 000 terabits de données (3 000 000 gigabits) ! 

Y a-t-il eu des aspects environnementaux particuliers à prendre en considération ?

Le golfe Persique est très sensible d’un point de vue environnemental car il héberge une faune marine riche de nombreuses tortues marines et de cétacés. Afin de préserver cet écosystème, nous avons décidé de ne pas mener cette campagne entre le 15 avril et le 8 octobre, période où la concentration mondiale de requins baleine est la plus forte.

Pour limiter l’empreinte de l’activité sismique sur la vie aquatique, des observateurs spécialisés, des agents de liaisons avec les pécheurs locaux et le Ministère de la Pêche qatari nous ont accompagné durant toute la campagne.

Quels ont été les résultats de cette campagne OBN ?

Elle s’est achevée en décembre 2019 et a nécessité des efforts opérationnels importants de la part d’une multitude d’équipes au sein de la NOC, de Qatar Petroleum et Qatar Gas. La qualité des données collectées est très encourageante.  

Seuls vingt transpondeurs, sept nodes et trois ancres ont été perdus durant les opérations d’acquisition. Fin 2019, la quasi-totalité (87 %) de ce matériel a été récupéré grâce à l’utilisation dédiée de ROV. Nous pouvons désormais espérer mener d’autres campagnes sismiques dans les prochaines années, sur une partie de la zone déjà couverte en 2019 (4D) et sur d’autres zones (3D), au cœur de cette région au potentiel gazier et pétrolier important !

 

* Total (30 %) et Qatar Petroleum (70 %)

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