APPLICATION DES ALGORITHMES ÉVOLUTIONNAIRES<br />À LA DÉTERMINATION DE MODÈLES DE VITESSE<br />PAR INVERSION SISMIQUE

To be completedEnjeux :Le pétrole ne se manifeste à distance par aucune propriété physique permettant sa découverte. C'est pourquoil'exploration pétrolière consiste à imager par la méthode sismique les pièges susceptibles d'en contenir. Le but de lamigration, ou rétropropagation numérique des enregistrements sismiques, est de former une image des structuresgéologiques en replaçant en profondeur les réflecteurs qui ont causé les échos enregistrés. Les variations de lavitesse de propagation des ondes, de 1500 m/s dans l'eau à 6000 m/s et plus dans les roches sédimentairescompactes, rendent cette tâche critique car un modèle de vitesse erroné donne une image très distordue. Le coûténorme des forages effectués sur des structures fausses impose l'obtention d'images précises du sous-sol et donc ladétermination du champ des vitesses sismiques, surtout en contexte de piémonts lorsque les images sont peulisibles.Positionnement du sujet :Toutes les méthodes de détermination des vitesses exploitent la redondance des données sismiques : chaque portionde réflecteur renvoie plusieurs échos correspondant à des couples source-récepteur dont le déport, la distance de lasource au récepteur, diffère. Certaines méthodes telles que la tomographie fonctionnent bien lorsque les structuresgéologiques sont assez simples pour que les réflexions soient bien reconnaissables sur l'ensemble desenregistrements, mais ce n'est pas le cas dans les piémonts. Nous avons donc choisi la migration itérative, dont leprincipe est que, la Terre étant unique, les images obtenues avec les différents déports doivent être superposables.Ce critère ne suffisant généralement pas à déterminer les vitesses correctes, il est nécessaire d'introduire desinformations géologiques. Pour l'optimisation du champ des vitesses, les méthodes de gradient étantd'implémentation fort lourde, nous avons choisi un algorithme évolutionnaire pour sa simplicité, son adaptabilité, etsurtout son automaticité. De plus, la diversité de la population optimale donne une idée de l'incertitude qui entachele résultat.Résultats :Parmi tous les champs de vitesses possibles, bien peu ont une géométrie géologiquement acceptables, d'où l'idée dene manipuler que des modèles satisfaisant au critère de coupe équilibrée. Une coupe est équilibrée lorsqu'elle estcompatible avec les hypothèses de conservation des épaisseurs et des longueurs mesurées le long des couches.Dans une première partie, nous avons montré que l'on pouvait non seulement générer des modèlesgéométriquement plausibles, mais aussi les optimiser relativement à des données de pendage de couches ou deposition de chevauchements disponibles à l'affleurement ou dans des puits. La seconde partie concernantl'optimisation des vitesses n'a pu être reliée à la première. Dans cette seconde partie, nous avons représenté lechamp de vitesses par des grilles. Par le choix d'un algorithme évolutionnaire multi objectif, nous avons pu fairecoopérer efficacement les critères de semblance et de semblance différentielle qui, tous deux, mesurent l'invariancede l'image migrée quant au déport. Nous avons amélioré le réalisme des solutions en les lissant dans la direction dupendage. Enfin, nous avons extrait, des écarts à cette invariance, des corrections des grilles de vitesse quiaccélèrent notablement la convergence. Les résultats obtenus sur les données Marmousi, un cas synthétiqueréaliste, sont satisfaisants. Sur les données réelles de Mer du Nord, le dôme de sel reste un problème non résolu parles méthodes automatiques, mais ses environs sont bien imagés.Transfert des résultats vers l'industrie :Le principal intérêt de la méthode développée est son automaticité et sa souplesse. Son créneau est le dégrossisagerapide de problèmes difficiles, avant qu'un interprétateur ne reprenne la main avec des méthodes interactives pluspoussées, mais aussi plus exigeantes en expérience et plus consommatrices de temps humain