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Méthode de réfraction
La méthode de réfraction a été la
première technique utilisée dans la prospection
pétrolière. Durant les années 20, elle a obtenu un
succès pour la détection des dômes de sel dans le Gulf
Coast aux Etats-Unis et en Iran pour carter les structures de grande extension.
Dans les années 1950-1960, la méthode de réfraction a
été à l'origine de la découverte de certains
gisements pétroliers du Sahara.
L'emploi actuel de la sismique réfraction est
limité au génie civil et à l'hydrogéologie pour des
objectifs inferieurs à 300m. (MARI et al.
1998) (Fond rocheux sous un glissement de terrain,
épaisseur de la couche filtrante sur un aquifère, etc.)
(PARRIAUX, 2009)
En sismique réfraction, lorsqu'un front d'onde
rencontre une surface séparant deux milieux aux propriétés
physiques très différentes, une partie de l'énergie
revient en arrière (se réfléchit) dans le premier milieu,
une autre partie passe (se réfracte) dans le deuxième milieu
(POMEROL et al, 2003 ; POMEROL et al, 2005) sous
forme d'une onde dite passante. (ANONYME, 1983)
L'onde réfractée ne revient à l'endroit
d'explosion qu'à un point un peu plus éloigné de cet
endroit. D'après le temps que met l'onde réfracté pour
atteindre la surface (géophone), on détermine la profondeur de la
surface de réfraction et la vitesse frontière (vitesse
élevée avec laquelle une onde réfractée se propage
le long de la discontinuité) (ANONYME,
1983)
La réfraction nécessite uniquement la mesure des
temps d'arrivées des ondes qui arrivent en premier (ondes directes,
ondes réfractées) pour fournir un modèle
géologique. (MARIE et al. 1998)
La vitesse de propagation des ondes dans les roches s'accroit
en général avec la profondeur du gisement et crée ainsi
des conditions favorables à la distribution dans la coupe de terrains
sédimentaires et métamorphiques de surface de réfraction.
(ANONYME, 1983)
Fig.7. Coupe sismique montrant un
anticlinal et un système de failles
En recherche pétrolière, c'est la sismique
réflexion qui est essentiellement utilisée alors que dans les
travaux relevant de la géologie de l'ingénieur (construction de
routes, barrages, tunnels, hydrogéologie,...), on utilise le plus
souvent la sismique réfraction
(CHAPELLIER,...) qui, dans le domaine
pétrolier, reste très employée pour déterminer les
caractéristiques des couches superficielles et les paramètres de
la zone altérée (MARI et al, 1998)
La présence de gaz (et d'huile à moindre
degré) amène une diminution de la densité apparente
`d' du réservoir et de la vitesse de propagation
acoustique `v'. le contraste d'impédance acoustique
`z' ( zv*d) entre la zone à gaz et la couverture, ou la
zone à gaz ( ou huile) et l'aquifère, provoque des coefficients
de réflexion élevés qui donnent naissance à
différentes réflexions marquées que l'on appelle
bright-spot, flat-spot ou pull-down suivant le cas. (COSSE,
1988)
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