Approches intégrées de construction et d’analyse des modèles de systèmes pétroliers : apports pour l’exploration pétrolière

Les outils numériques de modélisation des bassins sédimentaires et des systèmes pétroliers prennent en compte des processus naturels chaque fois plus nombreux et font intervenir une grande variété de disciplines des géosciences. C’est pourquoi il est ardu de construire des modèles qui soient cohérents avec l’ensemble des données disponibles et l’ensemble des connaissances géologiques. Les travaux réalisés dans cette thèse de doctorat visent à rendre ces outils de modélisation plus accessibles d’une part en facilitant la construction des modèles numériques par l’intégration simultanée et automatique des concepts géologiques et des données et d’autre part en donnant accès à l’interprétation des risques d’exploration sous forme de cartes. Pour répondre au premier objectif, deux méthodes ont été mises au point afin de faciliter et d’améliorer la détermination de l’histoire thermique des bassins sédimentaires et de la distribution régionale de la matière organique. Elles se basent sur une même procédure d’exploitation des mesures locales et de l’information géologique régionale pour mieux estimer ces aspects clés pour l’exploration des systèmes pétroliers. Une optimisation des paramètres de modélisation est d’abord réalisée afin de reproduire les données locales avant d’extrapoler les résultats à l’échelle du bassin via l’utilisation des données géologiques. Les deux approches ont été valorisées chacune par le dépôt d’un brevet (Ducros, 2012 ; Ducros et Chauveau, 2015). Elles sont illustrées pour l’une sur le cas du bassin de Berkine, où l’on dispose d’une importante base de données thermiques, et pour l’autre sur le bassin Ouest-Canadien, objet d’une intense exploration des hydrocarbures de roche-mère. La deuxième partie des travaux a porté sur la mise au point et l’application d’une méthode d’analyse de sensibilité et de risques sous forme de cartes. Elle s’appuie sur une approche d’approximation de la réponse d’un simulateur sur l’ensemble de l’espace d’incertitude afin de réduire le temps d’échantillonnage nécessaire à l’estimation des risques et sur une analyse en composantes principales permettant de réduire la dimension des résultats à traiter. La méthode est illustrée sur deux exemples d’application : le premier utilise un outil de modélisation stratigraphique pour l’estimation de la position des réservoirs pétroliers dans un bassin sédimentaire et le deuxième montre comment peut-être déterminé le risque sur la maturité de la roche-mère. Ces nouveaux outils renforcent les liens entre les différentes disciplines des géosciences afin de produire des résultats plus cohérents et plus prédictifs. Ils facilitent également l’accès à des analyses d’incertitudes et de risques qui permettent des interprétations cartographiques puissantes, en lien avec les techniques courantes d’appréciation des risques d’exploration (CRS mapping).

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