Section de porosité effective à travers la zone d'étude, avec superposition des puits, obtenue en combinant la porosité totale et le volume d'argile estimés avec des réseaux neuronaux profonds directement à partir des amplitudes sismiques post-cumul. L'étendue des couches à forte porosité connectée présentes dans les puits existants est mise en évidence dans la partie supérieure de l'intervalle réservoir, indiquée en rouge et en orange.
© BRGM
L’article Caractérisation d'un réservoir géothermique carbonaté à l'aide de réseaux de neurones profonds guidés par la physique des roches, publié en octobre 2021 et co-écrit avec CGG, décrit comment la conjugaison de l’apprentissage automatique et de la physique des roches a permis d'exploiter des données de puits et de sismique acquises antérieurement pour caractériser un réservoir géothermique carbonaté situé dans la formation du Dogger, au nord-est de Paris, en France.
Caractérisation sismique de réservoirs géothermiques à l'aide de réseaux neuronaux
De nombreuses données synthétiques, reflétant les connaissances géologiques sur la région, ont été utilisées pour former des réseaux de neurones profonds afin de leur permettre d’identifier directement les propriétés clés des roches réservoirs à partir des amplitudes sismiques. Ces réseaux ont été appliqués avec succès à un ensemble de données sismiques anciennes post-cumul. Les résultats de l'étude ont mis en évidence un ensemble de couches poreuses et perméables présentes dans les puits géothermiques existants, qui seront prises en compte pour éclairer les choix concernant l'implantation et la conception des futurs puits géothermiques de la région.
Le Bassin parisien comprend cinq grands aquifères, dont le Dogger qui abrite le plus grand nombre d'opérations de géothermie basse énergie au monde, soit 46 installations fournissant de l'énergie géothermique à environ 6 à 7% de la population totale de la région (11 millions de personnes). Pour atteindre les objectifs de l'Accord de Paris, il faut développer davantage la géothermie, mais les zones géologiquement propices se font rares. De fait, les nouveaux projets sont de plus en plus exposés à des risques liés au sous-sol, comme en témoignent de récents échecs. Le développement et l'application de nouvelles technologies visant à réduire les risques et à soutenir les futurs aménagements géothermiques revêtent donc une importance capitale. Les travaux présentés ici sont un premier pas dans cette direction et illustrent parfaitement l'intérêt de s'appuyer sur le savoir-faire et les technologies d’exploration dans le domaine pétrolier et gazier en vue de créer de nouveaux outils de réduction des risques pour l'industrie géothermique.
Un outil applicable à l'ensemble du secteur géothermique et à d'autres types d'exploitation des ressources profondes
Le changement de perspective, au niveau mondial, en faveur de l'exploration des ressources géothermiques dans les bassins sédimentaires, va engendrer une plus forte demande de réorientation des technologies et des données initialement développées et acquises pour l'exploration pétrolière et gazière. Par exemple, en France, il existe plus de 100 000 km de données sismiques anciennes sur les zones les plus prometteuses pour la production de chaleur géothermique. La technologie décrite a une portée qui va bien au-delà de cette étude de cas spécifique, puisqu’elle peut être appliquée à tout projet de caractérisation sismique de réservoir pour une série de différentes applications industrielles. Elle est particulièrement efficace dans les projets d'exploration où les données de puits sont limitées, voire inexistantes, ce qui fait de l'apprentissage automatique une alternative réaliste aux méthodes d'inversion sismique classiques et une option plus efficace pour exploiter pleinement les données sismiques existantes avant d'envisager l'acquisition de nouvelles données.
Le travail présenté ici n’est qu’un exemple des solutions proposées par CGG pour relever les défis de la transition énergétique grâce à ses capacités de pointe en matière de géosciences – notamment en combinant l'expertise et la technologie dans les domaines géothermique et sismique. Nos experts en géothermie s'appuient généralement sur un savoir-faire reconnu par le secteur dans de nombreuses disciplines géoscientifiques et sur une banque de données géologiques unique en son genre pour mieux comprendre et éliminer les risques liés à l'exploration et au développement des ressources géothermiques. Avec plus de 150 projets géothermiques ciblés et deux évaluations des ressources mondiales à notre actif pour les deux dernières décennies, nous proposons à nos clients de précieux renseignements pour la recherche et l'évaluation des ressources, la caractérisation de réservoir, l'optimisation et le suivi de la production.
