Surveillance des mouvements de surface liés à la production de pétrole

TerraSAR-X, pour une évaluation fiable des phénomènes de déplacement sur le champ de pétrole de Burgan

Au Koweït, les experts d’Airbus Defence and Space ont mené à bien une campagne d’études géologiques en utilisant les données acquises par le satellite radar haute résolution TerraSAR-X. Il s’agissait d’étudier en détail la structure du gisement pétrolier de Burgan Les études ainsi réalisées ont permis de détecter un affaissement significatif de la surface d’environ 10 mm par an.

Koweït – 4e réserves de pétrole dans le monde

Oil field Kuwait

Les réserves de pétrole du Koweït, aujourd’hui estimées à 96,5 milliards de barils, soit environ 8 % des réserves mondiales, sont produites à partir de 1 600 puits aujourd’hui en activité. Le puits le plus important du pays est celui de Greater Burghan, que beaucoup d’experts estiment être le deuxième dans le monde en termes de réserves.

L’extraction du pétrole ou du gaz peut provoquer des mouvements de surface induits par la réduction de la pression intersticielle. Il a été démontré dans le passé que la production de pétrole dans les champs de Burgan et de Minagish se traduisait par un affaissement significatif du terrain.

TerraSAR-X pour surveiller le champ de pétrole de Burgan

Il est aujourd’hui possible de détecter quelques millimètres seulement de soulèvement ou d’affaissement de la surface en appliquant des techniques d’interférométrie avec radar aéroporté.

Les experts d’Airbus Defence and Space ont réalisé une campagne de mesures, en utilisant des données acquises avec le satellite radar haute résolution TerraSAR-X, pour surveiller le champ de pétrole de Burgan. Seize scènes en mode StripMap, avec une résolution de 3 m, ont été choisies à partir d’un stock de données de la zone ciblée, couvrant une période comprise entre janvier 2008 et février 2011. Ces jeux de données ont été traités en utilisant une approche basée sur l’interférométrie radar SBAS (Small Baseline Subset).

Des mouvements de surface atteignant 10 mm

Surface Movement Map Burghan Oilfield, Kuwait

Carte des mouvements de surface du champ de pétrole de Burgan, avec séquences temporelles associées. La couleur orange souligne les affaissements de surface significatifs du principal centre de production de ce champ de pétrole – environ 10 mm par an.

Les résultats de l’étude font apparaître des affaissements significatifs atteignant environ 10 mm par an sur le principal centre de production de Burgan (couleur orange dans le graphique).

D’autres affaissements peuvent être observés dans la partie nord du champ de pétrole, liés non seulement à la production de pétrole, mais aussi aux constructions sur des sites de décharge de moindre superficie. Au nord-est de la zone observée, on constate également des phénomènes de soulèvement non-linéaires, qui peuvent avoir été provoqués par différentes opérations d’injection d’eau.

Le potentiel des données TerraSAR-X pour surveiller les mouvements de surface sur ce champ de pétrole est très important : on observe une couverture denses de pixels, à partir de laquelle peuvent être déduites des informations sur les mouvements de surface (pixels couleur dans le schéma).

De surcroît, les structures linéaires telles que les routes, les clôtures et les lignes d’alimentation électrique se sont avérées très bien adaptées à la déduction d’informations sur les mouvements de surface. Dans ce contexte, le radar TerraSAR X joue un rôle unique grâce à son haut niveau de résolution spatiale.

Des données fiables et rapides pour les responsables du site

Surface Displacement Map Burghan oilfield to geological structure

Carte des mouvements de surface du champ de pétrole de Burgan (Koweït), comparativement à la formation sédimentaire Mauddud.

La surveillance des mouvements de surface, à l’aide des données fournies par TerraSAR-X, permet à l’équipe de direction du champ de pétrole de disposer d’informations fiables et rapides sur les phénomènes d’affaissement ou de soulèvement dans cette partie de la zone. Le haut niveau de résolution spatiale qu’offrent ces informations permet également de détecter des mouvements moins importants, généralement associés aux sources de faible profondeur (par ex. incident d’un puits d’injection d’eau et soulèvement associé dans la zone environnante).

Le schéma à grande échelle des mouvements de surface est étroitement associé à la structure géographique du gisement profond (cf. figure à droite), et sa surveillance s’avère donc très utile, par exemple pour l’identification des compartiments de pression.

L’actualisation fréquente de l’état des mouvements de surface est rendue possible par l’échantillonnage temporel des mouvements qui – avec TerraSAR-X – intervient avec un intervalle de 11 jours. Les mouvements de surface associés à la production peuvent ainsi être détectés rapidement, et des contre-mesures adéquates mises en œuvre pour économiser du temps et de l’argent (par ex. fermeture d’un puits d’injection défaillant), et assurer une exploitation sûre.

Avantages clés de la surveillance des mouvements de surface avec TerraSAR-X

  • Données fiables et rapides sur les affaissements ou soulèvements dans la zone du champ de pétrole
  • Informations précieuses pour l’équipe de direction sur les performances de production et stimulation (récupération améliorée du pétrole) et pour identifier toute défaillance d’un puits
  • Meilleure gestion des risques potentiels pour les infrastructures
  • Détection précoce des mouvements de surface, facilitant la mise en œuvre rapide de contre-mesures

[1] Petrat, L., et Al-Enezi, A., 2006 : “Monitoring Oil Field-Induced Subsidence Using Satellite-Based Radarinterferometry”, à l’occasion de la conférence-exposition GEO 2006 Moyen-Orient, 27-29 mars 2006, Manama, Bahrain.

Voir aussi...

Surveillance de la production de pétrole avec TerraSAR-X

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