98 Sismique en forage et diagraphies acoustiques 3.6 Caractérisation d’une formation à l’aide des ondes de Stoneley Les ondes de Stoneley sont utilisées pour évaluer la lenteur S des formations lentes, étudier la fracturation et accéder à une estimation de la perméabilité. Les ondes de cisaillement ne peuvent être générées que si la vitesse S de la formation est supérieure à la vitesse de l’onde de compression dans la boue ; la formation est alors dite rapide (contrairement aux formations dites lentes). En formation lente, la vitesse des ondes S peut être estimée indirectement en puits non tubé à partir de l’équation de dispersion des ondes de Stoneley (Biot, 1956 ; Cheng et al., 1981). Aux fréquences soniques (1-20 kHz), il est donc nécessaire de mesurer indépendamment six paramètres pour déduire de l’équation de dispersion des modes de Stoneley la vitesse S de la formation. Ces paramètres sont : la vitesse de phase des ondes de Stoneley à une fréquence particulière, la densité du fluide, la densité de la formation, le diamètre du puits, la vitesse des ondes de compression dans la formation. L’exemple suivant est un exemple de diagraphie acoustique enregistrée dans une formation lente, composée de marnes dans la partie supérieure et de calcaire dans la partie inférieure. La limite entre les marnes et les calcaires est située à 105 m. Les données ont été acquises avec un outil monopole à trois récepteurs distants de 20 cm. Le déport source – premier récepteur est de 60 cm. La figure 3.14 montre à gauche les trois sections à déport constant enregistrées avec l’outil acoustique. Sur chaque section, on peut observer en première arrivée l’onde réfractée P de faible amplitude. L’onde réfractée P est suivie par une onde de très forte amplitude et basse fréquence qui est l’onde de Stoneley. La mesure des vitesses des ondes P et de Stoneley est faite par semblance. Le panneau de semblance est présenté à gauche des sections acoustiques. L’axe vertical représente la profondeur et l’axe horizontal représente la lenteur (inverse de la vitesse). La semblance est codée en couleur et exprimée en pourcent (en rouge les fortes valeurs). Le pointé des maxima de semblance (indiqué par les lignes noires continues) fournit pour chaque onde la valeur de la lenteur en fonction de la profondeur. Les logs de lenteur sont ensuite convertis en logs de vitesse (figure 3.14, droite). On peut noter un fort coefficient de corrélation entre les 2 logs de vitesse (0,854). La fréquence dominante de l’onde de Stoneley est de 2 kHz. À ces basses fréquences, l’équation de dispersion de l’onde de Stoneley peut être approchée par une équation simplifiée proposée par White (1965). L’équation de White s’écrit : 1 1 1 2 2 2 V V V st f f s − = ⋅ ρ ρ avec Vst la vitesse de l’onde de Stoneley en basse fréquence, Vf la vitesse du fluide de formation (ici l’eau), Vs la vitesse S de la formation, ρ la densité de la formation, ρf la densité du fluide.
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