Ultrasonic, Sonic ans Seismic Waves Velocity in Shale from Tournemire Tunnel. Impact of Anisotropy and Natural Fractures
Ultrasonic, Sonic Ans Seismic Waves Velocity in Shale from Tournemire Tunnel. Impact of Anisotropy and Natural Fractures
1
Institut Français du Pétrole
2
Institut de protection et de sûreté nucléaire
Auteur de correspondance : bernard. zinszner@ifp. fr
Utilisant les possibilités offertes par la station expérimentale du site IPSN (Institut de protection et de sûreté nucléaire) du tunnel de Tournemire (sud de l'Aveyron, France), nous avons étudié ,la vitesse de propagation des ondes élastiques dans des argilites compactes, à trois échelles d'investigation : ultrasons, diagraphie et tomographie sismique. Ces argilites sont fortement anisotropes (isotropie transverse) et les mesures concernent deux zones structuralement différentes : une zone fracturée (d'origine tectonique) limitée par une faille subverticale, et une zone d'argilitessaines . Ce contexte structural favorable permet d'observer l'effet des fractures sur les vitesses des ondes dans ces argilites compactes. Parmi les points ainsi mis en évidence et importants pour des applications pratiques, nous pouvons noter : - la forte anisotropie de vitesse P ultrasonore observée sur échantillons centimétriques est quantitativement identique à celle mesurée par tomographie sismique à l'échelle décamétrique ; - la fracturation naturelle (tectonique) affecte notablement la vitesse P qui est plus faible en zones fracturées (la vitesse S n'a pu être mesurée qu'aux fréquences ultrasonores).
Abstract
Elastic wave velocities in dense shale were measured at three scales of investigation: ultrasonic (laboratory), sonic (log) and seismic (tomography), using IPSN research facilities in the Tournemire tunnel (Aveyron, France). Tournemire shale exhibits a high transverse isotropy and the sonic/seismic measurements were performed in both a naturally fractured area (tectonic, near a subvertical fault) and a nonfractured area. ,This allows an investigation of the impact of fractures on wave velocity. Among the conclusions of practical importance for applied geophysics, one can point out: - the high P wave velocity anisotropy measured on centimetric samples is quantitatively the same that measured at decametric scale using seimics tomography; - the tectonic fractures have a noticeable impact on P wave velocity. The P velocity is lower in the fractured area. Unfortunately, the S-wave velocity could be measured at ultrasonic frequency only.
© IFP, 2002