Published September 16, 2016 | Version v1
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Data processing of induced seismicity: estimation of errors and of their impact on geothermal reservoir models

Description

Induced seismicity location and focal mechanisms are commonly used to image the sub-surface design in reservoirs among other tasks. In this Ph.D. the inaccuracies and uncertainties on earthquake location and focal mechanisms are quantified using a three-step method. The technique is applied to the geothermal sites of Soultz and Rittershoffen to investigate the effect of several criteria on the earthquake location. A good azimuthal seismic coverage and the use of seismic down-hole sensors seriously decrease the location uncertainty. On the contrary, velocity model uncertainties, represented by a 5% Gaussian distribution of the velocity model around the reference model, will multiply location uncertainties by a factor of 2 to 3. An incorrect knowledge of the sub-surface or the simplifications performed before the earthquake location can lead to biases of 10% of the vertical distance separating the source and the stations with a non-isotropic spatial distribution. Hence the sub-surface design may be distorted in the interpretations. To prevent from that fact, the calibration shot method was proved to be efficient. The study on focal mechanism errors seems to lead to different conclusions. Obviously, the angular bias may be increased by neglecting the fault in the velocity. But, it may also be the same as or even smaller than the bias calculated for the case simulating a perfect knowledge of the medium of propagation. Furthermore a better seismic coverage always leads to smaller angular biases. Hence, it is worth advising to use more than only earthquake location in order to image a reservoir. Other geothermal sites and reservoirs may benefit from the method developed here. (author)

Abstract (French)

La localisation de seismes induits ainsi que les mecanismes au foyer associes sont des outils frequemment utilises afin, entre autres, d'imager la structure d'un reservoir. Cette these presente une technique permettant de quantifier les erreurs associees a ces deux parametres. Par cette methode, incertitudes et imprecisions sont distinguees. La methode a ete appliquee aux sites de Soultz et de Rittershoffen pour etudier l'impact de plusieurs criteres sur la localisation de la sismicite induite. Ainsi, il a ete montre que l'utilisation de capteurs installes profondement dans des puits et qu'une bonne couverture sismique azimutale reduit serieusement les incertitudes de localisation. Les incertitudes du modele de vitesse, representees par une distribution gaussienne des modeles avec un ecart de 5% autour du modele de reference, multiplient les incertitudes de localisation par un facteur 2 a 3. Des simplifications utilisees pour le calcul ou une mauvaise connaissance du milieu peuvent mener a des imprecisions de l'ordre de 10% spatialement non isotropes. Ainsi, les structures du sous-sol peuvent etre deformees dans les interpretations. L'application d'un tir de calibration peut neanmoins corriger ce fait en grande partie. L'etude d'erreurs associees aux mecanismes au foyer ne semble cependant pas conduire aux memes conclusions. Le biais angulaire peut certes etre augmente par l'omission de la faille dans le modele de vitesse, mais dans plusieurs cas il est le meme que dans le cas ideal voire diminue. En outre, une meilleure couverture sismique ameliorerait toujours le mecanisme au foyer obtenu. Ainsi, il n'est pas conseille d'imager un reservoir en n'utilisant que la localisation de seismes, mais une combinaison de plusieurs parametres sismiques pourrait s'averer efficace. La methode appliquee dans le cadre de cette these pourra servir pour d'autres sites a condition d'en avoir une bonne connaissance a priori. (auteur)

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Original title (English)
Traitement des donnees de sismicite induite: estimation d'erreurs et de leur impact sur les modeles de reservoirs geothermiques

Publishing Information

Imprint Pagination
194 p.
Report number
FRNC-TH--14926

INIS

Country of Publication
France
Country of Input or Organization
France
INIS RN
54107204
Subject category
S58: GEOSCIENCES;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis
Descriptors DEI
ACCURACY; CALIBRATION; DATA COVARIANCES; DATA PROCESSING; GAUSS FUNCTION; GEOLOGIC FAULTS; GEOTHERMAL FIELDS; GEOTHERMAL WELLS; RESERVOIR ROCK; SEISMIC SURVEYS; SEISMICITY; SITE CHARACTERIZATION; VELOCITY; WAVE PROPAGATION
Descriptors DEC
FUNCTIONS; GEOLOGIC FRACTURES; GEOLOGIC STRUCTURES; GEOLOGIC SURVEYS; GEOPHYSICAL SURVEYS; PROCESSING; WELLS

Optional Information

Notes
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