Onde de Stoneley
Une onde de Stoneley est une onde limite (ou onde d'interface) qui se propage généralement le long d'une interface solide-solide[1]. Elle porte le nom du sismologue britannique de l'Université de Leeds Robert Stoneley (1894-1976), qui l'a découverte en 1924[2]. Lorsqu'elle se trouve à une interface liquide-solide, cette onde est également appelée onde de Scholte[3].
L'onde est d'intensité maximale à l'interface et décroît exponentiellement en fonction de la distance à celle-ci.
Occurrence et utilisation
Les ondes de Stoneley sont le plus souvent générées lors de la diagraphie sonique des trous de forage et du profilage sismique vertical. Elles se propagent le long des parois d'un forage rempli de fluide. Elles constituent une grande partie de la composante basse fréquence du signal de la source sismique et leur atténuation est sensible aux fractures et à la perméabilité des formations. Des études récentes ont montré que le traitement des ondes de Stoneley dans le trou de forage aide à faire la distinction entre les veines de charbon fracturées et non fracturées[4]. Ainsi, l'analyse des ondes de Stoneley peut permettre d'estimer les propriétés des roches. Le traitement standard des données des diagraphies soniques pour dériver la vitesse des ondes et le contenu énergétique est expliqué dans[5] et [6].
Comparaison aux autres ondes
Un certain nombre de modes d'onde ont été prédits d'après la fluidité du milieu[7] - [8].
| Type d'onde (dans les solides) | Vibration des particules |
|---|---|
| Longitudinal | Parallèle à la direction de l'onde |
| Transverse | Perpendiculaire Ă la direction de l'onde |
| Surfacique de Rayleigh | orbite elliptique - mode symétrique |
| Onde plane de Lamb | Composante perpendiculaire Ă la surface (onde d'extension) |
| Onde plane de Love | Parallèle à la couche plane, perpendiculaire à la direction de l'onde |
| Stoneley (Ondes de Rayleigh qui fuient) | Onde guidée le long de l'interface |
| Katsutada Sezawa | mode antisymétrique |
Effet de la perméabilité
La perméabilité peut influencer la propagation des ondes de Stoneley de trois manières. Les ondes de Stoneley peuvent être partiellement réfléchies à des contrastes d'impédance prononcés lors de fractures, de la lithologie ou des changements de diamètre de forage. De plus, à mesure que la perméabilité de la formation augmente, la vitesse des ondes de Stoneley diminue, induisant ainsi une dispersion. Le troisième effet est l'atténuation des ondes de Stoneley[9].
Notes et références
- Robert E. Sheriff, Encyclopedic Dictionary of Applied Geophysics, Society of Exploration Geophysicists, (ISBN 978-1-56080-118-4).
- R. Stoneley, « Elastic waves at the surface of separation of two solids », Proc. R. Soc. Lond. A, vol. 106, no 738,‎ , p. 416–428 (DOI 10.1098/rspa.1924.0079
, Bibcode 1924RSPSA.106..416S). - http://downloads.hindawi.com/journals/jam/2012/313207.pdf Rayleigh's, Stoneley's, and Scholte's Interface Waves in Elastic Models Using a Boundary Element Method, Esteban Flores-Mendez,Manuel Carbajal-Romero, Norberto Flores-Guzmán, Ricardo Sánchez-MartĂnez and Alejandro RodrĂguez-Castellanos.
- Banerjee, A & Chatterjee, R (2021), Fracture analysis using Stoneley wave in a coalbed methane reservoir. Near Surface Geophysics, https://doi.org/10.1002/nsg.12176
- http://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/ors06/spr06/03_borehole_acoustic_waves.pdf Schlumberger Oilfield Glossary – Borehole Acoustic Waves
- « Introduction »
- « Modes of Sound Wave Propagation » [archive du ] (consulté le ).
- Kubotera, A., « Rayleigh and Sezawa waves generated by explosions », Journal of Physics of the Earth, vol. 5, no 1,‎ , p. 33–41 (DOI 10.4294/jpe1952.5.33 , lire en ligne).
- « Method: Aquistion and Processing of Acoustic Waves in Boreholes »