DIAGRAPHIES, géophysique

On désigne par diagraphie (du grec dia, « à travers », et graphein, « dessiner ») ou, plus couramment, par le terme américain log (qui signifie bûche, rouleau...) tout enregistrement continu des variations, en fonction de la profondeur, d'une caractéristique donnée des formations traversées par un sondage.

Suivant ces caractéristiques et le moment où les mesures sont enregistrées, on parlera de diagraphies de boue, de diagraphies (ou mesures) en cours de forage ou de diagraphies différées, ces dernières étant appelées ainsi parce qu'elles ne peuvent être effectuées qu'après plusieurs passes d'outils et l'arrêt du forage.

À la première catégorie se rattachent les mesures du débit d'entrée – et parfois de sortie – de la boue, de sa température et de sa teneur en sels, ainsi que la mise en évidence d'hydrocarbures (gaz ou pétrole) par fluorescence ou chromatographie, ou encore de sulfure d'hydrogène H₂S (ce gaz, très dangereux, doit être détecté pour que la sécurité du personnel soit assurée). La description et l'analyse des déblais de forage ressortissent aussi à cette catégorie.

La deuxième catégorie regroupe les mesures des vitesses de pénétration et de rotation de l'outil, du poids et du couple exercés sur cet outil, la trajectométrie – mesures directionnelles – du trou de forage (angle par rapport à la verticale et azimut à chaque profondeur) ; cette catégorie s'est enrichie récemment de certaines mesures de paramètres physiques qui jusqu'alors étaient réalisées à l'aide de sondes descendues au bout d'un câble. Ces derniers paramètres, qui appartiennent donc aussi à la troisième catégorie, sont la résistivité, la radioactivité naturelle, la densité et un indice d'hydrogène.

La troisième catégorie concerne l'ensemble des paramètres physiques dont la mesure est réalisée à l'aide d'appareils suspendus à un câble, ce dernier assurant à la fois la descente et la remontée des sondes, la liaison entre ces dernières ou les cartouches électroniques et les enregistreurs de surface, et la mesure de profondeur.

On décrira ici les méthodes de mesure des paramètres physiques – que l'enregistrement soit réalisé en cours de forage ou en différé – et on exposera les applications de ces mesures.

Historique

C'est le 5 septembre 1927, à Pechelbronn, en Alsace, que, pour la première fois dans le monde, des mesures géophysiques furent effectuées dans un sondage afin d'identifier les formations traversées et de détecter les niveaux pétrolifères. Cette première diagraphie, fruit des travaux de deux frères, Conrad et Marcel Schlumberger, consista en une succession de mesures ponctuelles, espacées d'un mètre, de la résistivité des formations géologiques. Ses auteurs lui donnèrent le nom, évocateur et combien prémonitoire, de «  carottage électrique », indiquant par là que cette méthode remplaçait en quelque sorte le carottage des formations, opération coûteuse et dont le succès n'était pas toujours assuré, des pertes de carotte pouvant intervenir par suite de la non-consolidation ou de la fracturation des formations traversées (une « carotte » est un cylindre de roche prélevé dans les terrains). Aujourd'hui, les paramètres mesurés sont très nombreux et concernent à peu près tous les domaines de la physique. L'utilisateur dispose ainsi d'une grande quantité d'informations qui vont lui permettre d'analyser au mieux les formations traversées par un forage, et cela de façon quasi continue.