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3.1 : Introduction - Géosciences


Introduction

Sur les continents, sauf dans les régions les plus arides, les précipitations dépassent l'évaporation. Les rivières sont les principales voies par lesquelles cet excès d'eau s'écoule vers l'océan. Sur la zone continentale des États-Unis, les précipitations annuelles moyennes sont d'environ 75 centimètres. Sur ce total, environ 53 centimètres sont renvoyés dans l'atmosphère par évaporation et transpiration. Les 22 centimètres restants alimentent les ruisseaux et les rivières, soit directement (en atterrissant dans les canaux ou en ruisselant à la surface), soit indirectement, en passant d'abord par la partie peu profonde de la Terre comme eau souterraine. Ces 22 centimètres représentent un énorme volume d'eau : 5,2 x 108 mètres cubes par jour (1,4 x 1011 gallons par jour).

Les fleuves sont aussi à la fois les moyens et les voies par lesquels les produits de l'altération des continents sont transportés vers les océans. D'énormes quantités de régolithe sont produites à la surface de la terre par l'altération, et la plupart de ces matériaux sont transportés par les rivières vers la mer, soit sous forme de particules, soit en solution. Les deux autres principaux agents qui transportent cette matière vers l'océan, les glaciers et le vent, sont mineurs en comparaison.

Rivières et ruisseaux (le terme que vous utilisez est une question d'échelle flexible) sont écoulement canalisé d'eau douce à la surface de la Terre. Le terme écoulement terrestre est utilisé pour écoulements d'eau non canalisés, généralement inférieure à quelques centimètres de profondeur mais très répandue. Il existe une dichotomie prononcée entre le flux non canalisé et le flux canalisé. Avez-vous déjà remonté un petit canal de streaming pour voir ce qui lui arrive ? Sa terminaison est presque toujours bien définie.

Les rivières sont énormément diverse, dans:

  • Taille: varie de plusieurs ordres de grandeur
  • géométrie: très variable
  • substrat: substrat rocheux ou sédiment
  • type de sédiment : la taille des sédiments varie de la boue au gravier
  • stade de développement: jeune, avec une topographie accidentée et un changement rapide, à vieux, avec une topographie douce et un changement lent
  • climat: éphémère et flashy à très stable

Il n'y a pas deux rivières qui se ressemblent exactement, mais nous pouvons parler de beaucoup de choses que la plupart sinon toutes les rivières ont en commun, comme

  • comment analyser l'hydrologie des rivières
  • la dynamique de l'écoulement turbulent à ciel ouvert • la dynamique du transport sédimentaire fluvial

Les domaines classiques d'étude des rivières sont les suivants :

  • hydrologie fluviale : l'étude de l'eau comme de l'eau dans les rivières
  • hydraulique fluviale : l'étude du débit des rivières
  • sédimentation fluviale : l'étude du mouvement des sédiments et dans les rivières
  • sédimentologie fluviale : l'étude des sédiments en rivières (chevauchant fortement avec le domaine précédent) et des dépôts sédimentaires fluviaux
  • géomorphologie fluviale : l'étude des processus géomorphologiques fluviaux (des choses comme le mouvement des sédiments, les changements de canaux, les processus plus larges des rivières et des vallées, le développement des réseaux de drainage) et l'évolution à long terme des rivières, des vallées fluviales et des systèmes de drainage

Quelques caractéristiques de base des rivières

  • Les rivières ont un large gamme de taille (tel que mesuré par le débit d'eau, le débit de sédiments ou la longueur).
  • Les rivières ont un large gamme de rejet d'eau Et un gamme encore plus large de décharge de sédiments, en fonction du temps.
  • Les rivières sont courbée; ils sont rarement rectilignes sur une longue distance.
  • Les rivières ne restent pas au même endroit : elles déplacer latéralement de diverses manières et à divers rythmes, il y a donc au moins temporaire déposition à de nombreux endroits du réseau fluvial.
  • La plupart des rivières moyennes à grandes peuvent suivre le rythme de l'affaissement ou du soulèvement de la croûte dans certains tronçons de la rivière par érosion ou dépôt.
  • Les rivières ont un longue histoire. (Comment commence une rivière ?)

3.1 Présentation

Les deux chapitres précédents ont présenté le workflow général de géomodélisation ainsi que la géostatistique. Ce chapitre et les deux suivants examinent comment les géoscientifiques peuvent contribuer à un projet de modélisation de réservoir. Nous nous intéressons ici aux géologues, avant d'aborder la collaboration avec les pétrophysiciens (chapitre 4) puis avec les géophysiciens (chapitre 5). Les données sismiques ne sont pas disponibles pour tous les réservoirs ou du moins pas dans les phases initiales de la plupart des projets. Pour cette raison, ce chapitre et le suivant sur la pétrophysique présentent des techniques basées uniquement sur les puits. Ces techniques seront revues dans le chapitre sur la géophysique, pour prendre en compte la sismique.

Le rôle des géologues est d'interpréter les données de puits (et sismiques) disponibles pour caractériser le réservoir. En ce qui concerne la modélisation des réservoirs, cela conduit à deux types de collaboration différents (Figure 1). D'une part, le géologue fait toute l'interprétation avant le démarrage de la modélisation. Une fois l'interprétation terminée, elle est introduite dans le workflow de géomodélisation. L'autre approche est celle où le géologue commence toujours son interprétation avant le début de la modélisation, mais il utilise également le modèle de réservoir et les outils de visualisation et d'interprétation intégrés dans le logiciel de modélisation de réservoir pour tester, améliorer et finaliser son interprétation. pendant que la modélisation est en cours.

Le premier type de collaboration est toujours populaire car il correspond à la séparation traditionnelle des tâches en équipes : un spécialiste accomplit une tâche et les résultats deviennent la contribution au travail du spécialiste suivant. Malheureusement, cette approche conduit à moins d'intégration entre les spécialistes et peut parfois conduire à une mauvaise interprétation du réservoir.

Le deuxième type de collaboration nécessite plus de gestion de projet, car les tâches sont en partie réalisées en parallèle. Cela augmente la probabilité d'intégration des données, des idées et des connaissances au sein de l'équipe. Nous privilégions la deuxième approche dans cet article et que nous soutiendrons dans les articles suivants de cette série (à la fois pour la collaboration avec des géoscientifiques et avec des ingénieurs au second semestre).

Dans les deux sections suivantes, nous illustrons l'intérêt de lier interprétation géologique et modélisation de réservoir. La quatrième section explique comment les géologues peuvent guider les algorithmes géostatistiques de modélisation de faciès en définissant des courbes de proportions verticales (VPC) et des cartes de proportions de faciès. Il est également important que le géologue aide le modélisateur à saisir les plages d'incertitudes associées à ces entrées. Ce sera l'objet de la dernière section.


Mathématiques essentielles pour les géoscientifiques : une introduction

Mathématiques pour les géoscientifiques est une introduction accessible et conviviale aux mathématiques essentielles requises par les étudiants qui suivent des cours menant à un diplôme en géosciences. Clairement structuré tout au long, ce livre guide soigneusement l'étudiant étape par étape à travers les mathématiques qu'il rencontrera et fournira de nombreux exemples appliqués tout au long pour améliorer la compréhension des étudiants et placer chaque technique dans son contexte.

S'ouvrant sur un chapitre expliquant la nécessité d'étudier les mathématiques dans les géosciences, le livre aborde ensuite l'algèbre, les équations, les solutions, les logarithmes et les exponentielles, les statistiques et les probabilités, la trigonométrie, les vecteurs et le calcul. Le dernier chapitre aide à rassembler le tout et fournit aux étudiants des exemples de projets pour tester leurs connaissances. Des exemples appliqués travaillés sont inclus dans chaque chapitre ainsi que des questions de problèmes appliquées qui sont un mélange de questions mathématiques simples, de questions sur les mots (développer les mathématiques en mots) et de questions plus complexes impliquant la manipulation et l'interprétation de données réelles et synthétiques.


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