CA2165522A1 - Methode et dispositif pour separer et mesurer le volume des differentes phases d'un melanges de fluides - Google Patents
Methode et dispositif pour separer et mesurer le volume des differentes phases d'un melanges de fluidesInfo
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Abstract
- On mesure après décantation les volumes des différentes phases constitutives d'un mélange polyphasique contenu dans un récipient, essentiellement en comparant au moyen de deux capteurs de pression relatifs ou différentiels, les pressions générées par trois colonnes fluides de même hauteur remplies l'une, entièrement avec au moins un des fluides (une phase liquide par exemple surmontée d'une phase gazeuse), une deuxième avec au moins deux des fluides, (deux phases liquides par exemple surmontée de la même phase gazeuse). Le récipient peut être par exemple une cellule allongée de section calibrée, disposée verticalement pourvue de prises de pression en trois points distincts de sa hauteur, communiquant avec les capteurs par des canalisations fines. Un ensemble de traitement combine les mesures de pression pour obtenir notamment les volumes respectifs des phases. - Applications à des mesures de volume dans des récipients divers notamment d'installations de génie chimique, à des tests d'échantillons géologiques poreux saturés avec un mélange polyphasique, etc.
Description
, 1 La présenee invention concerne une méthode et un dispositif pour séparer et mesurer le volume des différentes phases d'un mélange polyphasique.
La méthode selon l'invention convient de façon générale, pour Ille~u,el des volumes dans toutes sortes de récipients destinés au stockage de produits ou substances polyphasiques. Il peut s'agir par exemple de réservoirs et cuves utilisés pour le stockage ou le transport d'hydrocalbules, de colonnes, rc.lllel~ul~ ou autres récipients utilisés en génie chimique etc.
La mth~e selon l'invention peut être appliquée nc l~ el-t dans le cadre de tests en continu d'échantillons de matériaux poreux et no~allllllent d'échantillons géologiques prélevés dans des formations recélant ou susceptibles de recéler des hydroc~bulcs. Elle permet la séparation et la 1 0 mesure du volume des différentes phases de mélanges polyphasiques qui sont obtenus lors de tests C'est dans le cadre particulier d'une telle application qu'elle va être décrite à titre d'exemple.
La conn~icc~nce que l'on peut acquérir de dirr~lcnl~ paramètres pétrophysiques des roches durant des phases de drâînage ou d'imbibition, peut servir par exemple à choisir le fluide le plus apte à déplacer les hydtucdlbulG~ pétroliers qu'elles contiennent et à améliorer de ce fait l'efficacité
des procédés de lécu~ tion assistée d'hydrocalbul~s dans un gisement.
Il est connu de clc;lç- ~ çl par exemple la saturation et la mouillabilité des roches vis-à-vis de fluides tels que l'eau (sous forme de saumure généralement), l'huile et éventuellement une phase gazeuse qui peuvent y être contenus. A cet effet, on procède à des opérations de draînage de la roche c'est-à-dire à un déplacement des fluides visant à diminuer la saturation en eau, suivies de
La méthode selon l'invention convient de façon générale, pour Ille~u,el des volumes dans toutes sortes de récipients destinés au stockage de produits ou substances polyphasiques. Il peut s'agir par exemple de réservoirs et cuves utilisés pour le stockage ou le transport d'hydrocalbules, de colonnes, rc.lllel~ul~ ou autres récipients utilisés en génie chimique etc.
La mth~e selon l'invention peut être appliquée nc l~ el-t dans le cadre de tests en continu d'échantillons de matériaux poreux et no~allllllent d'échantillons géologiques prélevés dans des formations recélant ou susceptibles de recéler des hydroc~bulcs. Elle permet la séparation et la 1 0 mesure du volume des différentes phases de mélanges polyphasiques qui sont obtenus lors de tests C'est dans le cadre particulier d'une telle application qu'elle va être décrite à titre d'exemple.
La conn~icc~nce que l'on peut acquérir de dirr~lcnl~ paramètres pétrophysiques des roches durant des phases de drâînage ou d'imbibition, peut servir par exemple à choisir le fluide le plus apte à déplacer les hydtucdlbulG~ pétroliers qu'elles contiennent et à améliorer de ce fait l'efficacité
des procédés de lécu~ tion assistée d'hydrocalbul~s dans un gisement.
Il est connu de clc;lç- ~ çl par exemple la saturation et la mouillabilité des roches vis-à-vis de fluides tels que l'eau (sous forme de saumure généralement), l'huile et éventuellement une phase gazeuse qui peuvent y être contenus. A cet effet, on procède à des opérations de draînage de la roche c'est-à-dire à un déplacement des fluides visant à diminuer la saturation en eau, suivies de
2 0 phases d'imbibition, visant au contraire à augmenter sa saturation en eau (Sw). On peut mesurer ainsi la pression capillaire en un point d'un échantillon poreux en présence d'eau et d'huile en phase continue, qui se définit, on le rappelle, comme la différence Pc à l'équilibre entre la pression P(huile) et la pression P(eau) de l'eau. Des dispositifs pelllletl~nt de mesurer des paramètres pétrophysiques de roches sont décrits par exemple dans les dem~n-les de brevet FR.2.603.040, E.N 93/09.481 ou E.N 94/10.783 du dem~n(leur ou bien encore les brevets US 4 868 751 ou 5 069 065.
La méthode selon l'invention convient pour la détermination du volume de chaque conctib-~nt d'un mélange de fluides de masses spécifiques différentes les unes des autres, contenu dans un récipient.
La méthode selon l'invention convient pour la détermination du volume de chaque conctib-~nt d'un mélange de fluides de masses spécifiques différentes les unes des autres, contenu dans un récipient.
3 0 Elle est caractérisée en ce que l'on détermine les volumes respectifs des conctit~nts du mélange à partir des valeurs mesurées au moyen de deux capleul~ de pression, des pressions gcn~lces par deux colonnes de même hauteur remplies l'une, entièrement avec deux des fluides (une phase liquide par exemple surmontée d'une phase gazeuse) et l'autre, avec les trois fluides (deux phases liquides par exemple surmontée de la même phase gazeuse), et l'on combine les valeurs de pression mesurées pour obtenir les volumes respectifs des conctitu~n~c 216552~
..
La méthode selon l'invention permet de tester en continu des caractéristiques physiques d'un échantillon de matériaux poreux saturé avec un mélange (di- ou tri-phasique) de fluides de masses spécifiques différentes les unes des autres, par des mesures effectuées sur les fluides draînés pro~ /ement hors de l'échantillon et recueillis dans un séparateur de phases allongé COIllyOl ~It une colonne de section intérieure calibrée disposée de manière à obtenir unedéc~nt~tion naturelle des différentes phases.
Elle est caractérisée en ce que l'on mesure une première différence de pression et une deuxième différence de pression entre la pression régnant à une hauteur intermédiaire de la colonne et respectivement la pression régnant vers la base de la colonne et la pression régnant vers 1 0 le sommet de la colonne, et l'on détermine à partir de ces différences de pression mesurées, des cal~.ct~,.istiques physiques de l'échantillon liées aux volumes des fluides expulsés.
La ~étermin~tion des caractéristiques physiques de l'échantillon s'effectue par exemple en combinant les valeurs de ces deux différences de pression pour obtenir les volumes respectifs des phases liquides du mélange expulsé, ainsi que les saturations respectives de l'échantillon vis-à-vis des fluides par colllpal~ison de ces volumes respectifs avec le volume connu des pores de l'éch^ntillon Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un sép~d~eul de phases allongé pour recueillir le mélange de fluides expulsé de l'éch~ntillon, ce séparateur co.-lylc"ant une colonne de section intérieure calibrée disposée de manière à obtenir une stratification verticale des 2 0 différentes phases, un premier moyen de mesure de l'écart de pression régnant entre un point de mesure vers la base de la colonne et un point de mesure intermédiaire à une hauteur intenn~ ire de la colonne, et un deuxième moyen de mesure de l'écart de pression régnant entre ce même point de mesure intermé li~ire et un autre point de mesure vers le sommet de la colonne, et des moyens de combinaison (tels q'un ensemble de traitement programmé par exemple) des signaux délivrés par ces deux moyens de pression en réponse aux écarts mesurés, pour déterminer des caractéristiques physiques de l'échantillon liées aux volumes des fluides expulsés.
Le premier et le deuxième moyen de mesure peuvent être connectés au point i.,~ l,e~ c de la colonne par l'intermédiaire d'une c~n~ tion soit extérieure soit intérieure à la colonne.
Avec la méthode et le dispositif selon l'invention on peut réaliser automatiquement des 3 0 opérations continues de drainage ou d'imbibition et obtenir en continu avec une grande précision des mesures de volumes et de saturation.
D'autres caractéristiques et avantages de la méthode et du dispositif selon l'invention, apparâîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode de réalisation décrit à titre d'exemple non limit~tif, en se référant au dessin annexé où:
216552~
- la Fig.l montre schématiquement un mode de mise en oeuvre de la méthode utilisant une colonne séparatrice de phases, des moyens capteurs de pression et un ensemble d'exploitation d'écarts de pression; et - la Fig.2 montre une variante de réalisation du séparateur de phases.
La méthode selon l'invention, peut être mise en oeuvre par exemple avec le dispositif s~ ;cé à la Fig.l, qui va être décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif.
Le barreau d'échantillon 1 à tester est enrobé par exemple dans une gaîne 2 en résine (de l'araldite not~mm~nt). Aux deux e~LIGIIIi~i;S de la gaîne, contre les parois terminales du barreau, sont a~pliquées dilecle-nent deux plaques d'embout 3, 4. La première plaque 3 est pourvue 1 0 d'alésages pour le raccordement de conduits 5, 6, 7 co.~...--..liquant par l'interm~ ire de vannes, Vl, V2, V3 respectivement avec une pompe d'injection d'eau 8, une pompe d'injection d'huile 9 et une bouteille 10 contenant du gaz sous pression.
Des prises de pression sélectives à membranes semi-perméables PP, telles que décrites par exemple dans la dçm~n~lç de brevet parallèle EN 94/.. au nom du dem~ndellr, peuvent être h~sel~,es ~Cg~l~ment au travers de la gâîne en différents emplacements le long de l'échantillon, de façon de ll,esu~ sélectivement les pressions des différentes phases au sein de l'éch~ntillQn.
Le dispositif con~ul l~ en outre un séparateur de phase 11 constitué d'une colonne allongée Llall~,n~e de section int~riçllre bien calibrée. Une c~n~lic~tion 12 munie d'une vanne de contrôle V4, fait co.. ~.. ~iquer la partie supérieure de la colonne 9 avec la plaque opposée 4.
2 0 La colonne 9 collll)ol le dans sa partie intPrm~ ire entre sa base et son sommet, un premier orifice de raccordement d'une c~n~lication extérieure 13 reliée avec une première entrée ~s~ecli-/ement d'un premier capteur de pression différentielle 14 et d'un deuxième capteur analogue 15. Deux autres orifices sont ménagés l~ecli./ement vers la base et vers le sommet de la colonne 9 où se raccordent deux autres c:~n~lic:~tions 16, 17 reliées à la deuxième entrée lei,~cli~ement des deux caplt;u-~ de pression 14., 15. Un orifice supérieur contrôlé par une autre vanne V5, permet le Llans~lL de la phase gazeuse vers un débilmètlG Q ou éventuellement son éch~lnenL hors du séparateur 9.
Les signaux de mesure délivrés par les deux cdpLeul~ de pression différentielle 14, 15 sont appliqués à une entrée d'acquisition d'un processeur 18 programmé pour effectuer le suivi des 3 0 testscommeilseraindiquéci-après,ceprocesseurétantconnectéàuneconsoledecol.. ~nde. 19.
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, la liaison entre le point intermçrli~ire de la colonne, est assurée par une c~n~lic~tion extérieure à la colonne 11. Suivant une variante de ré~lic~tion sch~om~ticé à la Fig.2, cette liaison peut également être réalisée au moyen d'un tube fin 20 traversant le fond de la colonne 11 et remontant par l'intérieur jusqu'au niveau intermédiaire.
216~522 La méthode de mesure selon l'invention va être décrite ci-après en relation avec des opérations de déplacement de fluides hors d'un éch~ntillon de roche par exemple.
On prend un éch~ntillon poreux sec par exemple que l'on sature d'abord sous vide avec de la saullwl~. On réalise ensuite une opération dite de SWI, consistant à injecter par e~emple de l'huile (et du gaz?) avec un débit constant dans l'échantillon saturé au moyen de la pompe 9 jusqu'à
atteindre un niveau minim~l irréductible de saturation en eau.
On ferme la vanne V2 et, la vanne V4 étant ouverte, on ouvre les vannes V1 et/ou V3 pour injecter de l'eau et/ou du gaz par exemple au travers de la plaque d'embout 3 dans le barreau d'échantillon 1 au moyen de la pompe 8. Un mélange constitué d'eau, d'huile et de gaz, déplacé
1 0 par l'injection, sort par la c~n~ tion 12 et pénètre dans le séparateur 9. Les dirr~lGnl~ fluides se sépa~~n~ par dec~nt:ltion naturelle. L'huile s'accumule dans la partie inte~n~li:lire de la colonne 11, et le gaz vers le haut de celle-ci. On désigne respectivement par Hw et Ho les hauteurs respectives de l'eau et de l'huile dans la colonne 11, et par Rw et Ro, les masses spécifiques respectives de l'eau et de l'huile. Compte-tenu de leurs connexions respectives avec les différents points de la colonne par les c~n~ tions 13 (ou 20), 16, 17, les capteurs de pression 14 et 15 mesurent pec~ivellle,-l des pressions différentielles dP1 et dP2 qui s'expriment par les relations:
dP1 = (Hw.Rw + Ho.Ro + Pg - Pc) - ((Hw + Ho).Ro + Pg - Pc) (1) dP2 = (Hw + Ho).Ro + Pg - Pc - (Pg - Pc) (2);
où Pg désigne la pression du gaz et Pc la perte de charge intervenant du fait de la plésence du 2 0 dcbi~ tl~i Q sur le conduit d'échappement du gaz hors de la cellule, ces facteurs s'élimin~nt du fait des llesulcs différçnti~lles De ces deux relations, on déduit imm~ tement à tout instant les hauteurs r~ ives Hw et Ho de l'eau et de l'huile:
Hw = dP1/(Rw - Ro) (3);
Ho = (dP2/Ro) - (dP1/(Rw - Ro)) (4);
et par conséquent les volumes respectifs Hw.S et Ho.S de l'eau et de l'huile expulsés hors du milieu poreux dans la colonne 11, conn~i~s:lnt la section intérieure S de celle-ci.
Le processeur 18 est connecté au débitmètre à gaz D. Il intègre les valeurs de débit in~t~nt~nçes mesurées, en fonction du temps, pour déterminer le volume de la phase gazeuse 3 0 pénétrant dans la cellule.
~ onn~iss~nt en outre les volumes Vwi et Voi respectivement d'eau et d'huile injectés dans l'échantillon, et le volume Vp des pores de l'échantillon testé, on peut en déduire les saturations globales ~spe~;lives Sw et So de l'échantillon en eau et en huile par les relations:
2165~2~
- , Sw = (Vwi - Hw.S)/Vp et So = (Voi - Ho.S)/Vp Le processeur 18 est programmé par exemple pour réaliser automatiquement les calculs des volumes et des saturations globales d'après les relations ci-dessus définies, ainsi que les perméabilités effectives et relatives de l'é~h~ntillon poreux vis-à-vis des fluides qui y circulent.
Les résultats précédentc restent bien sûr valides en l'absence d'une troisième phase gazeuse dans le m~l~n~o. expulsé de l'échantillon, le gaz présent dans la colonne étant dans ce cas de l'air à
la pression atmosphérique.
La m.o.tho~e a été décrite dans une application à la détermination des volumes respectifs de phases d'un mélange polyphasique expulsée d'un barreau en un matériau poreux. On ne sortirait 1 0 pac du cadre de l'invention toutefois en appliquant la méthode décrite à un mél~nge quelconque de con.ctitu~nts fluides de masses spécifiques différentes les unes des autres, introduit dans un récipient quelconque. Ce récipient peut être un tube tel que la cellule 11 précédente. Cependant la méthode selon l'invention peut s'appliquer d'une façon plus générale à des récipients quelconques:
colonnes, réservoirs, cuves etc., utilisés pour le stockage ou le transport de produits fluides: ou pour la ré~lic~tion d'installations de traitement diverses, notamment dans le domaine du génie chimique.
..
La méthode selon l'invention permet de tester en continu des caractéristiques physiques d'un échantillon de matériaux poreux saturé avec un mélange (di- ou tri-phasique) de fluides de masses spécifiques différentes les unes des autres, par des mesures effectuées sur les fluides draînés pro~ /ement hors de l'échantillon et recueillis dans un séparateur de phases allongé COIllyOl ~It une colonne de section intérieure calibrée disposée de manière à obtenir unedéc~nt~tion naturelle des différentes phases.
Elle est caractérisée en ce que l'on mesure une première différence de pression et une deuxième différence de pression entre la pression régnant à une hauteur intermédiaire de la colonne et respectivement la pression régnant vers la base de la colonne et la pression régnant vers 1 0 le sommet de la colonne, et l'on détermine à partir de ces différences de pression mesurées, des cal~.ct~,.istiques physiques de l'échantillon liées aux volumes des fluides expulsés.
La ~étermin~tion des caractéristiques physiques de l'échantillon s'effectue par exemple en combinant les valeurs de ces deux différences de pression pour obtenir les volumes respectifs des phases liquides du mélange expulsé, ainsi que les saturations respectives de l'échantillon vis-à-vis des fluides par colllpal~ison de ces volumes respectifs avec le volume connu des pores de l'éch^ntillon Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un sép~d~eul de phases allongé pour recueillir le mélange de fluides expulsé de l'éch~ntillon, ce séparateur co.-lylc"ant une colonne de section intérieure calibrée disposée de manière à obtenir une stratification verticale des 2 0 différentes phases, un premier moyen de mesure de l'écart de pression régnant entre un point de mesure vers la base de la colonne et un point de mesure intermédiaire à une hauteur intenn~ ire de la colonne, et un deuxième moyen de mesure de l'écart de pression régnant entre ce même point de mesure intermé li~ire et un autre point de mesure vers le sommet de la colonne, et des moyens de combinaison (tels q'un ensemble de traitement programmé par exemple) des signaux délivrés par ces deux moyens de pression en réponse aux écarts mesurés, pour déterminer des caractéristiques physiques de l'échantillon liées aux volumes des fluides expulsés.
Le premier et le deuxième moyen de mesure peuvent être connectés au point i.,~ l,e~ c de la colonne par l'intermédiaire d'une c~n~ tion soit extérieure soit intérieure à la colonne.
Avec la méthode et le dispositif selon l'invention on peut réaliser automatiquement des 3 0 opérations continues de drainage ou d'imbibition et obtenir en continu avec une grande précision des mesures de volumes et de saturation.
D'autres caractéristiques et avantages de la méthode et du dispositif selon l'invention, apparâîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode de réalisation décrit à titre d'exemple non limit~tif, en se référant au dessin annexé où:
216552~
- la Fig.l montre schématiquement un mode de mise en oeuvre de la méthode utilisant une colonne séparatrice de phases, des moyens capteurs de pression et un ensemble d'exploitation d'écarts de pression; et - la Fig.2 montre une variante de réalisation du séparateur de phases.
La méthode selon l'invention, peut être mise en oeuvre par exemple avec le dispositif s~ ;cé à la Fig.l, qui va être décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif.
Le barreau d'échantillon 1 à tester est enrobé par exemple dans une gaîne 2 en résine (de l'araldite not~mm~nt). Aux deux e~LIGIIIi~i;S de la gaîne, contre les parois terminales du barreau, sont a~pliquées dilecle-nent deux plaques d'embout 3, 4. La première plaque 3 est pourvue 1 0 d'alésages pour le raccordement de conduits 5, 6, 7 co.~...--..liquant par l'interm~ ire de vannes, Vl, V2, V3 respectivement avec une pompe d'injection d'eau 8, une pompe d'injection d'huile 9 et une bouteille 10 contenant du gaz sous pression.
Des prises de pression sélectives à membranes semi-perméables PP, telles que décrites par exemple dans la dçm~n~lç de brevet parallèle EN 94/.. au nom du dem~ndellr, peuvent être h~sel~,es ~Cg~l~ment au travers de la gâîne en différents emplacements le long de l'échantillon, de façon de ll,esu~ sélectivement les pressions des différentes phases au sein de l'éch~ntillQn.
Le dispositif con~ul l~ en outre un séparateur de phase 11 constitué d'une colonne allongée Llall~,n~e de section int~riçllre bien calibrée. Une c~n~lic~tion 12 munie d'une vanne de contrôle V4, fait co.. ~.. ~iquer la partie supérieure de la colonne 9 avec la plaque opposée 4.
2 0 La colonne 9 collll)ol le dans sa partie intPrm~ ire entre sa base et son sommet, un premier orifice de raccordement d'une c~n~lication extérieure 13 reliée avec une première entrée ~s~ecli-/ement d'un premier capteur de pression différentielle 14 et d'un deuxième capteur analogue 15. Deux autres orifices sont ménagés l~ecli./ement vers la base et vers le sommet de la colonne 9 où se raccordent deux autres c:~n~lic:~tions 16, 17 reliées à la deuxième entrée lei,~cli~ement des deux caplt;u-~ de pression 14., 15. Un orifice supérieur contrôlé par une autre vanne V5, permet le Llans~lL de la phase gazeuse vers un débilmètlG Q ou éventuellement son éch~lnenL hors du séparateur 9.
Les signaux de mesure délivrés par les deux cdpLeul~ de pression différentielle 14, 15 sont appliqués à une entrée d'acquisition d'un processeur 18 programmé pour effectuer le suivi des 3 0 testscommeilseraindiquéci-après,ceprocesseurétantconnectéàuneconsoledecol.. ~nde. 19.
Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, la liaison entre le point intermçrli~ire de la colonne, est assurée par une c~n~lic~tion extérieure à la colonne 11. Suivant une variante de ré~lic~tion sch~om~ticé à la Fig.2, cette liaison peut également être réalisée au moyen d'un tube fin 20 traversant le fond de la colonne 11 et remontant par l'intérieur jusqu'au niveau intermédiaire.
216~522 La méthode de mesure selon l'invention va être décrite ci-après en relation avec des opérations de déplacement de fluides hors d'un éch~ntillon de roche par exemple.
On prend un éch~ntillon poreux sec par exemple que l'on sature d'abord sous vide avec de la saullwl~. On réalise ensuite une opération dite de SWI, consistant à injecter par e~emple de l'huile (et du gaz?) avec un débit constant dans l'échantillon saturé au moyen de la pompe 9 jusqu'à
atteindre un niveau minim~l irréductible de saturation en eau.
On ferme la vanne V2 et, la vanne V4 étant ouverte, on ouvre les vannes V1 et/ou V3 pour injecter de l'eau et/ou du gaz par exemple au travers de la plaque d'embout 3 dans le barreau d'échantillon 1 au moyen de la pompe 8. Un mélange constitué d'eau, d'huile et de gaz, déplacé
1 0 par l'injection, sort par la c~n~ tion 12 et pénètre dans le séparateur 9. Les dirr~lGnl~ fluides se sépa~~n~ par dec~nt:ltion naturelle. L'huile s'accumule dans la partie inte~n~li:lire de la colonne 11, et le gaz vers le haut de celle-ci. On désigne respectivement par Hw et Ho les hauteurs respectives de l'eau et de l'huile dans la colonne 11, et par Rw et Ro, les masses spécifiques respectives de l'eau et de l'huile. Compte-tenu de leurs connexions respectives avec les différents points de la colonne par les c~n~ tions 13 (ou 20), 16, 17, les capteurs de pression 14 et 15 mesurent pec~ivellle,-l des pressions différentielles dP1 et dP2 qui s'expriment par les relations:
dP1 = (Hw.Rw + Ho.Ro + Pg - Pc) - ((Hw + Ho).Ro + Pg - Pc) (1) dP2 = (Hw + Ho).Ro + Pg - Pc - (Pg - Pc) (2);
où Pg désigne la pression du gaz et Pc la perte de charge intervenant du fait de la plésence du 2 0 dcbi~ tl~i Q sur le conduit d'échappement du gaz hors de la cellule, ces facteurs s'élimin~nt du fait des llesulcs différçnti~lles De ces deux relations, on déduit imm~ tement à tout instant les hauteurs r~ ives Hw et Ho de l'eau et de l'huile:
Hw = dP1/(Rw - Ro) (3);
Ho = (dP2/Ro) - (dP1/(Rw - Ro)) (4);
et par conséquent les volumes respectifs Hw.S et Ho.S de l'eau et de l'huile expulsés hors du milieu poreux dans la colonne 11, conn~i~s:lnt la section intérieure S de celle-ci.
Le processeur 18 est connecté au débitmètre à gaz D. Il intègre les valeurs de débit in~t~nt~nçes mesurées, en fonction du temps, pour déterminer le volume de la phase gazeuse 3 0 pénétrant dans la cellule.
~ onn~iss~nt en outre les volumes Vwi et Voi respectivement d'eau et d'huile injectés dans l'échantillon, et le volume Vp des pores de l'échantillon testé, on peut en déduire les saturations globales ~spe~;lives Sw et So de l'échantillon en eau et en huile par les relations:
2165~2~
- , Sw = (Vwi - Hw.S)/Vp et So = (Voi - Ho.S)/Vp Le processeur 18 est programmé par exemple pour réaliser automatiquement les calculs des volumes et des saturations globales d'après les relations ci-dessus définies, ainsi que les perméabilités effectives et relatives de l'é~h~ntillon poreux vis-à-vis des fluides qui y circulent.
Les résultats précédentc restent bien sûr valides en l'absence d'une troisième phase gazeuse dans le m~l~n~o. expulsé de l'échantillon, le gaz présent dans la colonne étant dans ce cas de l'air à
la pression atmosphérique.
La m.o.tho~e a été décrite dans une application à la détermination des volumes respectifs de phases d'un mélange polyphasique expulsée d'un barreau en un matériau poreux. On ne sortirait 1 0 pac du cadre de l'invention toutefois en appliquant la méthode décrite à un mél~nge quelconque de con.ctitu~nts fluides de masses spécifiques différentes les unes des autres, introduit dans un récipient quelconque. Ce récipient peut être un tube tel que la cellule 11 précédente. Cependant la méthode selon l'invention peut s'appliquer d'une façon plus générale à des récipients quelconques:
colonnes, réservoirs, cuves etc., utilisés pour le stockage ou le transport de produits fluides: ou pour la ré~lic~tion d'installations de traitement diverses, notamment dans le domaine du génie chimique.
Claims (6)
1) Méthode pour tester en continu des caractéristiques physiques d'un échantillon de matériaux poreux saturé avec un mélange de fluides de masses spécifiques différentes les unes des autres, par des mesures effectuées sur les fluides draînés progressivement hors de l'échantillon et recueillis dans un séparateur de phases allongé comportant une colonne de section intérieure calibrée disposée de manière à obtenir une stratification verticale des différentes phases, caractérisée en ce que:
- l'on mesure une première différence de pression et une deuxième différence de pression entre la pression régnant à une hauteur intermédiaire de la colonne et respectivement la pression régnant vers la base de la colonne et la pression régnant vers le sommet de la colonne, et - l'on détermine à partir de ces différences de pression mesurées, des caractéristiques physiques de l'échantillon liées aux volumes des fluides expulsés.
- l'on mesure une première différence de pression et une deuxième différence de pression entre la pression régnant à une hauteur intermédiaire de la colonne et respectivement la pression régnant vers la base de la colonne et la pression régnant vers le sommet de la colonne, et - l'on détermine à partir de ces différences de pression mesurées, des caractéristiques physiques de l'échantillon liées aux volumes des fluides expulsés.
2) Méthode selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on combine les valeurs de ces deux différences de pression pour obtenir les volumes respectifs des phases liquides du mélange expulsé, ainsi que les saturations respectives de l'échantillon par comparaison de ces volumes respectifs avec le volume connu des pores de l'échantillon.
3) Dispositif pour tester en continu des caractéristiques physiques d'un échantillon de matériaux poreux, saturé avec un mélange de plusieurs fluides de masses spécifiques différentes les unes des autres, par des mesures effectuées sur les fluides draînés progressivement hors de l'échantillon, caractérisé en ce qu'il comporte un séparateur de phases allongé pour recueillir le mélange de fluides expulsé de l'échantillon, ce séparateur comprenant une colonne de section intérieur calibrée disposée de manière à obtenir une stratification verticale des différentes phases, un premier moyen de mesure de l'écart de pression régnant entre un point de mesure vers la base de la colonne et un point de mesure intermédiaire à une hauteur intermédiaire de la colonne, et un deuxième moyen de mesure de l'écart de pression régnant entre ce même point de mesure intermédiaire et un point de mesure vers le sommet de la colonne, et des moyens de combinaison des signaux délivrés par ces deux moyens de pression en réponse aux écarts mesurés, pour déterminer des caractéristiques physiques de l'échantillon liées aux volumes des fluides expulsés.
4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier et le deuxième moyen de mesure sont connectés au point intermédiaire de la colonne par l'intermédiaire d'une canalisation extérieure à la colonne.
5) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier et le deuxième moyen de mesure sont connectés au point intermédiaire de la colonne par l'intermédiaire d'une canalisation (20) intérieure à la colonne.
6) Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens de combinaison comportent un ensemble de traitement programmé.
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