CA2461521A1 - Methode et dispositif pour evaluer des parametres physiques d'un gisement souterrain a partir de debris de roche qui y sont preleves - Google Patents

Methode et dispositif pour evaluer des parametres physiques d'un gisement souterrain a partir de debris de roche qui y sont preleves Download PDF

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Abstract

- Méthode et dispositif pour évaluer dans le même temps et avec le même appareillage, des paramètres physiques tels que la perméabilité absolue et la porosité, de fragments extraits d'un milieu poreux naturel ou artificiel fragmenté. - On mesure la porosité des fragments au moyen de tests de pression à l'hélium ou tout autre gaz, suivant un protocole connu en soi. L'enceinte qui les contient, est mise en communication avec un réservoir de volume connu également, contenant de l'hélium sous une pression connue. A l'équilibre des pressions, on peut déduire la valeur du volume solide. On mesure également le volume enveloppe de roche et la masse en fragments. En combinant ces mesures, on détermine la porosité des échantillons ainsi que la densité de la roche. On mesure ensuite leur perméabilité en les immergeant dans un liquide et en mettant l'enceinte en communication avec du liquide initialement sous une pression définie contenu dans un accumulateur de manière à comprimer le gaz piégé dans les pores de la roche. Par le biais d'une modélisation de l'évolution du volume de liquide injecté dans l'enceinte, et d'un ajustement itératif, on détermine les valeurs des paramètres physiques. - Applications par exemple à des mesures pétrophysiques à partir de déblais de forage ou de carottes concassées.

Claims (13)

1) Méthode pour évaluer avec un même appareillage des paramètres physiques tels que la perméabilité absolue et la porosité d'un milieu poreux naturel ou artificiel fragmenté tel qu'une zone d'un gisement souterrain, à partir de fragments de roche (F) prélevés dans ce milieu, comportant une étape d'immersion de fragments contenus dans une enceinte de confinement dans un liquide et de mise en communication intermittente de l'enceinte contenant les fragments avec une source de liquide sous pression comprenant un accumulateur contenant un volume élastique de liquide, de manière à comprimer le gaz piégé dans les pores de la roche, une étape de mesure du volume de liquide injecté, une étape de modélisation de l'évolution du volume de liquide injecté à partir de valeurs initiales choisies a priori au moins pour la perméabilité et la saturation en gaz résiduelle, et une étape d'ajustement itératif de la valeur des paramètre s physiques des fragments de roche pour que l'évolution modélisée du volume injecté s'ajuste au mieux avec l'évolution mesurée du volume injecté dans l'enceinte, caractérisée en ce; que - dans l'étape d'immersion dans le liquide des fragments contenus dans l'enceinte de confinement, on mesure le volume de liquide injecté par la mesure de la variation concomitante de pression régnant dans le dit accumulateur.
2) Méthode selon la revendication 1, dans laquelle l'étape de modélisation est réalisée à
partir de valeurs initiales choisies a priori également pour la porosité
(.PHI.).
3) Méthode selon la revendication 1, comportant une étape préalable d'introduction des fragments de roche lavés et séchés dans l'enceinte de confinement que l'on met d'abord en communication avec un réservoir de gaz sous une pression définie, de manière à
déterminer le volume solide des dits fragments, on mesure le volume enveloppe et la masse des fragments et on en déduit la porosité (.PHI.) et la densité des fragments de roche, l'étape de modélisation, comprenant une modélisation de l'évolution du volume de liquide injecté
à partir de valeurs initiales choisies a priori pour la perméabilité (K) et la saturation en gaz résiduelle, et la valeur mesurée pour la porosité (.PHI.).
4) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'étape de mise en communication de l'enceinte avec l'accumulateur est effectuée de façon à
provoquer dans une première période une rapide augmentation de la pression dans l'enceinte et une compression du gaz piégé dans les pores de la roche, suivie d'une période de relaxation après isolement de l'enceinte, et comporte une mesure l'évolution de la pression dans l'enceinte au cours des deux périodes.
5) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle on charge la cellule de confinement avec des déblais de forage.
6) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle on charge la cellule de confinement avec des fragments de roche obtenus par concassage de carottes prélevées dans un puits et notamment de carottes obtenues par carottage latéral d'un puits.
7) Méthode selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle on charge la cellule de confinement avec des fragments de roche envahis de fluides de forage.
8) Méthode selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle on charge la cellule de confinement avec des fragments de roche préalablement nettoyés.
9) Dispositif pour évaluer des paramètres physiques tels que la perméabilité
absolue et la porosité d'un milieu poreux naturel ou artificiel fragmenté tel qu'une zone d'un gisement souterrain, à partir de fragments (F) prélevés dans ce milieu, comportant un système de traitement, une enceinte de confinement pour les fragments, un ensemble d'injection d'un liquide dans l'enceinte pour remplir l'enceinte contenant les fragments de roche, dans un premier temps, et pour réaliser un cycle comprenant une phase d'injection de liquide dans l'enceinte, cet ensemble comprenant un accumulateur contenant un volume élastique de liquide et des moyens (V2) commandés par le système de traitement pour contrôler la mise en communication de l'accumulateur avec l'enceinte contenant les fragments de roche, des moyens pour la mesure de la pression dans l'enceinte, le système de traitement étant adapté
à modéliser l'évolution du volume de liquide injecté à partir de valeurs initiales choisies pour les paramètres physiques des fragments de roche, et pour ajuster itérativement les valeurs à donner à ces paramètres physiques pour que l'évolution modélisée de la grandeur physique s'ajuste au mieux avec l'évolution mesurée de la dite grandeur dans l'enceinte, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure des variations de pression dans l'accumulateur et en ce que le système de traitement est adapté à calculer le volume de liquide injecté dans l'enceinte provenant de l'accumulateur, à partir de la variation de pression relevée par les moyens de mesure de pression.
10) Dispositif selon la revendication 9, comportant un réservoir de gaz pouvant être mis en communication avec l'enceinte par l'intermédiaire d'une vanne (V3), un appareil (13) de mesure de l'enveloppe de volume pour la détermination de la porosité des fragments et un moyen de mesure de la masse des fragments.
11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer le volume enveloppe des fragments à tester comportent un pycnomètre à poudre.
12) Dispositif selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le volume élastique de liquide est délimité dans le dit accumulateur par un volume de gaz, la dite relation étant obtenue en appliquant la loi des gaz parfaits.
13) Dispositif selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le volume élastique de liquide est délimité dans le dit accumulateur par une membrane élastique ou un élément mobile, la dite relation étant obtenue par calibrage préalable des déformations ou des déplacements.
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