FR2574546A1 - Procede de preparation d'echantillons geologiques faiblement consolides, en vue de leur analyse, et moyens de mise en oeuvre du procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION EST DU DOMAINE DE L'ANALYSE DES CAROTTES GEOLOGIQUES. UN PROCEDE DE PREPARATION D'UNE CAROTTE POUR UNE ANALYSE COMPREND LA SUITE DES ETAPES CONSISTANT A INSERRER UN ECHANTILLON DANS UN TUBE THERMORETRACTABLE 18, PLACER AUX EXTREMITES DES BOUCHONS PERCES DE TROUS, THERMORETRACTER LE TUBE, COUPER LE TUBE SUIVANT LES LIGNES DE CONTACT AVEC LES BOUCHONS, PLACER AUX EXTREMITES UN TAMIS 38, 40, ENTOURER LES EXTREMITES DU TUBE DE RUBAN DE TEFLON 42, 44 RECOUVRANT LE BORD DES TAMIS, PLACER DES CAPUCHONS EN TAMIS PREFORMES 46, 50 AUX EXTREMITES, PLACER DES BAGUES THERMORETRACTABLES 48, 52 AUTOUR DES REBORDS DES CAPUCHONS, PLACER L'ENSEMBLE DANS UN TUBE THERMORETRACTABLE ET PORTER A LA CHALEUR. L'INVENTION COMPREND AUSSI LES MOYENS SUS-VISES. APPLICATIONS A L'ANALYSE DES ROCHES PETROLIFERES.

Description

La présente invention est du do-

maine des techniques de prélèvement de carottes géologiques

dans des formations géologiques tendres de la croûte terres-

tre et elle a plus particulièrement trait aux méthodes de préparationet de confinement d'échantillons de carotte fai- blement et/ou non consolidés en vue de leur manipulation et

de leur analyse.

Il est de pratique courante de récupérer des coupes verticales entières des formations géologiques prospectées à différentes profondeurs au cours de l'opération de forage des puits de pétrole ou de gaz. Ce prélèvement de routine est appelé carotte et permet la détermination des caractéristiques géologiques des sub-structures. Il est aussi souvent nécessaire de faire des carottages et d'obtenir des carottes de matériaux sur les chantiers, en prospection ou autres, là o la nature de la

couche de roche surchargée doit être garantie.

Dans la plupart des cas, la ma-

tière de la carotte obtenue à partir des sondages de carottage est envoyée à un laboratoire afin d'analyse. La précision de l'analyse et du contrôle est inversement proportionnelle au degré de perturbation de l'intégrité de la carotte ou de sa modification, lorsque l'échantillon de carotte est prélevé de la terre, transporté au laboratoire et manipulé pendant son analyse. Il est évident qu'un plus

grand soin est nécessaire dans la manipulation des échantil-

lons de carotte faiblement et/ou non consolidés, qu'avec celle des échantillons de carotte consolidés. La plupart des procédés de l'art antérieur ont pour but le prélèvement des carottes dans le sol. Par exemple, le brevet US 4.071.099

divulgue un boitier pour recevoir un échantillon convention-

nel avec joint de caoutchouc à partir d'un corps cylindrique de carotte suspendu verticalement. Le boitier est adapté

pour la circulation d'une masse surgelante pour la congéla-

tion et la solidification des composants fluides de la carotte. Il est également montré un boitier allongé adapté pour recevoir la carotte, bien qu'à l'intérieur du joint de

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caoutchouc et incluant des moyens d'introduction d'un milieu de coulée substantiellement autour et longitudinalement à la carotte. Des moyens sont inclus pour protéger une portion arquée de la carotte du milieu de coulée pour faciliter

l'accès de la carotte recouverte partiellement.

Le brevet US 4.156.469 décrit un système de forage pour obtenir des carottes de matière non consolidée en utilisant un appareil qui permet au cylindre de carotte de rester stationnaire pendant que le foret tourne. De plus, l'appareil comprend des moyens pour ajuster une friction réduisant le joint de nylon tressé au moment du forage et permet ainsi à la carotte de glisser librement vers le haut dans le cylindre de carotte à l'intérieur du joint. Le brevet US 4.371.045 décrit un appareil pour extraire du sol des carottes instables, qui incorpore un appareil lié de façon opérative au sommet du tuyau de sonde qui permet au cylindre de carotte d'être positionné à l'intérieur d'un récipient de refroidissement

et à un fluide cryogénique de circuler à travers le réci-

pient de refroidissement pour stabiliser l'échantillon de la carotte avant que cylindre de carotte soit retiré du sommet

de tuyau de sonde.

La présente invention a pour but

de fournir une solution aux divers inconvénients des dispo-

sitifs de l'art antérieur faisant appel à des montages non appropriés pour permettre des mesures de résistivité sur les échantillons faiblement ou non consolidés. Les montages de l'art antérieur ne fournissent pas une vue adéquate de l'échantillon de la carotte pour permettre la détection de

cassures ou autres anomalies de texture dans la carotte.

Certains montages de l'art antérieur ne fournisssent pas un confinement adéquat pour assurer l'intégrité physique des échantillons pendant leur manipulation et leur analyse et ce

par quoi n'est pas minimisé l'altération des caractéristi-

ques de la structure physique de l'échantillon de carotte.

La présente invention propose une méthode de montage, ou de préparation, et de confinement d'échantillons de carotte faiblement et/ou non consolidés en vue d'une manipulation et une analyse ultérieure. La méthode préférée comprend les étapes d'insertion d'un échantillon de carotte faiblement consolidé dans une longueur prédéterminée d'un tube thermo-rétractable qui est légèrement plus long que l'échantillon. Des tampons, ou bouchons, sont insérés à

chaque extrémité de l'échantillon et à l'intérieur du tube.

Une source de chaleur est alors appliquée au tube thermoré-

tractable ce qui provoque sa rétractation pour le conformer à la surface circonférencielle extérieure de l'échantillon et des tampons. Le tube est coupé à chaque extrémité de l'échantillon de carotte faiblement consolidé suivant les lignes de contact entre l'échantillon faiblement consolidé et chaque bouchon. Leéchantillon faiblement consolidé est ensuite congelé lorsqu'il est positionné à l'intérieur du tube. Une fdis congelé, chaque extrémité de l'échantillon, est coupée plate et à. angles droits par rapport à l'axe de

l'échantillon faiblement consolidé. L'échantillon est ensui-

te dégelé. Puis il est fixé, ou stabilisé, pour fournir un échantillon dit monté.s L'étape de fixation comprend la mise en place d'un premier filtre de dimensions de maille

prédéterminées contre une première extrémité de l'échantil-

lon faiblement consolidé et ensuite la mise en place d'un bouchon de fixation solide contre le premier filtre avec une force telle qu'une partie du bouchon de fixation soit à l'intérieur du volume intérieur du tube. Un second filtre d'une seconde dimension de maille prédéterminée est placé contre la seconde extrémité de l'échantillon faiblement

consolidé et un bouchon de fixation avec un nombre prédéter-

miné de passages est placé contre le second filtre avec une force telle qu'une partie du bouchon de fixation soit à l'intérieur du volume intérieur du tube. L'échantillon de

carotte faiblement consolidé est alors chargé hydrostatique-

ment de telle sorte qu'il fixe suffisamment l'échantillon faiblement consolidé en vue de replacer les grains de l'échantillon de laboratoire dans leur relation grain à grain existante in situ. Des filtres appropriés sont placés

contre les extrémités de l'échantillon pour permettre la.

circulation libre des fluides d'analyse à travers l'échan-

tillon avec une perte de grains minimale. Des capuchons de filtration sont attachés et recouvrent chaque extrémité de l'échantillon pour fournir un échantillon monté qui peut

être manipulé comme un échantillon consolidé.

Un des avantages de la présente invention est de fournir un échantillon monté à partir d'un échantillon faiblement consolidé, approprié à des mesures de résistivité. L'échantillon monté peut être observé entre les

étapes d'analyse pour détecter des cassures ou autres ano-

malies de texture qui existent ou qui peuvent se developper pendant l'analyse. L'échantillon résultant conserve de façon plus précise la forme d'un cylindre droit avec des cêtés rectilignes et une aire uniforme, que cela n'était obtenu

avec les montages de joints de caoutchouc traditionnels.

L'échantillon monté qui en résulte permet d'ajouter de nouveaux filtres et les extrémités peuvent être mises au carré, à tout moment compatible avec les analyses en cours sans retirer de la carotte le support latéral; ceci se traduit par un moindre encastrement du tube rétractable à l'intérieur des pores extérieurs exposés de l'échantillon pour les analyses à une pression de confinement supérieure de 165 kg/cm2 à celle des montages traditionnels avec joint de plomb. La présente invention élimine les espaces vides non souhaités dans la longueur de l'échantillon de façon plus fiable que les montages traditionnels avec joint de plomb. Le présent montage maintient en permanence une légère pression de confinement sur l'échantillon monté. La pression actuelle de confinement de 30 à 700 kg/cm2 n'exige par la fixation de l'échantillon à une pression plus élevée, comme le fait le montage traditionnel avec joint de plomb qui doit

être stabilisé à environ 70 kg/cm2. Les capuchons de filtra-

tion et les méthodes utilisées pour les mettre en place donnent des échantillons d'analyse plus universels que ceux

de l'art antérieur.

La présente invention sera mieux comprise et des détails, tant du procédé que de ses moyens

de mise en oeuvre, apparaîtront à la description de formes

préférées de réalisation de ces derniers, qui va être faite en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles:

- la fig.1 est une vue en pers-

pective simplifiée d'un échantillon de carotte faiblement consolidé destiné à être monté selon la présente invention,

- la fig.2 est une vue en pers-

pective simplifiée d'un premier composant de tubage utilisé dans le montage selon l'invention,

- la fig.3 est une vue en pers-

pective simplifiée de l'échantillon de carotte faiblement consolidé en relation de montage avec le premier composant de tubage,

- la fig.4 est une vue en pers-

pective simplifiée des composants supplémentaires qui peu-

vent être utilisés dans le montage selon la présente inven-

tion, - la fig.5 est une vue de face d'un composant supplémentaire utilisé dans le montage selon la présente invention,

-la fig.6 est une vue en pers-

pective simplifiée d'un composant de tubage supplémentaire utilisé dans le montage,

- la fig.7 est une vue en pers-

pective simplifiée de composants additionnels utilisés dans le montage, la fig.8 est une vue en coupe d'un échantillon de carotte faiblement consolidé monté selon la présente invention,

- la fig.9 est une vue en pers-

pective simplifiée d'un échantillon de carotte faiblement consolidé consécutif à la première étape de l'une des formes de réalisation de la présente invention, et

- la fig.10 est une vue en pers-

pective simplifiée d'un échantillon faiblement consolidé

conformément à une autre forme de réalisation de l'in-

vention.

Se reportant maintenant aux des-

sins et plus particulièrement à la fig.8 de ceux-ci, on a désigné par la référence 10 un échantillon de carotte monté,

ou préparé, conformément à la méthode préférée de l'inven-

tion. Différentes étapes sont exécutées dans la préparation de l'échantillon monté 10 avec l'étape initiale qui est l'obtention de l'échantillon de carotte faiblement consolidé 12 de la fig.1. Un échantillon 12 est obtenu par sondage d'une carotte précédemment obtenue d'un puits en utilisant de l'azote liquide et un diamant de telle sorte que l'échantillon faiblement consolidé 12 soit obtenu dans un état congelé. En outre, l'échantillon 12 peut également être obtenu en perçant une carotte non congelée et

faiblement consolidée à partir d'une carotte obtenue précé-

demment d'un puits de la manière conventionnelle utilisant un poinçon spécial R & D. Quelle que soit sa méthode d'obtention, l'échantillon doit contenir suffisamment d'eau pour être consolidé après qu'il ait été congelé. La première extrémité 14 et la seconde extrémité 16 de l'échantillon congelé peuvent être équarries en utilisant une scie au

diamant, refroidie de préférence avec de l'azote liquide.

Dans le mode de réalisation préféré, l'échantillon 12 a un

diamètre de 20 mm et longueur comprise entre 50 et 80 mm.

Les échantillons 12 qui sont extrêmement compressibles peuvent exiger un perçage ou un forage avec un outil de 25 mm de diamètre pour obtenir un échantillon d'un diamètre de

mm après fixation.

L'échantillon de carotte faible-

ment consolidé 12 est inséré dans une premier tube cylindri-

que thermo-rétractable 18 d'une longueur et d'un diamètre prédéterminés, comme indiqué sur la fig.2. Dans le mode de

réalisation préféré, le tube thermo-rétractable est consti-

tué d'une section, d'un diamètre de 20 mm environ (après rétractation) et d'une longueur d'approximativement 10 cm (ou légèrement plus longue que celle de l'échantillon) d'un tube rétractable de Teflon. En se référant à la fig.3, un bouchon d'extrémité d'un diamètre de 20 mm environ (un seul, 20 est montré) est inséré dans le tube thermo-rétractable 18 contre la première extrémité 14 de l'échantillon de carotte

faiblement consolidé 12 tandis qu'un autre bouchon d'extré-

mité (non représenté) de diamètre de 20 mm environ est inséré dans le tube thermo-rétractable 18 contre la seconde

extrémité 16 de l'échantillon de carotte faiblement consoli-

dé 12. Une source de chaleur est alors appliquée au tube thermorétractable 18 pour provoquer sa rétraction et le

conformer de façon uniforme à la surface extérieure circon-

férencielle de l'échantillon de carotte congelé 12 en vue supprimer la non-concordance de diamètre entre l'échantillon 12 et le tube 18. Les bouchons d'extrémité 20 sont utilisés pour empêcher le tube 18 d'étrangler les première et seconde extrémités 14 et 16 de l'échantillon 12. Ensuite, les bouchons d'extrémité 20 sont retirés en coupant le tube 18 suivant les lignes de contact entre la première extrémité 14 et l'autre bouchon d'extrémité 20 et entre la seconde

extrémité 16 et le bouchon 20.

A ce moment, l'échantillon de

carotte faiblement consolidé 12 et le tube thermo-rétrac-

table 18 sont congelés et les première et seconde extrémités 14 et 16 sont sciées à angles droits par rapport à l'axe de l'échantillon 12. Cette opération retire la boue de forage et/ou les extrémité abimées de l'échantillon 12. Un support de tube-échantillon est utilisé pendant cette opération pour prévenir tout dommage à l'échantillon 12 pendant l'étape du sciage. L'échantillon 12 peut alors être décongelé. Dans ce mode de réalisation préféré, l'échantillon restant ajusté devrait être un cylindre droit qui a une longueur variant de à 50 mm. Des échantillons plus longs ne peuvent pas s'ajuster à tous les supports de carotte conventionnels utilisés pendant la fixation de l'échantillon 12 et des échantillons plus courts peuvent permettre le passage en dérivation d'un écoulement de fluide ou l'établissement de court-circuits électriques pendant l'analyse ultérieure de

l'échantillon préparé 10.

L'échantillon 12 est ensuite fixé, ou stabilisé. En se référant à la fig. 4, la procédure de fixation commence par l'insertion d'un premier tamis 22 contre la première extrémité 14 de l'échantillon 12. Dans ce mode de réalisation préféré, le premier tamis 22 comprend un tamis circulaire à mailles de 18 mesh qui a un diamètre d'environ 20 mm. Un bouchon de fixation rigide 24 est ensuite inséré contre le premier tamis 22 à l'intérieur du tube thermo-rétractable 18. Sous une pression manuelle minime contre le bouchon 24, l'échantillon 12 se comprimera

d'une quantité suffisante pour permettre à une petite frac-

tion du bouchon.24 de pénétrer à l'intérieur du tube

thermo-rétractable 1.8 et de rester à une profondeur suffi-

sante à l'intérieur de celui-ci. Si le bouchon de fixation 24 n'a pas pu pénétrer suffisamment à l'intérieur du tube 18, il pourra y être maintenu en place par un ruban de Teflon pour filetage placé à cheval sur le bouchon 24 et les côtés du tube -18. Un second tamis 26 est inséré contre la deuxième extrémité 16 de l'échantillon 12. Dans ce mode de réalisation préféré, le second tamis 26 est constitué d'un disque en tamis à mailles de 18 mesh ayant un diamètre de 20 mm environ. Un bouchon de fixation 28 avec un nombre prédéterminé de trous axiaux est alors inséré contre le second tamis 26 à l'intérieur du tube 18. Dans ce mode de réalisation préféré, le bouchon de fixation 28 est pourvu de trous qui permettent aux fluides déplacés dans l'échantil- lon faiblement consolidé 12 de circuler librement à partir de l'échantillon. Avec une force manuelle minime contre le bouchon de fixation 28, l'échantillon 12 se comprimera d'une quantité suffisante pour permettrer à une petite fraction du

-bouchon 28 de pénétrer à l'intérieur du tube thermo-rétrac-

table 18 et de rester à une profondeur suffisante à l'intérieur de celuici; si cela n'est pas possible, le bouchon de fixation 28 peut être maintenu en place-par un ruban de Teflon. Si les particules de l'échantillon de carotte fluent hors de l'échantillon 12 pendant sa fixation, un autre tamis 32 constitué d'un disque en tamis à mailles de 325 mesh d'un diamètre de 20 mm environ peut être inséré entre le second tamis 26 et le bouchon de fixation 28. De plus, si cela est nécessaire, un autre tamis 26 peut être inséré entre le premier tamis alterné 32 et le bouchon de

fixation 28.

L'échantillon de carotte faible-

ment consolidé 12 en même temps que le tube thermo-rétracta-

ble 18, divers tamis et bouchons de fixation, est inséré en tant qu'unité dans un manchon de néoprène d'un diamètre intérieur de 25 mm et d'une épaisseur de paroi de 10 mm environ. Cette unité 36 qui en résulte est alors placée dans un support de carotte hydrostatique comportant des culots d'extrémité de 25 mm. Les bouchons de fixation 24 et 28 doivent avoir le diamètre intérieur du tube 18 pour éviter la distorsion du tube 18 tout au long de l'échantillon

faiblement consolidé 12 pendant sa fixation ultérieure.

L'unité 36 placée dans le support de carotte hydrostatique est ensuite chargée hydrostatiquement de manière à fixer suffisamment l'échantillon 12, avec par exemple une charge de 18 à 36 g/cm2 par tiers de mètre de profondeur de l'échantillon. La pression est appliquée lentement à l'échantillon 12 et celui-ci est laissé sous pression pendant 15 minutes au moins. L'échantillon 12 devrait être soumis à une plus ou moins grande pression de confinement en fonction de la manière dont sera utilisé dans des analyses ultérieures l'échantillon monté 10. Ensuite la pression de confinement du support de carotte hydrostatique est détendue et l'unité résultante 36 est retirée de ce support. Les

bouchons de fixation 24 et 28 sont retirés de l'ensemble 36.

Les autres tamis, s'ils sont utilisés, sont également retirés en même temps que le premier tamis 22 et le second tamis 26, de l'unité 36 à moins que le premier tamis 22 et/ou le second tamis 26 aient été complètement encastrés

dans l'échantillon 12 pendant la période de fixation.

L'échantillon de carotte 12 est alors congelé et le tube thermorétractable 18 est coupé à ras à chaque extrémité de

l'échantillon de carotte 12.

En se référant à la fig.7, un troisième tamis 38 est inséré contre la première extrémité 14 de l'échantillon 12. Dans ce mode de réalisation préféré, le troisième tamis 38 est constitué d'un disque en tamis de 325 mesh ayant un diamètre de 20 mm. Un quatrième tamis 40 est inséré contre la seconde extrémité 16 de l'échantillon 12. Dans le mode de réalisation préféré, le quatrième tamis est constitué d'un tamis à 325 mesh d'un diamètre de 20

mm. Un ruban de Teflon 42 est positionné autour de l'extré-

mité du tube 18 près de la première extrémité 14 de telle sorte que le ruban 42 chevauche l'extrémité de l'échantillon 12, enserre le troisième tamis 38, et maintienne ledit troisième tamis 38 en position contre l'échantillon 12 et empêche ou minimise la perte de grain. Dans ce mode de réalisation préféré, des rubans de Teflon supplémentaires peuvent être utilisés si nécessaire pour donner un meilleur ajustement entre les tamis en capuchon d'extrémité installés ultérieurement et l'échantillon. Le ruban de Teflon 42 a une largeur de 13 mm. Une partie du ruban de Teflon 44 est positionnée autour de l'extrémité du tube thermo-rétractable 18 près de la seconde extrémité 16 et chevauche-le rebord du quatrième tamis 40 de la même manière que le ruban de Teflon 42 était positionné relativement au troisième tamis 38 et l'extrémité de l'échantillon de carotte 12. Dans ce mode de réalisation préféré, le ruban de Teflon 44 a une largeur de

13 mm.

La première extrémité 14 de l'échantillon 12 est alors coiffée par un tamis en capuchon

préformé d'extrémité 46. Dans ce mode de réalisation préfé-

ré, le premier capuchon 46 est formé d'un tamis en mailles de 60 mesh. Une étiquette de papier comprenant des données d'identification de l'échantillon, à l'encre de Chine, peut être placée contre le côté du premier capuchon 46. Une bague 48 de tube thermorétractable est placée autour du premier il capuchon 46 de telle sorte que l'extrémité extérieure de la bague 48 soit au même niveau que l'extrémité extérieure du premier capuchon 46. Dans ce mode de réalisation préféré, la

bague 48 a une largeur de 10 mm.

La seconde extrémité 16 de l'é- chantillon 12 est aussi insérée dans un tamis en capuchon préformé d'extrémité 50. Dans ce mode de réalisation préféré le second capuchon 50 est formé d'un tamis à 60 mesh. Une bague 52 de tube thermorétractable est placée autour du second capuchon 50 de telle sorte que l'extrémité extérieure

de la bague 52 soit au même niveau que l'extrémité extérieu-

re du second capuchon d'extrémité 50. Dans ce mode de

réalisation préféré, la bague 52 a une largeur de 10 mm.

Les éléments de montage et d'é-

chantillons ainsi assemblés sont placés dans un appareil qui développe une pression d'environ 0,5 kg/cm2 appliquée aux extrémités de l'échantillon 12. La valeur de 0,5 kg/cm2 a

été choisie pour égaler approximativement la pression exer-

cée sur la surface cylindrique de l'échantillon 12 par le tube thermorétractable 18 après qu'on lui ait appliqué une source de chaleur. Ainsi, une pression égale est appliquée à

toutes les surfaces de l'échantillon 12.

Ensuite, on applique une source de chaleur aux bagues 48 et 52 pour rétracter ces bagues autour des premiers et seconds capuchons d'extrémité 46 et 50. L'échantillon est alors préparé de façon appropriée en vue d'analyses de saturation, de perméabilité, de porosité

et de résistivité.

Les capuchons d'extrémité peuvent être reliés ensemble et leurs côtés poreux peuvent être consolidés pour des analyses plus complexes. La bande de Teflon couvrant les côtés des capuchons est retirée avant de

procéder au montage à basse température (inférieure à 70 C).

L'échantillon monté est placé dans l'appareil qui ramène à

une pression de 0,5 kg/cm2 sur les extrémités de l'échantil-

lon avant que les bandes de Teflon soient retirées. Une première partie 54 d'un manchon en matière spéciale fusible à basse température, qui a une longueur égale à la moitié de la longueur de l'échantillon 12 est glissée et positionnée sur la moitié gauche de l'échantillon 12. Une seconde partie

56 d'un manchon en matière spéciale fusible à basse tempéra-

ture qui a une longueur égale à la moitié de la longueur de l'échantillon 12 est ensuite glissée et positionnée sur la moitié droite de l'échantillon 12. La matière spéciale

fusible à basse température constitutive des manchons utili-

sée dans ce mode de réalisation est un matériau tubulaire fusible à basse température dénommé ML 326 disponible sous

la marqde de fabrication INSULTITE. Une étiquette d'identi-

fication peut alors être appliquée aux différentes parties de la matière fusible du manchon en matière spéciale. Une partie extérieure 58 d'un tube thermo-rétractable qui est de même longueur que l'échantillon 12 est alors glissée sur les premières et secondes parties 54 et 56 du matériau du manchon en matière spéciale en position de recouvrement de celui-ci. Dans ce mode de réalisation préféré, la partie extérieure 58 comprend un tube rétractable en Teflon d'un diamètre intérieur de 25 mm avec une épaisseur de paroi d'environ de 0,4 à 0,5 mm. On applique une source de chaleur à la partie extérieure 58 pour rétracter ia partie 58 afin de l'ajuster à l'échantillon et également pour fondre les premières et secondes parties 54 et 56 du telle sorte que la matière remplisse tous les espaces vides le long des côtés des premier et second capuchon d'extrémité 46 et 50 pour former un enrobage complet de l'échantillon 12, les premiers et seconds capuchons d'extrémités 46 et 50 étant liés l'un à l'autre par et à travers les première et seconde parties 54 et 56 du manchon en matière spéciale fusible à basse température. L'application d'une source de chaleur est maintenue pour rétracter encore plus la partie extérieure 58 et pour fondre les première et seconde parties 54 et 56 près des extrémités de l'échantillon 12 jusqu'à ce que la partie extérieure 58 vienne former une collerette sur les premier et second capuchons d'extrémité 46 et 50 à chaque extrémité

de l'échantillon de carotte 12. L'INSULTITE fond suffisam-

ment à environ 105 C. L'échantillon peut être congelé ou humidifié avant l'application de la source de chaleur, en vue de minimiser les dommages aux minéraux hydratables tels que les argiles. L'échantillon monté 10 peut refroidir en position verticale et ensuite la partie extérieure 58 est taillée en même temps que les première et seconde parties 54 et 56 au même niveau que la surface extérieure des premier et second capuchon d'extrémité 46 et 50. L'échantillon monté est maintenant aussi résistant et aussi fiable qu'un échantillon consolidé à moins de 70 C et est approprié pour une analyse à une pression de confinement supérieure à

kg/cm2.

Un autre mode de réalisation de

l'échantillon monté 10 est proposé pour des tests analyti-

ques de carottes géologiques plus élaborés et à exigence particulière. Ces tests exigent le retrait des inclusions d'air sur les côtés des capuchons d'extrémité et il est souhaitable de fixer entre eux les capuchons d'extrémité

pour contribuer à maintenir une légère pression sur l'échan-

tillon monté 10 lorsqu'il se trouve à l'extérieur du support d'échantillon. La matière utilisée à cette fin doit résister à des solvants chauds (inférieurs à une température de C) utilisés pour la lixilation des hydrocarbures et des sels des échantillons. Un tube en nylon spécial (tel que le nylon 11 sous la marque BESNO de MILSAN Industrial Inc.) est préféré pour cette destination. L'échantillon est maintenu dans un appareil sous une pression de 0,5 kg/cm2 exercée sur les capuchons d'extrémité. Les bagues de Teflon 48 et 52 utilisées ci-dessus peuvent être découpées et deux longueurs de tube de nylon à ajustage serré peuvent être glissées sur les capuchons d'extrémité sur chaque extrémité de l'échantillon-au lieu du manchon en matière spéciale fusible à basse température, décrit plus haut. Une identification peut être appliquée au premier manchon de Teflon avant de placer le tube de nylon 11 sur les capuchons d'extrémité et sur l'échantillon. Une partie extérieure 58 du tube

thermo-rétractable est appliquée comme ci-dessus pour com-

primer le tube de nylon 11 sous-jacent dans les côtés des capuchons d'extrémité en vue de retirer les inclusions et d'air et ajuster le tubede nylon 11 à la surface de l'échantillon et fondre Ies première et seconde parties 54 et 56 ensemble pour former un enrobage complet de l'écha- ntillon 12, les premier et second capuchons d'extrémité 46 et 50 étant liés l'un à l'autre par et à travers les

première et seconde parties 54 et 56 du manchon de nylon 11.

Le nylon fond suffisamment à environ 200 C. L'échantillon peut être congelé ou humidifié avant l'application de la chaleur en vue de minimiser les dommages aux minéraux hydratables tels que les argiles. L'échantillon peut être refroidi après une fusion suffisante du nylon 11 et la partie extérieure 58 du tube de Teflon thermo-rétractable peut être retirée si cela est souhaité, et rejetée pour

réduire l'épaisseur de matière plastique couvrant l'échan-

tillon. Cependant, le joint de Teflon extérieur augmente la durabilité du montage et procure une tension de compression supplémentaire sur l'échantillon s'il n'est pas retiré. Les première et seconde parties 54 et 56 et la partie extérieure 58 sont taillées au même niveau que la surface plane

extérieure des premier et second capuchons 46 et 50.

L'échantillon monté 10 est maintenant pratiquement aussi fiable qu'un échantillon consolidé à moins de 180 C et est approprié pour l'analyse à une pression de confinement supérieure à 165 kg/cm2. Une seule bande de ruban de TEflon large de 5 mm peut être placée près du milieu de la longueur de l'échantillon et entre les manchons de Teflon et de nylon pendant le montage pour s'assurer contre l'éventualité d'une

dérivation du fluide d'analyse ou de courts-circuits élec-

triques. Un autre mode de réalisation de l'échantillon monté 10 est proposé pour l'analyse sous pression de confinement de 30 à 700 kg/cm2 à moins de 200 C;

En se référant à la fig.9, l'échantillon faiblement conso-

lidé 12 est d'abord enveloppé avec un mince ruban 60 de Teflon pour filetage (pour empêcher le fluide d'analyse de contourner l'échantillon à une pression de confinement de 30 à 700 kg/cm2. Le ruban est suffisamment transparent lorsqu'il est saturé d'huiles raffinés ou de solvants de pétrole pour permettre à la texture de l'échantillon d'être vue à travers le ruban. Les huiles raffinées et les solvants de pétrole sont utilisés couramment dans l'analyse de carotte restructurée. Dans ce mode de réalisation préféré, le ruban 60 a une épaisseur d'environ 0,07 mm. L'échantillon de carotte 12 avec le ruban 60 est alors inséré dans un tube thermo-rétractable 18 de forme cylindrique d'une longueur et d'un diamètre prédéterminés comme indiqué sur la fig.2. Dans ce mode de réalisation préféré, le tube thermorétractable 18

comprend une partie d'un diamètre de 20 mm (après rétrac-

tion) et d'une longueur approximative de 10 cm ou légèrement 15. supérieure à celle de l'échantillon enrobé de Teflon. Les étapes restantes qui doivent être réalisées pour fournir un

échantillon monté 10 pour l'analyse sous pression de confi-

nement de 30 à 700 kg/cm2 sont les mêmes étapes que celles

développées dans les fig.3 à 8.

Un autre mode de réalisation est d'utiliser un film de Nylon 11 à la place du ruban de Teflon décrit ci-dessus pour empêcher le fluide d'analyse de contourner l'échantillon sous une pression de confinement de 30 à 700 kg/cm2 à moins de 180 C. Le film de nylon 11 n'exige pas une correction de la porosité de l'échantillon et il est transparent mais il doit être fondu pour se fixer contre l'échantillon pour empêcher la dérivation. Le film de nylon fond suffisamment à 200 C. Le film de nylon utilisé couvre l'échantillon à l'exception d'approximativement 5 mm

aux extrémités, pour permettre la circulation pendant l'éta-

pe de fusion afin de ne pas avoir de nylon sur la face de l'échantillon. L'échantillon peut être congelé ou humidifié avant l'application de la chaleur en vue de minimiser les dommages aux minéraux hydratables tels que les argiles. Les étapes de montage sont les mêmes que celles décrites

ci-dessus pour le ruban de Teflon.

Un autre mode de réalisation de l'échantillon monté 10 est décrit dans la fig.10 dans laquelle les capuchons d'extrémité 62 et 64 sont disposés

sur les extrémités opposées de l'échantillon 12. Des per-

forations 66 sont prévues à des endroits prédéterminés autour des capuchons d'extrémité 62 et 64, un fil ou câble étant lacé en allerretour à la manière d'un tendeur de

tambour pour mettre sous tension les extrémités de l'échan-

tillon monté 10. On empêche les fluides d'analyse de contourner, dérivés ou bypasser, l'échantillon par une petite goutte de gelée de pétrole placée sur chaque lien

avant le confinement dans le porte-échantillons d'analyse.

Il doit être compris que la pré-

sente invention n'est pas limitée aux formes préférées de mise en oeuvre ou de réalisation tant du procédé que des ' moyens ci-dessus décrits mais qu'elle s'étend à tout procédé ou dispositif de préparation d'échantillons de carottes

géologiques aux fins d'analyse, comportant les caractéristi-

ques générales ou particulières décrites plus haut.

R E v L N D I C A T I 0 N S

!.- Procédé de préparation d'échantillons de carotte géolo-

giques non consolidées ou faiblement consolidées, en

vue de procurer un échantillon de carotte préparé appro-

prié à une analyse sous pression de confinement global supérieure à 165 kg/cmni2, caractérisé: en ce qu'il comprend les étapes de préparation consistant à:

- partir d'un échantillon de carotte faiblement consoli-

dé de forme cylindrique, de longueur prédéterminée ayant une première et seconde extrémité,

- insérer ledit échantillon dans un premier tube cylin-

drique de longueur et de diamètre prédéterminés, ledit tube étant constitué d'une matière thermo-rétractable, la longueur dudit tube étant au moins égale à celle de l'échantillon, - placer un bouchon d'extrémité à l'intérieur dudit tube cylindrique sur chaque extrémité dudit échantillon, - appliquer un source de chaleur au dit premier tube cylindrique thermo-rétractable pour qu'il se rétracte

et se conforme à la surface extérieure circonféren-

cielle de l'échantillon et des bouchons d'extrémité, - couper ledit cylindre à chacune de-ses extrémités suivant les lignes de contact entre l'échantillon e chacun des bouchons, - placer un premier tamis d'une première dimension de maille contre la première extrémité de l'échantillon, - placer un bouchon de fixation contre ledit premier tamis, , - placer un second tamis d'une seconde dimension de maille contre la seconde extrémité de l'échantillon, - placer un bouchon de fixation comportant un nombre prédéterminé de passages contre le second tamis de telle sorte que les passages permettent la circulation du fluide dans l'échantillon, et - charger hydrostatiquement l'échantillon de manière à le fixer suffisamment; 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé: en ce que l'étape consistant

à charger hydrostatiquement comprend-les étapes consis-

tant à: - insérer ledit échantillon pourvu des premier et second tamis et des premier et second bouchons de fixation

dans un second tube cylindrique de longueur et de diamè-

tre prédéterminés, et - insérer ledit second tube cylindrique dans un support d'échantillons hydrostatiques; 3.- Moyens de mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'une

quelconque des revendications précédentes, caractérisé:

en ce qu'ils comprennent au

moins un premier tube cylindrique (18) en matière thermo-

rétractable;

4.- Moyens selon la revendication 3, caractérisés: en ce qu'ils comprennent en outre un bouchon d'extrémité (20,24,28) et au moins un tamis (22,26) destiné à être disposé dans le tube thermo-rétractable (18) entre urz extrémité (14) de l'échantillon St leditbouchon d'extrémité; 5.Moyens selon la revendication 4, caractérisés:

en ce qu'au moins l'un des bou-

chons d'extrémité (28) est percé de trous destinés à la circulation de fluides; 6.- Moyens selon la revendication 3, caractérisés: en ce qu'ils comprennent en outre:

- des premiers tamis (38,-40) disposés contre les extré-

mités (14) de l'échantillon contenu dans un premier tube thermorétractable (18), - des rubans de Teflon (42,44) destinés à chevaucher les extrémités (14,16) du tube (18) et les tamis (38,40), - des capuchons en tamis préformés (46,50) destinés à coiffer les extrémités du'tube (18) au-dessus des rubans (42,44), - des bagues cylindriques thermorétractables (48,52) destinées à entourer les capuchons aux extrémités du tube (18); 7.- Moyens selon la revendication 6, caractérisés: en ce qu'ils comprennent en outre deux manchons (54,56) de longueur égale à la moitié de celle de l'échantillon et constitués d'une matière spéciale fusible;basse température et un tube extérieur (58) en matière thermorétractable destiné à contenir l'échantillon monté avec le premier tube thermo-rétractable, les tamis et capuchons d'extrémité, les rubans de Teflon et les bagues thermorétractable et la paire de tubes en matière spéciale fusible à basse température; 8.- Moyens selon la revendication 6, caractérisés: en ce qu'ils comprennent en outre des fils (68) destinées à relier en aller-retour

des capuchons d'extrémité (62,64) à la manière de ten-

deurs d'un tambour.