FR2888251A1 - Methode pour evaluer la biodegradation d'hydrocarbures pieges dans une structure geologique - Google Patents

Abstract

- Méthode pour évaluer la biodégradation, par action d'une population bactérienne, d'hydrocarbures piégés dans une structure géologique.- A partir de données relatives aux caractéristiques physiques et géométriques de la structure étudiée, on détermine la masse d'hydrocarbures présente dans ladite structure sans tenir compte de la biodégradation. Puis on calcule la masse d'hydrocarbures consommée par biodégradation après avoir évalué le nombre de bactéries, leur consommation en hydrocarbure et le temps de remplissage de la structure. On déduit de ces deux masses le pourcentage massique d'huile disparue par action bactérienne.- Application à la détermination de la composition des huiles dans un gisement et notamment de la localisation des huiles lourdes. La méthode peut être notamment appliquée à l'évaluation du risque économique lié à la présence de gisements pétroliers biodégradés.

Description

La présente invention concerne une méthode pour évaluer la biodégradation,

liée à l'action d'une population bactérienne, d'hydrocarbures piégés dans une 10 structure géologique telle qu'un gisement pétrolier.

La méthode selon l'invention fournit un outil d'évaluation très utile notamment aux géologues soucieux d'orienter les investigations hors de zones à risque.

Un des problèmes couramment rencontré lors de la définition de l'intérêt d'un objectif pétrolier, c'est-à-dire un piège à hydrocarbures non foré, situé à une relativement faible température (habituellement à moins de 80 C) est l'évaluation du risque de "biodégradation". En effet il est couramment reconnu que la biodégradation, définie comme la destruction sélective d'une partie des molécules composant un brut pétrolier par des bactéries, peut se développer jusqu'à des températures pouvant atteindre 70 à 80 C. De telles températures sont courantes en domaine marin profond qui est une des zones où la recherche pétrolière est la plus active actuellement. Cette biodégradation, dont l'effet est généralement d'alourdir l'huile, d'augmenter sa viscosité et de diminuer son degré API, représente un risque majeur pour les compagnies pétrolières dont les forages en mer profonde représentent un investissement financier important. Toute méthode permettant de réduire ce risque est donc d'un intérêt majeur pour ces compagnies.

État de la technique Les documents suivants que l'on va citer dans le cours de la description ci-après, illustrent l'état de la technique: [1] Horstad I., Larter S.R., Mills N., A quantitative model of biological 5 petroleum degradation within the Brent group reservoir, Org. Geochem., 19, pp 107-117.

[2] Côme, J.M., Expérimentation et modélisation de procédés in situ de dépollution par biodégradation aérobie des aquifères contaminés par des hydrocarbures, mémoire de thèse, pp 75-93, avril 95.

[3] Z. (Alan) Yu, G. Cole, G. Grubitz and F. Peel, How to predict biodegradation risk and reservoir fluid quality, WorldOil.com Apr. 2002 Vol 223 N 4 [4] B.A. Cragg, KM Law, GM O'Sulivan, RJ Parkers, Bacterial profiles in deep sediments of the Alboran sea, western mediterranean, site 976-978, 15 Proceedings of the Ocean Driling Program, Scientific Results, vol 161, p 433-438, [5] Ian M Head, D. Martin Jones & Steve R. Larter, Biological activity in the deep subsurface and the origin ofHeavy oil, Nature Vol 426 20, Nov. 2003 [6] B. Carpentier et L. Martin: brevet FR 2.830.646.

[7] Larter et al., Biodegradation rates assessed geologically in a heavy oil field,implications for the deep, slow (Largo) biosphere PHENIX Goldschimdt, 2000 [8] I. Kowalewski et al., Geochemical study of biodegraded heavy oils of Wabasca sand deposits (Canada),Abstract, Vol. 1, p. 87, 20th International Meeting on Organic Geochemistry, Nancy, 10-14 Sep. 2001 [9] J.P. Vandecasteele, Microbiologie pétrolière: concepts, implications environnementales, applications industrielles, Volume 2, chapitre 12, p629-675, Collection Publications de l'Institut Français du Pétrole, Ed. Technip, 2005 La biodégradation d'une huile, constituée de matière organique sous forme de molécules hydrocarbonées, est un phénomène d'altération provoquée par l'oxydation de certaines molécules hydrocarbonées par des micro-organismes ou flore bactérienne. Les bactéries consomment ces molécules hydrocarbonées dans le cadre de leur respiration et pour se procurer les éléments indispensables à leur croissance et leur réplication. La biodégradation conduit à la formation d'une huile lourde difficile à produire et commercialement moins rentable. L'étude de ce phénomène suscite un regain d'intérêt avec le développement de l'exploration dans les grands fonds où la présence d'huile lourde est un des risques majeurs. Il existe actuellement peu de moyens pour prédire les risques de biodégradation, alors que la nécessité économique de développement d'outils quantitatifs est de plus en plus forte.

La biodégradation est donc un processus bio-géochimique qui s'apparente à une combustion froide opérée par des micro-organismes. Une bactérie capable de dégrader des composés hydrocarbonés peut être en effet considérée comme une machine à consumer des hydrocarbures, à l'aide d'ions accepteurs d'électrons (pouvant être comparés à un comburant) et à rejeter un réducteur.

Un modèle connu décrivant la biodégradation d'un champ à partir de données issues du champ de Gullfaks en mer du Nord est décrit dans la publication de Horstad et al. [1].

Suivant ce modèle on envisage le remplissage d'un piège en hydrocarbures avec un flux constant. De l'eau saturée en accepteurs d'électrons circule également à flux constant. Le champ a une symétrie parallélépipédique simple. Au cours du remplissage dans la zone de transition, la destruction de quatre n-alcanes est calculée à l'aide de lois cinétiques classiques du premier ordre obtenues en laboratoire. Le 25 bilan de masse est constitué d'un terme cinétique de destruction d'hydrocarbure et les termes d'approvisionnement en hydrocarbure et en accepteurs d'électrons par convection. La dégradation est double, par aérobie et par sulfatoréduction.

Dans ce système, l'alimentation en accepteurs d'électrons est le facteur limitant.

Les paramètres contrôlant le système sont l'épaisseur de la zone de transition, le débit 30 d'eau sous la zone de transition. Les résultats obtenus par ce type de modèle se révèlent peu réalistes. Cela tient au choix des bilans et des cinétiques de réaction, 4 2888251 celles-ci étant liées à la méconnaissance de la cinétique bactérienne et des mécanismes d'attaque développés par les bactéries.

Des modèles intégrant une approche plus complexe du milieu poreux et du transport de matière sont couramment utilisés pour simuler la biodégradation dans les nappes polluées peu profondes. Il s'agit notamment du modèle SIMUSCOP (IFP, France), développé sur la base de travaux décrits dans la référence [2], qui permet de mailler (discrétiser en cellules) en 3D un sous-sol et de calculer la biodégradation par aérobie sur les BTEX (Benzène, Toluène, Ethylbenzène, Xylène).

On peut citer également le logiciel BIO1D développé par la société 10 ECHOSCAN (Canada), RT3D ou encore PARSSIM1 (Université du Texas). La documentation concernant ces modèles est disponible aux adresses Internet suivantes: Modèle BIO 1 D: httpi/people.becon.org/ echoscan!13-22.htm Modèle PARSSIM: http://www.ticam.utexas.edu/--shuyu/pssProj ect/ Modèle RT3D: http://bioprocess.pnl.gov/rt3d.htm Une bibliographie concernant la simulation de biodégradation dans le cadre de 20 la dépollution est également disponible à l'adresse: http://www.nal.usda. gov/wqic/Bibliographies/qb9406.html Dans la plupart de ces modèles, on ne s'intéresse qu'aux molécules hydrocarbonées présentant une forte solubilité dans l'eau (BTEX). L'huile y est donc présente sous forme dissoute et ne se déplace que par diffusion. Parfois de l'huile résiduelle se déplaçant par convection est également considérée. Bien que les saturations d'huile mises en jeu ne soient pas les mêmes que dans un réservoir pétrolier et que l'accent soit mis sur les transports de matière dans l'aquifère, la problématique est applicable aux réservoirs. Malheureusement l'application de tels modèles dans le domaine de la recherche pétrolière est quasi impossible du fait de la 2888251 5 différence dans les échelles de temps (quelques jours à quelques dizaines d'années pour les problèmes de pollution contre plusieurs milliers d'années pour les phénomènes géologiques) et de la difficulté d'acquérir les données d'entrée des modèles.

Une autre méthode proposée pour l'industrie pétrolière est le "BDI" développé par BHP Billiton Petroleum [3]. Il s'agit d'une approche simplifiée empirique à nombre réduit de paramètres, dont le résultat est un index de biodégradation transformable en degré API par l'utilisation d'une abaque.

La relation utilisée pour le calcul du BDI est la suivante [3] :

N

BDI =E((T,. Tc)xAt;)/C où : N est le nombre d'étapes retenues Ti est la température du réservoir TT est la température critique d'activité bactérienne (habituellement 15 65 C).

dt, est la durée en MA depuis le remplissage du piège C est un paramètre d'ajustement dépendant du bassin Les différences entre la méthode BDI et celle selon l'invention sont: Cependant, la méthode BDI est purement empirique et demande de définir un paramètre d'ajustement qui n'est pas déterminable a priori . De plus, cette méthode suppose que la biodégradation a lieu pendant toute la durée de résidence de l'huile dans le gisement (depuis le moment de son remplissage jusqu'à aujourd'hui).

Une autre méthode, qui a fait l'objet du dépôt de brevet FR 2.830.646 [6], permet de modéliser la biodégradation progressive d'hydrocarbures piégés dans un réservoir pétrolier ou piège étudié, par action d'une population bactérienne dans un aquifère. Cette méthode demande un grand nombre d'information en entrée: données relatives au réservoir étudié, portant sur la forme et la hauteur du réservoir, 2888251 6 les caractéristiques physiques du milieu poreux, l'épaisseur de la zone de transition entre les hydrocarbures et l'eau, la composition des hydrocarbures, du flux d'accepteurs d'électrons rentrant dans le réservoir et de données sur la population bactérienne dans l'aquifère... Cette approche est donc difficilement applicable dans les cas où peu d'informations sont disponibles.

La méthode selon l'invention L'invention concerne une méthode pour évaluer la biodégradation, par action de bactéries, d'hydrocarbures piégés dans une structure géologique. Cette structure est tout d'abord discrétisée en un ensemble de cellules pour réaliser ensuite une modélisation de bassin permettant de déterminer des caractéristiques physiques et géométriques relatives à ladite structure. La méthode comporte les étapes suivantes: on évalue la masse Mhp d'hydrocarbures présente dans ladite structure sans tenir compte de la biodégradation, à partir desdites caractéristiques physiques et géométriques; - on estime le nombre de bactéries présentes dans ladite structure et participant à la biodégradation; on estime une consommation en hydrocarbures desdites bactéries; on détermine une durée de remplissage en hydrocarbure de ladite structure; on évalue la masse Mhb d'hydrocarbures consommée par biodégradation, à partir du nombre de bactéries, de leur consommation en hydrocarbures et du temps de remplissage; et - on évalue la biodégradation à partir du rapport massique R d'hydrocarbures consommés Mhb sur la masse d'hydrocarbures Mhp.

Le nombre de bactéries participant à la biodégradation peut être estimer en considérant que les bactéries sont localisées au niveau d'une zone de transition définie au niveau d'une interface, au sein de la structure, entre un aquifère et lesdits hydrocarbures. Dans ce cas, on peut déterminer le nombre de bactéries participant à la biodégradation à partir d'un facteur caractérisant le rapport volumique entre ladite structure et ladite zone de transition.

Selon l'invention, on peut ne prendre en compte que les cellules dont la température est inférieure à une température limite à la quelle il n'y a plus d'activité biologique, et/ou les cellules dont la saturation en hydrocarbures est supérieure à un seuil de saturation donné (de l'ordre de 80% par exemple).

Enfin, selon l'invention, on peut effectuer une correspondance entre le degré de biodégradation correspondant à l'échelle de Peter et Moldowan et le rapport massique R, en utilisant par exemple la table de correspondance suivante: R x 100 0-10 11-50 51-60 61-75 76- 90 >91 Degré de biodégradation 1 2 3 4 5 6 Présentation succincte des figures D'autres caractéristiques et avantages de la méthode selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.

- La figure 1 montre le résultat d'une modélisation de bassin; elle présente, au cours du temps géologique représenté en abscisse, l'évolution de la saturation en huile, de la profondeur, de la température et de la porosité d'une cellule où l'on désire connaître le pourcentage d'huile biodégradée en fonction du temps; - La figure 2 présente un piège géologique en cours de remplissage avec le 20 déplacement d'une zone de transition eau/hydrocarbure; - La figure 3 montre un exemple de comparaison entre les pourcentages d'huile biodégradée déterminés par la méthode selon l'invention et déterminés par des mesures faites sur les échantillons d'huile du bassin.

8 2888251 Description détaillée de la méthode

La méthode selon l'invention permet d'évaluer la biodégradation d'hydrocarbures piégés dans une structure géologique telle qu'un réservoir pétrolier, c'est-à-dire d'évaluer la quantité de molécules composant ces hydrocarbures détruites lors du remplissage de la structure (appelé piège). Les molécules sont détruites par action d'une population bactérienne située dans un aquifère localisé sous et au contact des hydrocarbures. Cette évaluation permet, par exemple, de déterminer les conditions d'exploitation d'un réservoir pétrolier.

L'idée est de calculer le rapport massique d'huile disparue par biodégradation 10 sur l'huile initiale. Cette méthode est généralement mise en oeuvre en parallèle ou après une modélisation de bassin. Elle comporte principalement trois étapes: 1- On estime la quantité d'hydrocarbures présente dans un piège sans tenir compte de la biodégradation; 2- On calcule la quantité d'hydrocarbures consommée par biodégradation; 3- On évalue la biodégradation des hydrocarbures piégés à partir de ces deux quantités.

1- Estimation de la quantité d'hydrocarbures piégée sans tenir compte de la biodégradation La quantité d'hydrocarbures piégée dans un réservoir pétrolier ou tout autre piège sans tenir compte de la biodégradation, peut être estimée, par exemple, au travers de la masse d'hydrocarbure piégée, notée Mhp. On peut estimer cette quantité à partir de la formule suivante: Mhp = S. x Vp x Y'm x 1000 x ph avec: la saturation moyenne en hydrocarbure du réservoir (en la porosité moyenne du réservoir (en fraction) Sm fraction) Ph la densité de l'hydrocarbure (en g/cm) Vp le volume du piège (en cm) La masse d'hydrocarbure piégée Mhp est alors estimée en mg.

La masse d'hydrocarbure piégée M,rp représente donc la masse d'hydrocarbure piégée pendant la période de remplissage du piège, en supposant qu'il n'y a eu aucune biodégradation.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la saturation moyenne Sm, la porosité moyenne Y'm et la densité de l'huile ph peuvent être déterminées, automatiquement ou manuellement, à partir des résultats calculés par un modèle numérique de bassin, tel que TEMIS (IFP, France), bien connu de l'homme du métier. Un modèle de bassin est une représentation discrétisée d'un bassin géologique en une multitude de cellules formant un maillage. Le simulateur d'un modèle de bassin permet de calculer, en chaque cellule, un grand nombre de paramètres tels que: la saturation moyenne, la porosité moyenne, la densité de l'huile, la durée, la température et la profondeur de remplissage etc. La figure 1 illustre des résultats obtenus à partir d'une modélisation de bassin, et montre l'évolution de la saturation en huile (Sm), de la profondeur (Pm), de la température (T) et de la porosité moyenne (0m) d'une cellule donnée, où l'on désire connaître le pourcentage d'huile biodégradée en fonction du temps. Sur cet exemple,, la saturation (Sm) en fin de remplissage est de 80 %, la durée du remplissage (T,.) a été de 4 Million d'années, la profondeur du piège (Zm) au moment du remplissage était de 500m, sa température (T) était de 40 C et sa porosité (0m) était de 37%.

Selon d'autres modes de réalisation, la saturation moyenne Sm, la porosité moyenne 7'm et la densité de l'huile ph peuvent être déterminées à partir d'études antérieures, d'analyses de laboratoires d'échantillon issus par exemple d'autres pièges déjà forés du même bassin,...

2888251 10 Si l'on ne dispose pas de mesure concernant la densité de l'huile p,, , cette valeur est habituellement prise égale à 0.8 g/cm3.

2- Évaluation de la quantité d'hydrocarbures consommée par biodégradation Détermination des conditions de la biodégradation: Selon l'invention, trois hypothèses caractérisent la biodégradation: - la biodégradation a lieu pendant la période de remplissage du piège; la biodégradation a lieu au contact (OWC) entre l'eau (W) et l'huile (0), comme l'illustre la figure 2, qui montre également le remplissage du piège géologique avec l'arrivée d'huile non biodégradée (EO) ; la biodégradation a lieu seulement si la température au sein du piège est inférieure à un seuil fixé par un utilisateur, cette valeur seuil est habituellement prise égale à 80 C.

Ainsi, selon la méthode, il est nécessaire de caractériser l'interface (OWC) entre l'eau et l'huile, de déterminer d'une part la période de remplissage du piège (T,.) et d'autre part la température maximale (Tmax) au sein du piège.

- Pour prendre en compte le fait que la biodégradation a lieu uniquement au niveau de l'interface entre l'huile et l'eau (appelée "zone de transition"), et non sur toute la colonne d'huile, la méthode implique d'évaluer le rapport volumique (E) entre le piège et la zone de transition. On peut par exemple utiliser le rapport de la hauteur de la zone de transition sur la hauteur de la colonne d'huile contenue dans le piège. On peut évaluer ce rapport à partir des études menées par S. Larter et al. [7], qui montre qu'habituellement seul 2% de la hauteur du réservoir est utilisée par la biodégradation. On peut ainsi proposer pour le rapport E une valeur constante de l'ordre de 0,02.

- La durée de remplissage (T,.) est déterminée à partir de la détermination des âges de début de remplissage Td et de fin de remplissage Tf: T, =T1 Tf 11 2888251 On considère que le début du remplissage au sein d'une cellule se caractérise par une saturation en huile supérieure à 10% et croissante. On considère que la fin du remplissage au sein d'une cellule se caractérise par une saturation en huile atteignant 80% et plus ou moins constant (mais toujours supérieur à 70%) jusqu'à l'actuel.

Selon un mode de réalisation de l'invention, comme la saturation moyenne S. et la porosité moyenne Dra, les âges de début de remplissage Td et de fin de remplissage Tf peuvent être déterminés, automatiquement ou manuellement, à partir des résultats graphiques et/ou numériques calculés par un modèle numérique de bassin.

- Pour la température limite à la quelle il n'y a plus d'activité biologique (T,nax), il est généralement acquit que 70-80 C est la gamme de températures maximum pour une activité bactérienne suffisante pour engendrer une biodégradation des huiles en milieu géologique [7].

Détermination de données relatives à la population bactérienne: Une fois les conditions de la biodégradation déterminées, il est nécessaire d'évaluer le nombre de bactéries (Nbact) par unité de volume, participant à la biodégradation au cours du remplissage, ainsi que la consommation d'hydrocarbure par une bactérie et par unité de temps (HCbact).

Selon un mode de réalisation, on peut estimer que le nombre de bactérie (Nbact) diminue d'une manière exponentielle avec la profondeur, et utiliser pour chaque cellule du modèle de bassin la formule suivante, proposée par Cragg et al. [4] : Nbact = 10(7'95 (0.64x1og(Z, ))) avec: profondeur moyenne d'une cellule donnée pendant la durée Tr Selon un mode de réalisation de l'invention, comme la saturation moyenne Sm et la porosité moyenne 0m, la profondeur moyenne peut être déterminée, 12 2888251 automatiquement ou manuellement, à partir de résultats graphiques et/ou numériques calculés par un modèle numérique de bassin.

Cependant, pour prendre en compte le fait que la biodégradation a lieu uniquement au niveau de l'interface entre l'huile et l'eau, et non sur toute la colonne d'huile, la méthode estime plus précisément le nombre de bactéries par unité de volume, participant à la biodégradation au cours du remplissage, c'est à dire au niveau de la zone transition eau/huile.

Selon un mode de réalisation, on transforme Nbact à l'aide d'un facteur d'échelle (E) caractérisant le rapport volumique entre le piège et la zone de transition. Ainsi, le 10 nombre de bactérie par unité de volume participant réellement à la biodégradation peut s'écrire: E x muid = E X 10 7.95-(o.64xlog(Zn,))) Selon d'autres modes de réalisation, le nombre de bactérie par unité de volume au niveau de la zone de transition peut être déterminé à partir de la température au 15 moment du remplissage, car la température est liée, via le gradient thermique, à la profondeur d'enfouissement.

La consommation d'hydrocarbure (HCbact) par une bactérie et par unité de temps est constante à l'échelle géologique. Selon un mode de réalisation, il est possible de déterminer une valeur moyenne de HCbact à partir d'une estimation de la consommation moyenne de carbone d'une bactérie (Cbact).

Selon Larter et al. [7], la consommation moyenne de carbone d'une bactérie (Cbact) est habituellement comprise entre 10 11 et 10-14 pg de C par seconde. De plus, le rapport de la masse de carbone (C) consommée sur la masse d'hydrocarbure (HC)

C

consommée (Rch) est de l'ordre de 0,8 gC/gHC. Ainsi: HCbact = bacs Rc,, On peut également déterminer HCbact à partir d'études antérieures, d'analyses de laboratoires d'échantillon issus de pièges déjà forés, notamment à partir de 2888251 13 l'évaluation des bilans massiques réalisés sur des réservoirs biodégradés déjà découverts.

La masse d'hydrocarbure consommée par biodégradation (Mhb) peut alors s'écrire: _ Nbact x E x Vp x Cbact x Tr Mhb avec: Nbact le nombre de bactéries par unité de volume (1/cm3) E: le facteur d'échelle (sans unité) VI, : le volume du piège (cm3) Cbact la consommation moyenne de carbone par unité de temps (mg/an) T la durée de remplissage (an) Rch le rapport de la masse de carbone consommée sur la masse d'hydrocarbure consommée (mg C / mg HC) Mhb la masse d'hydrocarbures consommée par biodégradation (mg) 3- Évaluation de la biodégradation des hydrocarbures piégés Selon la méthode, une évaluation de la biodégradation des hydrocarbures 20 piégés est donnée par le rapport R défini de la façon suivante: R = masse d'huile consommée par biodégradation _ Mhb masse d'huile présente sans biodégradation Mhp Ainsi, on peut écrire: M Nbact x E x Vp x Cbact x Tr Nbact x E x Cbact x Tr R hb M1 p Sm x Vp x fin, x 1000 x p11 x Ra,, S. x çbm x 1000 x ph x Rch Rch 2888251 14 La méthode d'évaluation tient compte des conditions de biodégradation. Le rapport R peut ainsi être déterminé : 1Vbact x E x Cbact x T, Nb ct x E x HCbact x T, R = _ SmxOn, xphx1000xRah S,,,xxphx1000 Autres modes de réalisations: Selon un mode de réalisation, on peut effectuer le calcul de ce rapport R uniquement sur des cellules à forte saturation en hydrocarbures à l'actuel. Ces cellules peuvent être sélectionnées automatiquement à l'aide d'une modélisation de bassin ou manuellement, à l'aide de critères basés sur la forte saturation en huile des cellules du modèle de bassin. On peut par exemple sélectionner les cellules dont la saturation moyenne en huile est supérieure à 80%.

Selon un mode de réalisation, on peut effectuer le calcul de ce rapport R uniquement sur des cellules dont la température est inférieure à la température limite 15 à la quelle il n'y a plus d'activité biologique T, nax.

Enfin selon un mode de réalisation, ce rapport R peut être transformé en "degré de biodégradation" tel que les degrés proposés par l'échelle de Moldowan [5] via des relations basées sur les teneurs en métaux lourds (I. Kowalewski et al., 2001, [8] et J.P. Vandecasteele, 2005, [9]) et/ou les % de n-alcanes disparus [5].

Le calcul du degré de biodégradation est alors réalisé à l'aide de la table de correspondance suivante: R x 100 0-10 11-50 51-60 61-75 76>91 Degré de biodégradation 1 2 3 4 5 6 Par exemple, pour un rapport R égal à 0,3, le degré de biodégradation est égal à 2.

2888251 Ainsi, l'invention concerne une méthode pour quantifier le pourcentage relatif d'huile biodégradée par rapport à l'huile totale piégée, c'est-à-dire l'huile qui serait présente dans le réservoir s'il n'y avait pas eu de biodégradation. Cette quantification peut permettre ensuite une évaluation, selon l'échelle classique de Peter et Moldowan [5] , des degrés de biodégradation de l'huile en place.

La méthode selon l'invention est basée sur des travaux de biologies [4 7] et suppose que la biodégradation a lieu à l'OWC pendant la durée du remplissage du piège, et non, pendant la durée de résidence de l'huile (durée de préservation) dans le piège.

Un exemple de validation de la méthode selon l'invention est présenté par la figure 3, sur un cas d'étude au Brésil. La comparaison entre les pourcentages d'huile disparus par biodégradation (OB) provenant de mesures réalisées sur des échantillons d'huiles de production (OBM) et ceux évalués à partir de l'invention (OBE), montre la bonne capacité de prédiction de l'invention.

En prenant en compte le temps géologique de remplissage du gisement et la profondeur à laquelle a eu lieu ce remplissage, la méthode permet de faire des estimations beaucoup plus réalistes qu'avec les méthodes antérieures du degrés de biodégradation de l'huile en place. Elle permet ainsi de mieux sélectionner les conditions et de mieux évaluer les coûts d'exploitation du gisement.

Claims (2)

16 REVENDICATIONS

1) Méthode pour caractériser des hydrocarbures piégés dans une structure géologique, par évaluation d'une biodégradation engendrée par action de bactéries, dans laquelle on réalise les étapes suivantes: - on discrétise ladite structure géologique en un ensemble de cellules; - on construit un modèle de bassin à partir dudit ensemble de cellule pour déterminer des caractéristiques physiques et géométriques de ladite structure à l'aide d'un simulateur de modèle de bassin; - on définit une durée de remplissage en hydrocarbure de ladite structure à partir desdites caractéristiques physiques et géométriques; - on établit une relation pour estimer le nombre de bactéries présentes dans ladite structure et participant à la biodégradation; - on prend en compte une valeur de consommation en hydrocarbures desdites bactéries; - on caractérise lesdits hydrocarbures en évaluant la masse M/,b d'hydrocarbures consommée par biodégradation, à partir du nombre de bactéries, de leur consommation en hydrocarbures et du temps de remplissage.

2) Méthode selon la revendication 1, dans laquelle on acquière des données relatives à des caractéristiques physiques et géométriques de ladite structure en réalisant des mesures en laboratoires sur des échantillons de ladite structure.

3) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle on estime le nombre de bactéries participant à la biodégradation en considérant que les bactéries sont localisées au niveau d'une zone de transition définie au niveau d'une interface, au sein de la structure, entre un aquifère et lesdits hydrocarbures.

4) Méthode selon la revendication 3, dans laquelle on détermine le nombre de bactéries participant à la biodégradation à partir d'un facteur caractérisant le rapport volumique entre ladite structure et ladite zone de transition.

2888251 17 5) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle on ne prend en compte que les cellules dont la température est inférieure à une température limite à la quelle il n'y a plus d'activité biologique.

6) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle on ne prend en compte que les cellules dont la saturation en hydrocarbures est supérieure à un seuil de saturation donné.

7) Méthode selon la revendication 6, dans laquelle ledit seuil de saturation est de l'ordre de 80%.

8) Méthode selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle on évalue la masse Mhp d'hydrocarbures présente dans ladite structure sans tenir compte de la biodégradation, en combinant lesdites caractéristiques physiques et géométriques, et l'on détermine un rapport massique R d'hydrocarbures consommés Mhb sur la masse d'hydrocarbures Mhp.

9) Méthode selon la revendication 8, dans laquelle on effectue une correspondance entre le degré de biodégradation correspondant à l'échelle de Peter et Moldowan et le rapport massique R. 10) Méthode selon la revendication 9, dans laquelle on effectue ladite correspondance à l'aide de la table de correspondance suivante: R x 100 0-10 11-50 51-60 61-75 7690 >91 Degré de 1 2 3 4 5 6 biodégradation