FR3086394A1 - Systeme et procede de mesure d’une propriete d’ecoulement d’un fluide dans un milieu poreux avec correction - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un système de mesure (1) d'au moins une propriété d'écoulement d'au moins un fluide au sein d'un milieu poreux. Le système de mesure (1) comportant au moins une cellule (2) contenant le milieu poreux, un moyen de radiographie à rayons X comprenant une source (4) et un détecteur (5), et un moyen de mesure électrique (8). Ce moyen de mesure électrique (8) est relié par aux moins deux connexions électriques à chaque extrémité du milieu poreux, et chacune des deux connexions électriques comprend un moyen de mise en tension électrique et un dispositif de mesure de l'intensité électrique. Le système de mesure (1) comprend des moyens de commande pour réaliser simultanément des radiographies et des mesures électriques.
Description
Description
Titre de l'invention : système et procédé de mesure d’une propriété d’écoulement d’un fluide dans un milieu poreux avec correction [0001] La présente invention concerne le domaine des mesures de propriétés d’écoulement d’un fluide dans un milieu poreux, notamment un milieu poreux issu d’une formation souterraine. Les mesures peuvent servir notamment à la détermination de la saturation résiduelle en huile d’une formation souterraine, en particulier lors de l'exploration et l'exploitation de puits d'hydrocarbures, et particulièrement pour la récupération assistée d’hydrocarbures (EOR : de l’anglais Enhanced Oil Recovery).
[0002] On estime aujourd'hui que pour l’ensemble des réservoirs pétroliers actifs, 60%-65% de l’huile en place reste piégée. Différents mécanismes sont à l’origine de ce piégeage. Par exemple, l’hétérogénéité géologique engendre un déplacement non homogène de l’huile à l’échelle du réservoir. Mais même à l’échelle locale, la présence d’une tension interfaciale entre l’eau et l’huile conduit à un piégeage capillaire de la phase huile au centre des pores dans le cas des roches mouillables à l’eau. Ce piégeage peut représenter jusqu’à 50% de l’huile en place. Les réservoirs mouillables à l’eau constituent à peu près la moitié des réservoirs dans le monde.
[0003] Par conséquent, mobiliser l'huile résiduelle contenue dans la matrice en conditions de mouillabilité préférentielle à l’eau est un véritable défi. Cependant, l’utilisation de tensioactifs injectés en phase aqueuse peut permettre une diminution très importante du piégeage capillaire. Les tensioactifs ont la propriété de pouvoir abaisser très notablement cette tension voire de quasiment l’annuler. L'utilisation d'additifs tensioactifs a été testée avec succès sur les grès dans les années 1980 et connaît un regain d'intérêt. Les procédés de récupération assistée du pétrole (hydrocarbures) par injection de tensioactif représentent un fort potentiel car ils permettent de dépiéger une quantité importante d'huile bloquée dans les pores de la roche.
[0004] Pour caractériser le dépiégeage capillaire, il est nécessaire de réaliser des mesures de propriétés relatives de l’écoulement de fluides dans le milieu poreux. Actuellement, les méthodes utilisées nécessitent plusieurs semaines pour obtenir cette caractérisation de l’écoulement de fluides. En effet, il est actuellement nécessaire de préparer des échantillons de roche ayant un volume de pore suffisant pour que les fluides produits et collectés à la sortie du volume poreux aient un volume suffisant pour caractériser les propriétés du milieux (typiquement plusieurs millilitres). Ainsi, les tailles typiques d’échantillon sont de l’ordre de 5 cm de diamètre et 10 cm de longueur. Les échantillons sont ensuite initialement saturés en eau, puis drainés avec de l’huile, et enfin balayés à l’eau pour obtenir la saturation résiduelle en huile. Puis une injection d’un volume d’une formulation ASP (ASP pour Alcalin, Surfactant, Polymère) est réalisée et est suivie d’une séquence finale de balayage à l’eau. A la fin de la séquence, la saturation résiduelle en huile est déduite du volume total d’huile produit à la sortie du milieu poreux.
[0005] Par ailleurs, dans d’autres domaines techniques, il peut être intéressant de caractériser rapidement l’écoulement d’un fluide au sein d’un milieu poreux, notamment un milieu poreux formé par un polymère.
[0006] La demande de brevet LR 3 047 315 (WO 17 129 312) concerne un système et un procédé de mesure de propriétés d’écoulement d’un fluide dans un milieu poreux dont le principe est basé sur la radiographie à rayons X. Cette méthode sert notamment à déterminer la saturation d’un fluide à partir de radiographies générées à intervalle de temps régulier. La propriété d’atténuation des rayons se traduit en niveaux de gris sur les images de radiographies et elle dépend notamment de l’épaisseur et du coefficient d’atténuation des différents matériaux traversés par les rayons X. Cependant, cette méthode engendre une dérive des niveaux de gris, la dérive étant essentiellement liée aux variations de température affectant le rendement du détecteur. Cette méthode nécessite des corrections au cours du temps, pour pallier la dérive. Par l’utilisation de radiographies, la connaissance des niveaux de gris de deux états de saturation identiques, états obtenus de manière espacée dans le temps, permet la détermination d’un facteur de correction. Or, il s’avère que, dans certains cas, il n’est pas possible d’obtenir cette connaissance de niveaux de gris de deux états de saturation identiques, états obtenus de manière espacée dans le temps. La correction est alors approximative et les résultats qui en découlent perdent alors en précision/fiabilité.
[0007] Pour pallier l’inconvénient précité, l’invention concerne un système de mesure d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide au sein d’un milieu poreux. Le système de mesure comporte au moins une cellule contenant le milieu poreux, des moyens d’injection de fluide(s) dans la cellule, des moyens de radiographie à rayons X comprenant une source et un détecteur, et un moyen de mesure électrique. Le moyen de mesure électrique est relié par aux moins deux connexions électriques à chaque extrémité du milieu poreux et chacune de ces deux connexions électriques comprend un moyen de mise en tension électrique et un dispositif de mesure de l’intensité électrique. De plus, le système de mesure comprend des moyens de commande pour réaliser simultanément des radiographies et des mesures électriques.
[0008] L’invention concerne également une méthode de mesure associée au système précité. Le procédé et le système selon l’invention [0009] L’invention concerne un système de mesure d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide au sein d’un milieu poreux, ledit système de mesure comportant au moins une cellule contenant ledit milieu poreux, des moyens d’injection dudit fluide dans ladite cellule, et au moins un moyen de radiographie à rayons X comprenant une source et un détecteur, caractérisé en ce que le système de mesure comprend un moyen de mesure électrique, ledit moyen de mesure électrique étant relié par aux moins deux connexions électriques à chaque extrémité dudit milieu poreux, chacune desdites deux connexions électriques comprenant un moyen de mise en tension électrique et un dispositif de mesure de l’intensité électrique et en ce que le système de mesure comprend des moyens de commande pour réaliser simultanément des radiographies par ledit moyen de radiographies à rayons X et des mesures électriques par ledit dispositif de mesure de l’intensité électrique.
[0010] Selon un mode de réalisation, lesdits moyens d’injection comprennent une pluralité de fluides à injecter dans ladite cellule, de manière simultanée ou séquentielle.
[0011] De manière avantageuse, les fluides de ladite pluralité de fluide ont des conductivités électriques différentes.
[0012] Selon une variante, ledit système de mesure comporte des moyens de contrôle desdits moyens d’injection.
[0013] Selon une mise en œuvre, ledit système de mesure comporte des moyens d’analyse desdites radiographies obtenues par ledit détecteur.
[0014] De manière avantageuse, ledit système de mesure comporte un moyen de posttraitement à la fois pour l’analyse desdites radiographies obtenues par ledit détecteur et pour l’analyse desdites mesures électriques obtenues par ledit dispositif de mesure de l’intensité électrique.
[0015] De manière préférée, le moyen de post-traitement est configuré pour corriger lesdites radiographies à partir desdites mesures électriques.
[0016] Selon un mode de réalisation du système de mesure, ladite cellule a une forme sensiblement cylindrique.
[0017] Préférentiellement, le diamètre de ladite cellule est sensiblement compris entre 2 mm et 20 mm, de préférence entre 5 mm et 10 mm.
[0018] De manière encore plus préférée, la hauteur de ladite cellule est sensiblement compris entre 2 mm et 5 cm, de préférence entre 5 mm et 2 cm.
[0019] Selon un mode de réalisation avantageux, ledit fluide est choisi parmi une phase aqueuse et une phase huile.
[0020] De manière préférée, au moins une phase aqueuse comporte au moins un additif, de préférence un tensioactif.
[0021] L’invention concerne également un procédé de mesure d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide au sein d’un milieu poreux, dans lequel on effectue les étapes suivantes à l’aide du système de mesure selon l’une des caractéristiques précédentes :
a. On réalise une radiographie à rayon X du milieu poreux simultanément à une [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] mesure électrique du milieu poreux ;
b. On analyse ladite mesure électrique et ladite radiographie pour déterminer ladite au moins une propriété d’écoulement.
Selon une mise en œuvre du procédé, pour l’étape d’analyse, on utilise la mesure électrique pour corriger la radiographie de la manière suivante :
a. On détermine sur ladite mesure électrique, des points de mesures, lesdits points de mesure correspondant à des instants pour lesquels des valeurs de résistivité électrique, obtenues après les mêmes conditions d’injection, sont identiques ;
b. On corrige lesdites radiographies d’une dérive temporelle grâce auxdits points de mesure.
De manière avantageuse, lesdites mêmes conditions d’injection comprennent une même séquence d’injection d’un ou plusieurs fluides et une même répartition desdits fluides dans ledit milieu poreux.
Selon un mode de réalisation, lesdites propriétés d’écoulement sont choisies parmi la saturation moyenne dudit fluide, et/ou le profil de saturation dudit fluide et/ou la résistivité électrique dudit milieu poreux.
De manière avantageuse, on réalise une pluralité de radiographies et de mesures électriques à intervalles réguliers, de préférence à intervalles compris entre 0,1 et 5 secondes.
De manière avantageuse, on injecte un fluide dans le milieu poreux.
De manière préférée, on pilote l’injection du fluide dans le milieu poreux, en temps réel, pendant les mesures.
Présentation succincte des figures
D'autres caractéristiques et avantages du procédé et du système 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.
[fig.l] illustre, de manière schématique et non limitative, un mode de réalisation du système selon l’invention.
[fig-2] illustre, de manière schématique et non limitative, un mode de réalisation de la mesure électrique du système selon l’invention.
[fig.3] illustre, de manière schématique et non limitative, un exemple de correction des radiographies par l’utilisation de la mesure électrique, les mesures électriques et les radiographies étant prises simultanément, selon l’invention.
[fig.4] illustre, de manière schématique et non limitative, le gain de précision sur les radiographies grâce au procédé et au système selon l’invention.
Description détaillée de l’invention [0033] L’invention concerne un système de mesure d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide au sein d’un milieu poreux (le milieu poreux étant par exemple un extrait de réservoir pétrolier tel qu’une roche ou un polymère). Le système de mesure comporte au moins une cellule contenant le milieu poreux, des moyens d’injection du fluide dans la cellule, et au moins un moyen de radiographie à rayons X comprenant une source et un détecteur. De plus, le système de mesure comprend aussi un moyen de mesure électrique, relié par aux moins deux connexions électriques à chaque extrémité du milieu poreux (par l’intermédiaire de la cellule), chacune des deux connexions électriques comprenant un moyen de mise en tension électrique et un dispositif de mesure de l’intensité électrique. Par ailleurs, le système de mesure comprend des moyens de commande pour réaliser simultanément des radiographies par le moyen de radiographies à rayons X et des mesures électriques par le dispositif de mesure de l’intensité électrique.
[0034] De ce fait, au cours du temps, on peut observer l’écoulement du fluide dans le milieu poreux en enregistrant à la fois des radiographies et des mesures électriques, notamment des mesures de résistivité électrique, de manière simultanée. L’ajout de mesures électriques est particulièrement intéressant. En effet, la résistivité électrique est directement liée à la saturation en fluide. Cependant,, la mesure électrique subit une dérive dépendante de la température au cours du temps à une amplitude bien que faible que celle de la radiographie. De plus, la dérive de la mesure électrique est aisément corrigeable par une loi connue, contrairement à celle de la radiographie.. Ainsi, deux points de mesure ayant une résistivité électrique identique, dans des conditions d’injection similaires, correspondent à deux états de saturation identiques. Par conditions d’injection similaires, on entend que la séquence d’injection en fluide est identique et que la répartition en fluide dans le milieu poreux est identique (par exemple 35% de Fl et 65% de F2). Par séquence d’injection, on entend une succession d’injections d’au moins un fluide, la succession d’injection pouvant comprendre des injections simultanées d’au moins un fluide, de préférence de plusieurs fluides. Par exemple, une séquence d’injection peut être constituée par l’injection d’un fluide Fl puis par l’injection d’un fluide F2.
[0035] L’utilisation d’images de radiographies à rayons X (images 2D) permet une mesure plus rapide que celle de tomographie (également appelée CT Scan). En effet, la tomographie reconstitue l’image en 3D par ordinateur à partir de multiples images de radiographie en 2D prises tout autour du milieu poreux. Elle nécessite donc un temps pour réaliser toutes les images 2D et un temps pour la reconstitution par ordinateur. La technique de tomographie ne permet donc pas non plus le suivi en temps réel, contrairement à la radiographie à rayons X.
[0036] La détermination de la saturation en fluide à partir de la mesure de résistivité est en revanche, difficile à établir de manière directe à partir de l’équation d’Archie car elle dépend de nombreux paramètres qu’il serait nécessaire de caractériser. En effet, la formule d’Archie s’écrit de la manière suivante :
[0037] [Math.l]
Rt = a · Rw · p · S [0038] Rt : résistivité du milieu poreux [0039] Rw : résistivité du fluide [0040] p :porosité [0041] Sw : saturation en fluide [0042] a : paramètre de tortuosité [0043] m : exposant de cimentation [0044] n : exposant de saturation [0045] Pour déterminer Sw, il faut connaître Rt, Rw et p ainsi que les trois paramètres a, m et
n.
[0046] L’invention utilise le caractère de stabilité liée aux mesures électriques pour corriger la dérive intrinsèque des radiographies à rayons X.
[0047] La mesure simultanée des radiographies et des mesures électriques permet une correction précise et fiable des radiographies. Elle permet ainsi une bonne précision des propriétés d’écoulement.
[0048] De manière avantageuse, les moyens d’injection peuvent comprendre une pluralité de fluides à injecter dans la cellule, de manière simultanée ou séquentielle. Ainsi, le système est particulièrement adapté aux méthodes d’EOR consistant à saturer le milieu poreux en un premier fluide et à injecter un deuxième fluide, pour extraire au moins une partie du premier fluide contenu dans le milieu poreux. Le deuxième fluide peut notamment comprendre des tensio-actifs.
[0049] Préférentiellement, les fluides de la pluralité de fluides peuvent avoir des conductivités électriques différentes. De ce fait, il sera plus aisé de caractériser l’écoulement et la saturation en divers fluides.
[0050] Avantageusement, le système de mesure peut comporter des moyens de contrôle des moyens d’injection. Cela permet, d’une part, une analyse plus précise et plus fiable des résultats et d’autre part, de pouvoir modifier l’injection en temps réel, en fonction des résultats d’analyse.
[0051] Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de mesure peut comporter des moyens d’analyse des radiographies obtenues par le détecteur. De ce fait, les analyses peuvent être réalisées en temps réel, ce qui permet, d’une part, de réduire le temps d’essais et d’autre part, de modifier les conditions d’injection en temps réel en fonction des analyses.
[0052] Selon une variante préférée de l’invention, le système de mesure peut comporter un moyen de post-traitement qui réalise simultanément l’analyse des radiographies obtenues par le détecteur et l’analyse des mesures électriques obtenues par le dispositif de mesure de l’intensité électrique. Ainsi, le post-traitement est plus rapide et possible en temps réel.
[0053] De plus, le moyen de post-traitement peut être configuré pour corriger les radiographies à partir des mesures électriques. En effet, la mesure de résistivité électrique dépendant de la saturation en fluide et étant une mesure stable (dérive faible dans le temps et facilement corrigeable), il est possible de déterminer un facteur de correction à partir de cette mesure pour corriger les images de radiographies qui subissent une dérive dans le temps, liée notamment aux variations de température.
[0054] Pour permettre la correction, on utilise, par exemple, des points de mesure électrique, établis à des instants relativement éloignés, pour lesquels les valeurs de résistivité sont identiques et avec des conditions d’injection similaires. En effet, la résistivité étant directement liée à la saturation du fluide (via des paramètres constants), deux valeurs de résistivité identiques, conduites dans des conditions d’injection similaires, correspondent à un même état de saturation. De ce fait, on peut utiliser cet état de fait pour corriger la dérive observée dans le temps, sur les niveaux de gris obtenus par les radiographies, obtenues sur les mêmes instants. Pour cela, la réalisation simultanée des mesures électriques et des radiographies est essentielle pour obtenir une correction correcte et donc une analyse fiable et précise.
[0055] De manière avantageuse, la cellule peut avoir une forme sensiblement cylindrique. Ainsi, d’une part, la réalisation de la cellule et celle de l’échantillon de milieu poreux sont plus simples et moins onéreuses et d’autre part, la circulation de fluide est facilitée et les pertes de charges limitées.
[0056] Selon un mode de réalisation avantageux, le diamètre de la cellule peut être sensiblement compris entre 2 et 20 mm, et de préférence entre 5 et 10 mm. En effet, la miniaturisation de la cellule est rendue possible par la caractérisation de la saturation en fluide par le biais des radiographies et de la mesure électrique, sans nécessiter le calcul d’effluents. Par ailleurs, l’utilisation d’une cellule et donc d’un échantillon de milieu poreux de petite taille, permet d’accélérer le temps d’essais et d’analyse. Ainsi, on peut obtenir des résultats plus rapidement et/ou tester plus de configurations.
[0057] Selon une variante, la hauteur de la cellule peut être sensiblement compris entre 2 mm et 5 cm, de préférence entre 5 mm et 2 cm. En effet, la miniaturisation de la cellule est rendue possible par la caractérisation de la saturation en fluide par le biais des radiographies et de la mesure électrique, sans nécessiter le calcul d’effluents. Par ailleurs, l’utilisation d’une cellule et donc d’un échantillon de milieu poreux de petite taille, permet d’accélérer le temps d’essais et d’analyse. Ainsi, on peut obtenir des résultats plus rapidement et/ou tester plus de configurations.
[0058] Selon un aspect, le fluide peut être choisi parmi une phase aqueuse et une phase huile. Ainsi, il est particulièrement adapté aux applications EOR.
[0059] Selon une mise en œuvre, au moins une phase aqueuse peut comporter au moins un additif, de préférence un tensioactif. En effet, le tensioactif est particulièrement intéressant pour augmenter les rendements d’huiles produites dans les réservoirs pétroliers.
[0060] De plus, l’invention concerne également un procédé de mesure d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide au sein d’un milieu poreux, dans lequel on effectue les étapes suivantes à l’aide du système de mesure selon l’une des caractéristiques précédentes :
a. On réalise une radiographie à rayon X du milieu poreux simultanément à une mesure électrique du milieu poreux ;
b. On analyse ladite mesure électrique et ladite radiographie pour déterminer ladite au moins une propriété d’écoulement.
[0061] En effet, la réalisation simultanée des radiographies et des mesures électriques permet la corrélation simultanée des mesures, et le cas échéant, la correction des radiographies, par les informations obtenues par les mesures électriques.
[0062] L’analyse des mesures électriques et des radiographies, de manière simultanée permet la détermination des propriétés d’écoulement, de manière précise et fiable.
[0063] Selon une mise en œuvre du procédé selon l’invention, lors de l’étape d’analyse, on peut utiliser la mesure électrique pour corriger la radiographie, par les étapes suivantes :
a. On détermine sur la mesure électrique, des points de mesures correspondant à des instants pour lesquels des valeurs de résistivité électrique, obtenues après des conditions d’injection similaires, sont identiques ;
b. On corrige lesdites radiographies d’une dérive temporelle grâce auxdits points de mesure électrique.
[0064] En effet, comme les mesures électriques sont stables dans le temps ( dérive faible et facilement corrigeable) et qu’elles dépendent de la saturation en fluide, une même valeur de résistivité, obtenue dans des conditions d’injection similaires, correspond à un même état de saturation. Ainsi, ces mesures peuvent être utilisées pour corriger la dérive en niveaux de gris obtenue au cours du temps sur les radiographies.
[0065] Selon une variante, les conditions d’injection similaires peuvent comprendre une même séquence d’injection d’un ou plusieurs fluides (par exemple une injection d’un premier fluide Fl, suivi d’une injection d’un second fluide F2) et une même répartition des fluides dans le milieu poreux (par exemple, le milieu poreux comprend 35% de fluide Fl et 65% de fluide F2). En effet, la résistivité dépend des différents milieux qu’elle traversent et de leur dynamique.
[0066] Conformément à une mise en œuvre du procédé selon l’invention, les propriétés d’écoulement peuvent être choisies parmi la saturation moyenne du fluide, et/ou le profil de saturation du fluide, et/ou la résistivité électrique du milieu poreux. En effet, ces propriétés sont très utilisées pour des applications EOR notamment.
[0067] Conformément à un mode de réalisation, on peut réaliser une pluralité de radiographies et de mesures électriques à intervalles réguliers, de préférence à intervalles compris entre 0.1 et 10 secondes. En effet, la construction de la courbe est facilitée et la fréquence permet une reconstruction fiable des caractéristiques de l’écoulement.
[0068] Selon une variante du procédé, on peut injecter un fluide dans le milieu poreux, au cours de l’étape de mesure et/ou au cours de l’étape d’analyse.
[0069] De préférence, on peut piloter l’injection du fluide dans le milieu poreux, en temps réel, pendant les mesures. Ainsi, on peut exploiter les résultats d’analyse pour piloter l’injection en temps réel. Ainsi, on peut modifier rapidement les conditions de tests en fonction des résultats d’essais et ainsi réduire le temps d’expérimentation et/ou augmentant le nombre et/ou le type de tests réalisés.
[0070] La [fig.l] illustre, de manière schématique et non limitative, un système de mesure selon un mode de réalisation de l’invention. Le système de mesure 1 comporte une cellule 2 qui contient le milieu poreux (par exemple un échantillon de roche ou un polymère). La cellule 2 est placée dans une cabine de protection 3 des rayons X. Dans la cabine 3, se trouve également des moyens de radiographie à rayons X qui comportent une source 4 de rayons X et un détecteur 5 de rayons X. La source 4 et le détecteur sont positionnées de manière à ce que les rayons X émis par la source 4 traversent la cellule 2 avant d’atteindre le détecteur 5. Ainsi, la source 4, la cellule 2 et le détecteur 5 sont alignés ou sensiblement alignés et les rayons X partent de la source 4, atteignent la cellule 2 puis le détecteur 5. La cellule 2 est placée sur un support qui peut être déplacé selon trois axes (représentés schématiquement par des flèches). Le système de mesure 1 comporte également des moyens d’injection 7 de fluide dans la cellule. Les moyens d’injection 7 sont prévus, dans l’exemple de la [Eig 1], avec quatre fluides, mais ils pourraient être prévus avec plus ou moins de fluides. Les moyens d’injection 7 sont reliés à la cellule par quatre conduites (mais il pourrait y avoir plus ou moins de conduites). Les moyens d’injection 7 sont disposés en dehors de la cabine de protection des rayons X.
[0071] De plus, le système de mesure 1 comporte également un moyen de mesure électrique
8. Ce moyen de mesure électrique 8 est relié par des connexions électriques aux deux extrémités de la cellule 2, et ainsi aux deux extrémités du milieu poreux, et permet ainsi d’appliquer des tensions/intensités électriques aux bornes de la cellule 2 (et du milieu poreux) et/ou de mesurer des tensions/intensités électriques aux bornes de la cellule 2 (et du milieu poreux).
[0072] En outre, le système de mesure 1 comporte un système informatique 6. Le système informatique 6 est relié au détecteur 5, aux moyens d’injection 7 et au moyen de mesure électrique 8. Le système informatique 6 sert de moyens de commande des moyens d’injection 7 et de moyens de collecte et d’analyse, de manière simultanée, des radiographies obtenues par le détecteur 5 et des mesures électriques, notamment de résistivités électriques, obtenues par le moyen de mesure électrique 8. Le moyen de mesure électrique 8 comprend un moyen de mise en tension électrique et un dispositif de mesure de l’intensité électrique. De plus, ce système informatique 6 comporte des moyens de post-traitement permettant une correction en temps réel des radiographies obtenues à partir des mesures électriques, la correction servant à corriger la dérive existante sur les radiographies au cours du temps. Le système informatique 6 est disposé en dehors de la cabine de protection 3.
[0073] La [fig-2] illustre, de manière schématique et non limitative, un mode de réalisation du moyen de mesure électrique 8 selon l’invention. Le moyen de mesure électrique 8 et le moyen de radiographie composé d’une source 4 et d’un détecteur 5 forment un système de mesure selon un mode de réalisation de l’invention. La cellule 2 est positionnée entre la source 4 et le détecteur 5. Par ailleurs, le détecteur 5 et le moyen de mesure électrique 8 sont reliés au système informatique 6 capable de gérer les informations simultanées du détecteur 5 et du moyen de mesure électrique 8, et de transmettre des informations en temps réel à l’opérateur et/ou aux moyens de commande (non visibles sur la [Eig 2]).
[0074] Le moyen de mesure électrique 8 comprend, dans ce mode de réalisation, quatre connexions à la cellule 2 composées de la manière suivante : deux connexions relient le moyen de mesure électrique 8 à la borne supérieure 11 de la cellule 2 (extrémité supérieure) et deux connexions relient le moyen de mesure électrique 8 à la borne inférieure 12 de la cellule 2 (extrémité inférieure). Alternativement, les connexions liées à l’extrémité supérieure de la cellule 2 pourraient être réalisées par deux bornes séparées électriquement et/ou les connexions liées à l’extrémité inférieure de la cellule 2 pourraient être réalisées par deux bornes séparées électriquement.
[0075] Ce montage permet d’imposer une tension électrique aux bornes, c’est-à-dire aux extrémités de la cellule 2 et donc aux extrémités du milieu poreux. Il constitue ainsi un moyen de mise en tension électrique. La différence de potentiel imposée est représentée dans la [fig-2] par V+ et V-. Elle induit alors un déplacement des électrons représentés par e- qui entraîne alors une intensité électrique dans le milieu et dans le circuit électrique généré entre le dispositif 8 et la cellule 2, via le milieu poreux. En fonction des paramètres du milieu poreux, des fluides contenus dans le milieu poreux et de la cellule 2 elle-même, le moyen de mesure électrique 8 mesure l’intensité I- et 1+ qui en résulte aux extrémités de la cellule (ici via les bornes 11 et 12). Ainsi, le moyen de mesure électrique 8 comprend un dispositif de mesure de l’intensité électrique. Cette mesure d’intensité électrique permet de déduire la résistivité et si besoin la saturation en fluide du milieu poreux et/ou le profil de saturation.
Exemple d’application [0076] Les [fig-3] et [Fig 4] montrent un exemple d’application du système de mesure représenté à la figure 1 avec le détail du dispositif de mesure électrique de la [Fig 2].
[0077] Le milieu poreux testé est grès de Bentheimer de dimensions L= 1.8cm et D=0.99cm. Ce milieu poreux contient initialement deux fluides différents (une huile brute et une saumure) dans des proportions (saturation) inconnues. Lors des mesures, une huile synthétique et une saumure sont injectées dans le milieu poreux.
[0078] Lors de l’injection, des radiographies et des mesures de résistivité électrique sont réalisées simultanément tous les 10 secondes. La [fig-3] représente les variations de niveaux de gris NG, en Joules, issus des radiographies au cours du temps T, en minutes. Il s’agit de la courbe grise en pointillés RX. La courbe RX est la donnée brute, c’est-à-dire sans correction de la dérive. Sur cette figure, on observe aussi l’enregistrement de la mesure de résistivité électrique Rs, en Ohm/m, par la courbe ME grise continue.
[0079] Lorsque les séquences d’injection des fluides sont comparables (même fluide déplaçant l’autre fluide), deux mêmes valeurs de résistivité de la courbe ME peuvent être interprétées comme des états de même saturation. Ainsi, sur cette courbe ME, des points de même résistivité correspondent à un même niveau de saturation et donc on devrait avoir le même niveau de gris NG sur la courbe RX. Les points Prec sont des points de même résistivité sur la courbe ME. On observe trois couples de points Prec de même résistivité : le premier couple est constitué des points Al et A2, le deuxième des points Bl et B2 et le troisième des points Cl et C2. Pour chacun de ces couples de points, les valeurs de niveaux de gris NG observées sur la courbe RX devrait donc être identiques, ce qui n’est pas le cas. On peut noter par exemple, qu’à l’instant du point Al, le niveau de gris est légèrement supérieure à 2530 alors qu’à l’instant du point A2, le niveau de gris est de presque 2540. Ainsi, les points Prec servent à corriger la courbe RX par les informations issues de la mesure électrique ME.
[0080] La [fig-4] montre différentes courbes de saturations en huile So au cours du temps T, en minutes, correspondant à l’exemple précité. SI est la courbe de saturation en huile issue des images de radiographies corrigées par les points Prec de la [Fig 3] : pour deux points Prec de même résistivité sur la courbe ME de la [Fig 3] (c’est-à-dire pour chacun des trois couples de points A1/A2, B1/B2 et C1/C2), le niveau de gris NG, de l’instant T le plus grand de ces deux points Prec est corrigé et est pris égal au niveau de gris NG de l’instant le plus petit de ces deux points Prec (autrement dit, il est pris égal au premier point Prec observé, la dérive s’observant au cours du temps). On observe qu’aux instants correspondant aux points Prec, les saturations en huile de la courbe SI sont alors identiques (car directement liées à la correction). Les courbes S2 représentent les valeurs minimales et maximales qu’auraient pu prendre la correction à partir d’une valeur arbitraire réaliste issue des radiographies seules. Les courbes S2 correspondent à l’art antérieur. Ainsi, on observe que grâce à l’invention, la saturation en huile obtenue est beaucoup plus précise et ne nécessite pas le choix d’un facteur de correction arbitraire, la correction selon l’invention étant basée sur des observations et interprétations factuelles.
Claims (1)
- Revendications
[Revendication 1] Système de mesure (1) d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide au sein d’un milieu poreux, ledit système de mesure (1) comportant au moins une cellule (2) contenant ledit milieu poreux, des moyens d’injection (7) dudit fluide dans ladite cellule (2), et au moins un moyen de radiographie à rayons X comprenant une source (4) et un détecteur (5), caractérisé en ce que le système de mesure (1) comprend un moyen de mesure électrique (8), ledit moyen de mesure électrique (8) étant relié par aux moins deux connexions électriques à chaque extrémité dudit milieu poreux, chacune desdites deux connexions électriques comprenant un moyen de mise en tension électrique et un dispositif de mesure de l’intensité électrique et en ce que le système de mesure (1) comprend des moyens de commande pour réaliser simultanément des radiographies par ledit moyen de radiographies à rayons X et des mesures électriques par ledit dispositif de mesure de l’intensité électrique. [Revendication 2] Système de mesure (1) selon la revendication 1, pour lequel lesdits moyens d’injection (7) comprennent une pluralité de fluides à injecter dans ladite cellule (2), de manière simultanée ou séquentielle. [Revendication 3] Système de mesure (1) selon la revendication 2, pour lequel les fluides de ladite pluralité de fluide ont des conductivités électriques différentes. [Revendication 4] Système de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit système de mesure (1) comporte des moyens de contrôle desdits moyens d’injection (7). [Revendication 5] Système de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit système de mesure (1) comporte des moyens d’analyse desdites radiographies obtenues par ledit détecteur (5). [Revendication 6] Système de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit système de mesure (1) comporte un moyen de posttraitement à la fois pour l’analyse desdites radiographies obtenues par ledit détecteur (5) et pour l’analyse desdites mesures électriques obtenues par ledit dispositif de mesure de l’intensité électrique. [Revendication 7] Système de mesure (1) selon la revendication 6, pour lequel le moyen de post-traitement est configuré pour corriger lesdites radiographies à partir desdites mesures électriques. [Revendication 8] Système de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite cellule (2) a une forme sensiblement cylindrique. [Revendication 9] Système de mesure (1) selon la revendication 8, dans lequel le diamètre de ladite cellule (2) est sensiblement compris entre 2 mm et 20 mm, de préférence entre 5 mm et 10 mm. [Revendication 10] Système de mesure (1) selon la revendication 8 ou 9, dans lequel la hauteur de ladite cellule (2) est sensiblement compris entre 2 mm et 5 cm, de préférence entre 5 mm et 2 cm. [Revendication 11] Système de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit fluide est choisi parmi une phase aqueuse et une phase huile. [Revendication 12] Système de mesure (1) selon la revendication 11, dans lequel au moins une phase aqueuse comporte au moins un additif, de préférence un tensioactif. [Revendication 13] Procédé de mesure d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide au sein d’un milieu poreux, dans lequel on effectue les étapes suivantes à l’aide du système de mesure selon l’une des revendications précédentes :On réalise une radiographie à rayon X du milieu poreux simultanément à une mesure électrique du milieu poreux ; puis on analyse ladite mesure électrique et ladite radiographie pour déterminer ladite au moins une propriété d’écoulement. [Revendication 14] Procédé selon la revendication 13, pour lequel, pour l’étape d’analyse, on utilise la mesure électrique pour corriger la radiographie de la manière suivante : On détermine sur ladite mesure électrique, des points de mesures, lesdits points de mesure correspondant à des instants pour lesquels des valeurs de résistivité électrique, obtenues après les mêmes conditions d’injection, sont identiques ; puis on corrige lesdites radiographies d’une dérive temporelle grâce auxdits points de mesure. [Revendication 15] Procédé selon la revendication 14, pour lequel lesdites mêmes conditions d’injection comprennent une même séquence d’injection d’un ou plusieurs fluides et une même répartition desdits fluides dans ledit milieu poreux. [Revendication 16] Procédé selon l’une des revendications 13 à 15, dans lequel lesdites propriétés d’écoulement sont choisies parmi la saturation moyenne dudit fluide, et/ou le profil de saturation dudit fluide et/ou la résistivité électrique dudit milieu poreux. [Revendication 17] Procédé selon l’une des revendications 13 à 16, dans lequel on réalise une pluralité de radiographies et de mesures électriques à intervalles réguliers, de préférence à intervalles compris entre 0,1 et 5 secondes. [Revendication 18] Procédé selon l’une des revendications 13 à 17, dans lequel on injecte un fluide dans le milieu poreux.
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| SOUHAIL YOUSSEF ET AL: "High Throughput Coreflood Experimentation as a Tool for EOR Project Design", SPE IMPROVED OIL RECOVERY CONFERENCE, April 2018 (2018-04-01), XP055596007, DOI: 10.2118/190166-MS * |
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