FR3088118A1 - SYSTEM AND METHOD FOR TRACKING ION SPECIES BY MULTIPLE ELECTRICAL MEASUREMENTS - Google Patents

SYSTEM AND METHOD FOR TRACKING ION SPECIES BY MULTIPLE ELECTRICAL MEASUREMENTS Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un système et un procédé de mesure d'au moins une propriété d'écoulement d'au moins un fluide au sein d'un milieu poreux, contenu dans une cellule 4. Le système et le procédé sont basés sur au moins trois mesures électriques 5, 6, 7, une première mesure 5 en ligne en amont du milieu poreux, une deuxième mesure électrique 7 en dérivation du milieu poreux et une troisième mesure électrique 6 en aval du milieu poreux. De ce fait, les propriétés d'écoulement sont déterminées de manière précise et fiable et ce notamment lorsque l'échantillon du milieu poreux est de petite taille.The present invention relates to a system and a method for measuring at least one flow property of at least one fluid within a porous medium, contained in a cell 4. The system and the method are based on at least three electrical measurements 5, 6, 7, a first measurement 5 in line upstream of the porous medium, a second electrical measurement 7 in derivation of the porous medium and a third electrical measurement 6 downstream of the porous medium. Therefore, the flow properties are determined precisely and reliably, especially when the sample of the porous medium is small.

Description

DescriptionDescription

Titre : Système et procédé de traçage d’espèces ioniques par mesures électriques multiples Domaine techniqueTitle: System and method for tracing ionic species by multiple electrical measurements Technical field

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 au traçage d’espèces ioniques, en particulier lors de l'exploration et de l'exploitation de puits d'hydrocarbures, et particulièrement pour la récupération assistée d’hydrocarbures (EOR : de l’anglais Enhanced Oil Recovery). Par traçage d’espèces ioniques, on entend le déplacement d’espèces ioniques (ions, molécules chargées par exemple) dans le milieu poreux.The present invention relates to the field of measurements of flow properties of a fluid in a porous medium, in particular a porous medium originating from an underground formation. The measurements can be used in particular for tracing ionic species, in particular during the exploration and exploitation of hydrocarbon wells, and particularly for the enhanced recovery of hydrocarbons (EOR: from the English Enhanced Oil Recovery) . By tracing of ionic species is meant the displacement of ionic species (ions, charged molecules for example) in the porous medium.

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.It is estimated today that for all active oil tanks, 60% -65% of the oil in place remains trapped. Different mechanisms are behind this trapping. For example, geological heterogeneity generates an inhomogeneous displacement of the oil across the reservoir. But even on a local scale, the presence of an interfacial tension between water and oil leads to capillary trapping of the oil phase in the center of the pores in the case of rocks wettable with water. This trapping can represent up to 50% of the oil in place. Water-wettable tanks make up roughly half of the world's tanks.

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.Consequently, mobilizing the residual oil contained in the matrix under conditions of preferable wettability with water is a real challenge. However, the use of surfactants injected in the aqueous phase can allow a very significant reduction in capillary trapping. Surfactants have the property of being able to significantly lower this tension or even almost cancel it. The use of surfactant additives was successfully tested on sandstones in the 1980s and is experiencing a renewed interest. The processes of enhanced recovery of petroleum (hydrocarbons) by injection of surfactant represent a great potential because they make it possible to trap a large quantity of oil blocked in the pores of the rock.

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.Furthermore, in other technical fields, it may be advantageous to quickly characterize the flow of a fluid within a porous medium, in particular a porous medium formed by a polymer.

Technique antérieurePrior art

Pour caractériser le dépiégeage capillaire, il est nécessaire de réaliser des mesures de propriétés relatives de l’écoulement de fluides dans le milieu poreux.To characterize capillary trapping, it is necessary to carry out measurements of the relative properties of the flow of fluids in the porous medium.

Des systèmes et procédés de mesures basés sur la radiographies à rayons X pour déterminer la saturation d’un fluide ont été développés (demande de brevet FR 3 047 315 / WO 17 12 93 12 par exemple) afin de caractériser le dépiégeage. Néanmoins, ces méthodes ne sont pas applicables lorsque la concentration en espèces ioniques ou le numéro atomique de ces espèces ioniques ne permettent pas un suivi par rayons X.Measurement systems and methods based on X-ray radiographs to determine the saturation of a fluid have been developed (patent application FR 3 047 315 / WO 17 12 93 12 for example) in order to characterize the trapping. However, these methods are not applicable when the concentration of ionic species or the atomic number of these ionic species does not allow monitoring by X-rays.

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 pour injecter le fluide dans la cellule, des moyens de mesure électrique et un moyen d’analyse caractérisant les propriétés d’écoulement. Le système de mesure comprend au moins trois moyens de mesure électrique, au moins un premier moyen de mesure électrique étant positionné entre le moyen d’injection et l’entrée de la cellule, au moins un deuxième moyen de mesure électrique étant positionné en dérivation de la cellule, et au moins un troisième moyen de mesure électrique étant positionné sensiblement à la sortie de la cellule. Le système permet la mesure de propriété d'écoulement lorsque la mesure par rayons X n'est pas possible et elle permet l’amélioration de la précision de ces propriétés lorsqu’elles peuvent être mesurées également par rayons X.The invention relates to a system for measuring at least one flow property of at least one fluid within a porous medium. The measurement system comprises at least one cell containing the porous medium, injection means for injecting the fluid into the cell, electrical measurement means and an analysis means characterizing the flow properties. The measurement system comprises at least three electrical measurement means, at least one first electrical measurement means being positioned between the injection means and the inlet of the cell, at least one second electrical measurement means being positioned as a bypass of the cell, and at least a third electrical measurement means being positioned substantially at the outlet of the cell. The system allows the measurement of flow properties when X-ray measurement is not possible and it improves the accuracy of these properties when they can also be measured by X-rays.

L'invention concerne aussi un procédé de mesure, dans lequel on effectue les étapes suivantes à l’aide du système de mesure selon l’une des caractéristiques précédentes :The invention also relates to a measurement method, in which the following steps are carried out using the measurement system according to one of the preceding characteristics:

a) On injecte au moins un fluide dans le milieu poreux ;a) At least one fluid is injected into the porous medium;

b) On réalise simultanément au moins trois mesures électriques, au moins une première mesure électrique étant située en amont du milieu poreux, au moins une deuxième mesure électrique étant située en aval du milieu poreux et au moins une troisième mesure électrique était située en dérivation du milieu poreux ;b) At least three electrical measurements are carried out simultaneously, at least one first electrical measurement being located upstream of the porous medium, at least one second electrical measurement being located downstream of the porous medium and at least one third electrical measurement was located in derivation of the porous medium;

c) On simule numériquement l’injection du fluide dans le milieu poreux en utilisant les données d’entrée de la première mesure électrique et on détermine les simulations des deuxième et troisième mesures électriques ;c) The injection of the fluid into the porous medium is simulated numerically using the input data of the first electrical measurement and the simulations of the second and third electrical measurements are determined;

d) Par comparaison des deuxième et troisième mesures électriques réalisées et des simulations numériques des deuxième et troisième mesures électriques et calage des paramètres, on détermine des propriétés d’écoulement du fluide dans le milieu poreux.d) By comparison of the second and third electrical measurements carried out and digital simulations of the second and third electrical measurements and setting of the parameters, flow properties of the fluid in the porous medium are determined.

Ce procédé permet la mesure de propriété d’écoulement lorsque la mesure par rayons X n’est pas possible et elle permet l’amélioration de la précision de ces propriétés lorsqu’elles peuvent être mesurées également par rayons X.This method allows the measurement of flow properties when X-ray measurement is not possible and it improves the accuracy of these properties when they can also be measured by X-rays.

Résumé de l’inventionSummary of the invention

L’invention concerne un système de mesure d’au moins une propriété d’écouiement 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 de fluide dans ladite cellule, des moyens de mesure électrique et un moyen d'analyse caractérisant ladite propriété d’écoulement. Le système de mesure comprend au moins trois moyens de mesure électrique, au moins un premier moyen de mesure électrique étant positionné entre ledit moyen d’injection et l’entrée de ladite cellule, au moins un deuxième moyen de mesure électrique étant positionné en dérivation de ladite cellule, et au moins un troisième moyen de mesure électrique étant positionné sensiblement à ladite sortie de ladite cellule.The invention relates to a system for measuring at least one flowing property of at least one fluid within a porous medium, said measuring system comprising at least one cell containing said porous medium, injection means. of fluid in said cell, electrical measurement means and analysis means characterizing said flow property. The measurement system comprises at least three electrical measurement means, at least one first electrical measurement means being positioned between said injection means and the inlet of said cell, at least one second electrical measurement means being positioned as a bypass of said cell, and at least a third electrical measurement means being positioned substantially at said outlet from said cell.

Préférentiellement, lesdits moyens d’injection comprennent une pluralité de fluides à injecter dans ladite cellule, de manière simultanée ou séquentielle.Preferably, said injection means comprise a plurality of fluids to be injected into said cell, simultaneously or sequentially.

Avantageusement, les fluides de ladite pluralité de fluide ont des conductivités électriques différentes.Advantageously, the fluids of said plurality of fluids have different electrical conductivities.

De manière avantageuse, les fluides de ladite pluralité de fluides ont des concentrations en espèces ioniques différentes.Advantageously, the fluids of said plurality of fluids have concentrations of different ionic species.

Selon un mode de réalisation de l’invention, ledit système de mesure comporte des moyens de contrôle desdits moyens d’injection.According to one embodiment of the invention, said measurement system includes means for controlling said injection means.

Selon une variante de l’invention, ladite ceilule a une forme sensiblement cylindrique.According to a variant of the invention, said cell has a substantially cylindrical shape.

De manière préférée, le diamètre de ladite cellule est sensiblement compris entre 2 mm et 20 mm, de préférence entre 5 mm et 10 mm.Preferably, the diameter of said cell is substantially between 2 mm and 20 mm, preferably between 5 mm and 10 mm.

De manière avantageuse, la hauteur de ladite cellule est sensiblement compris entre 2 mm et 5 cm, de préférence entre 5 mm et 2 cm.Advantageously, the height of said cell is substantially between 2 mm and 5 cm, preferably between 5 mm and 2 cm.

Selon une variante de l’invention, ledit fluide est choisi parmi une phase aqueuse et une phase huile.According to a variant of the invention, said fluid is chosen from an aqueous phase and an oil phase.

Selon un mode de réalisation, au moins une phase aqueuse comporte au moins un additif, de préférence un tensioactif.According to one embodiment, at least one aqueous phase comprises at least one additive, preferably a surfactant.

De préférence, lesdites mesures électriques sont acquises simultanément et collectées dans un logiciel d’acquisition.Preferably, said electrical measurements are acquired simultaneously and collected in acquisition software.

Selon un mode de réalisation, le système de mesure comprend au moins un moyen de radiographie à rayons X comprenant une source et un détecteur, ledit milieu poreux étant positionné entre ladite source et ledit détecteur, ladite source, ledit milieu poreux et ledit détecteur étant sensiblement alignés, ledit moyen d’analyse caractérisant ladite propriété d’écoulement dudit fluide au sein du milieu poreux par des radiographies obtenues par ledit moyen de radiographies à rayons X.According to one embodiment, the measurement system comprises at least one X-ray radiography means comprising a source and a detector, said porous medium being positioned between said source and said detector, said source, said porous medium and said detector being substantially aligned, said analysis means characterizing said flow property of said fluid within the porous medium by radiographs obtained by said X-ray radiography means.

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 :The invention also relates to a method for measuring at least one flow property of at least one fluid within a porous medium, in which the following steps are carried out using the measuring system according to one of the previous characteristics:

a) On injecte ledit au moins un fluide dans ledit milieu poreux ;a) said at least one fluid is injected into said porous medium;

b) On réalise simultanément au moins trois mesures électriques, au moins une première mesure électrique étant située en amont dudit milieu poreux, au moins une deuxième mesure électrique étant située en aval dudit milieu poreux et au moins une troisième mesure électrique était située en dérivation du milieu poreux ;b) At least three electrical measurements are carried out simultaneously, at least one first electrical measurement being located upstream of said porous medium, at least one second electrical measurement being located downstream of said porous medium and at least one third electrical measurement was located in derivation of the porous medium;

c) On simule numériquement l’injection dudit au moins un fluide dans ledit milieu poreux en utilisant les données d’entrée de ladite première mesure électrique et on détermine les simulations desdites au moins deuxième et troisième mesures électriques ;c) The injection of said at least one fluid into said porous medium is simulated numerically using the input data of said first electrical measurement and the simulations of said at least second and third electrical measurements are determined;

d) Par comparaison desdites deuxième et troisième mesures électriques réalisées et desdites simulations numériques desdites deuxième et troisième mesures électriques et calage des paramètres, on détermine des propriétés d’écoulement dudit au moins un fluide dans ledit milieu poreux.d) By comparison of said second and third electrical measurements carried out and of said digital simulations of said second and third electrical measurements and setting of the parameters, flow properties of said at least one fluid are determined in said porous medium.

Selon une variante, au préalable, on réalise une étape de calibration, ladite étape de calibration comprenant les étapes du procédé selon la caractéristique précédente où ledit milieu poreux est remplacé par un tube de liaison.According to a variant, beforehand, a calibration step is carried out, said calibration step comprising the steps of the method according to the preceding characteristic where said porous medium is replaced by a connecting tube.

De manière avantageuse, les propriétés déterminées à l’étape de calibration sont les volumes morts, situés en amont et en aval du tube de liaison.Advantageously, the properties determined in the calibration step are the dead volumes, located upstream and downstream of the connecting tube.

Préférentiellement, lesdites propriétés d’écoulement sont choisies parmi les volumes et dispersivités des différentes zones, en amont dudit milieu poreux, en aval dudit milieu poreux et au sein du milieu poreux.Preferably, said flow properties are chosen from the volumes and dispersivities of the different zones, upstream of said porous medium, downstream of said porous medium and within the porous medium.

Avantageusement, on pilote l’injection du fluide dans le milieu poreux, en temps réel, pendant les mesures.Advantageously, the injection of the fluid into the porous medium is controlled in real time during the measurements.

Selon un mode de réalisation de l’invention, on réalise une radiographie à rayon X du milieu poreux simultanément aux mesures électriques.According to an embodiment of the invention, an x-ray radiography of the porous medium is carried out simultaneously with the electrical measurements.

De manière préférée, on détermine lesdites propriétés d’écoulement par comparaison des modifications de profil et/ou de décalage temporel du signal électrique obtenu par lesdites mesures électriques, lors du régime transitoire lié à l’injection dudit fluide dans le milieu poreux.Preferably, said flow properties are determined by comparison of the changes in profile and / or time shift of the electrical signal obtained by said electrical measurements, during the transient regime linked to the injection of said fluid into the porous medium.

Liste des figures [Fig 1]List of figures [Fig 1]

La figure 1 représente un mode de réalisation d’un système de mesure d’une propriété d’écoulement d’au moins un fluide au sein d’un milieu poreux selon l’invention.FIG. 1 represents an embodiment of a system for measuring a flow property of at least one fluid within a porous medium according to the invention.

[Fig 2][Fig 2]

La figure 2 représente l’évoiution temporelle des mesures électriques du système lors de la phase transitoire d’injection du fluide selon l’invention.FIG. 2 represents the temporal evolution of the electrical measurements of the system during the transient phase of injection of the fluid according to the invention.

[Fig 3a][Fig 3a]

La figure 3a représente la comparaison entre la mesure effectuée et la simulation numérique au niveau de la mesure électrique située en dérivation du milieu poreux, lors de l’étape de calibration selon l’invention.FIG. 3a represents the comparison between the measurement carried out and the digital simulation at the level of the electrical measurement situated in bypass of the porous medium, during the calibration step according to the invention.

[Fig 3b][Fig 3b]

La figure 3b représente la comparaison entre la mesure effectuée et la simulation numérique au niveau de la mesure électrique située en aval du milieu poreux lors de l’étape de calibration selon l’invention.FIG. 3b represents the comparison between the measurement carried out and the digital simulation at the level of the electrical measurement located downstream of the porous medium during the calibration step according to the invention.

[Fig 4][Fig 4]

La figure 4 représente la correction temporelle du signal de la mesure électrique en aval du milieu poreux, selon l’invention.FIG. 4 represents the temporal correction of the signal of the electrical measurement downstream of the porous medium, according to the invention.

[Fig 5a][Fig 5a]

La figure 5a représente la comparaison entre la mesure effectuée et la simulation numérique au niveau de la mesure électrique située en aval du milieu poreux, dans le cas où seule la mesure électrique située en aval est disponible (art antérieur), avec les données de volume de milieu poreux et de dispersivité obtenues par la méthode selon l’invention.FIG. 5a represents the comparison between the measurement carried out and the digital simulation at the level of the electrical measurement situated downstream of the porous medium, in the case where only the electrical measurement situated downstream is available (prior art), with the volume data porous medium and dispersivity obtained by the method according to the invention.

[Fig 5b][Fig 5b]

La figure 5b représente la comparaison entre la mesure effectuée et la simulation numérique au niveau de la mesure électrique située en aval du milieu poreux, dans le cas où seule la mesure électrique située en aval est disponible (art antérieur), avec un calage de volume de milieu poreux et de dispersivité adaptés à ce cas.FIG. 5b represents the comparison between the measurement carried out and the numerical simulation at the level of the electrical measurement situated downstream of the porous medium, in the case where only the electrical measurement situated downstream is available (prior art), with a calibration of volume porous medium and dispersivity suitable for this case.

[Fig 6a][Fig 6a]

La figure 6a représente la comparaison entre la mesure effectuée et la simulation numérique au niveau de la mesure électrique située en dérivation du milieu poreux, pour la détermination des caractéristiques du milieu poreux, selon l’invention.FIG. 6a represents the comparison between the measurement carried out and the numerical simulation at the level of the electrical measurement situated in diversion from the porous medium, for the determination of the characteristics of the porous medium, according to the invention.

[Fig 6b][Fig 6b]

La figure 6b représente la comparaison entre la mesure effectuée et la simulation numérique au niveau de la mesure électrique située en aval du milieu poreux pour la détermination des caractéristiques du milieu poreux, selon l’invention.FIG. 6b represents the comparison between the measurement carried out and the digital simulation at the level of the electrical measurement located downstream of the porous medium for the determination of the characteristics of the porous medium, according to the invention.

Description des modes de réalisationDescription of the embodiments

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. Par propriété d’écoulement, on entend par exemple, une saturation du milieu poreux en un fluide, saturation qui peut être globale dans le milieu poreux ou au contraire, localisée à un endroit particulier dans le milieu poreux.The invention relates to a system for measuring at least one flow property of at least one fluid within a porous medium. By flow property is meant, for example, a saturation of the porous medium with a fluid, saturation which may be global in the porous medium or, on the contrary, localized at a particular location in the porous medium.

Le milieu poreux peut être, par exemple, un élément de milieu rocheux issu d’une formation souterraine (échantillon de roche d’un réservoir pétrolier par exemple), ou bien un matériau poreux type polymère, ou tout matériau analogue.The porous medium can be, for example, an element of rocky medium resulting from an underground formation (rock sample from an oil reservoir for example), or a porous polymer type material, or any similar material.

Le système de mesure comporte au moins une cellule contenant le milieu poreux, des moyens d’injection de fluide dans la cellule, des moyens de mesure électrique et un moyen d’analyse caractérisant la propriété d'écoulement. En effet, la cellule sert à intégrer le milieu poreux au dispositif de mesure. Les moyens d’injection de fluide dans la cellule permettent l’injection de fluide dans la cellule et donc dans le milieu poreux. Les moyens de mesure électrique permettent des mesures électriques en différents points de mesure du système. Ces mesures électriques sont ensuite exploitées par le moyen de d’analyse qui traite les mesures électriques pour caractériser la propriété d’écoulement du fluide au sein du milieu poreux.The measurement system comprises at least one cell containing the porous medium, means for injecting fluid into the cell, electrical measurement means and an analysis means characterizing the flow property. In fact, the cell is used to integrate the porous medium into the measurement device. The means for injecting fluid into the cell allow the injection of fluid into the cell and therefore into the porous medium. The electrical measurement means allow electrical measurements at different measurement points of the system. These electrical measurements are then used by the analysis means which processes the electrical measurements to characterize the flow property of the fluid within the porous medium.

De plus, le système de mesure comprend au moins trois moyens de mesure électrique, au moins un premier moyen de mesure étant positionné entre le moyen d’injection et l’entrée de la cellule, au moins un deuxième moyen de mesure électrique étant positionné en dérivation de la cellule et au moins un troisième moyen de mesure électrique étant positionné sensiblement à la sortie de la cellule.In addition, the measurement system comprises at least three electrical measurement means, at least one first measurement means being positioned between the injection means and the inlet of the cell, at least one second electrical measurement means being positioned in bypass of the cell and at least a third electrical measurement means being positioned substantially at the outlet of the cell.

Les premier et troisième moyens de mesure électrique sont des moyens de mesure dits « en ligne », c’est-à-dire qui sont intégrés directement dans le dispositif expérimental où circule les fluides. Ils mesurent une tension électrique entre deux points de mesure rapprochées sur cette ligne, permettant d’avoir une mesure locale. Le deuxième moyen de mesure est un moyen de mesure dit « en dérivation » pour lequel on mesure une tension aux bornes de la cellule, ce qui permet d’évaluer un volume plus grand, en l’occurrence, celui de la cellule et du milieu poreux qu'il contient.The first and third electrical measurement means are so-called "online" measurement means, that is to say which are integrated directly into the experimental device where the fluids circulate. They measure an electrical voltage between two close measurement points on this line, allowing to have a local measurement. The second measurement means is a so-called “bypass” measurement means for which a voltage is measured across the terminals of the cell, which makes it possible to evaluate a larger volume, in this case, that of the cell and of the medium. porous it contains.

Par ces trois mesures électriques, on peut caractériser l’évolution du signal du système :By these three electrical measurements, we can characterize the evolution of the system signal:

- entre le point d’injection de fluides (au niveau du moyen d’injection de fluides) et l’entrée de la cellule,- between the point of injection of fluids (at the level of the means of injecting fluids) and the entry of the cell,

- entre les bornes de la cellule (c’est-à-dire entre l’entrée et la sortie de la cellule),- between the terminals of the cell (that is to say between the input and the output of the cell),

- entre la sortie de la cellule et la mesure électrique de sortie.- between the cell output and the electrical output measurement.

Le système est ainsi particulièrement intéressant pour suivre en temps réel et de manière précise le déplacement d’espèces ioniques dans le milieu poreux, et notamment lorsque la concentration ou le numéro atomique des ions ou molécules chargées ne permet pas d’avoir un contraste d’atténuation des rayons X suffisant (plusieurs niveaux de gris) pour effectuer un suivi par rayons X précis.The system is thus particularly advantageous for following in real time and in a precise manner the displacement of ionic species in the porous medium, and in particular when the concentration or the atomic number of the charged ions or molecules does not make it possible to have a contrast of sufficient X-ray attenuation (several gray levels) to perform precise X-ray tracking.

En effet, la mesure électrique, après calibration, permet de calculer la concentration en espèces ioniques. Par espèces ioniques, on entend des ions ou des molécules chargées par exemples. L’étude du transport d’une espèce ionique est donc faite en injectant dans le milieu poreux des fluides ayant des conductivités électriques différentes, par exemple une eau ayant une salinité différente que celle initialement présente dans le milieu poreux. L’injection d’un fluide différent permet donc d’imposer une variation de la conductivité électrique à l’entrée du milieu poreux. Le transport des espèces chimiques étant fortement impacté par la géométrie du milieu poreux, le signal imposé à l’entrée va être déformé lors de sa circulation dans le système et en particulier au sein du milieu poreux. Le signal imposé à l’entrée peut être par exemple un Dirac, une rampe ou tout autre profil. Le suivi du signai en différents points de mesure du montage permet donc de caractériser différentes propriétés du milieu poreux affectant le transport des espèces ioniques, telles que le volume de l’espace poreux traversé, sa dispersivité (caractérisant la diffusion des espèces chimiques) ou encore la capacité de rétention (adsorption, piégeage ...) des espèces ioniques.Indeed, the electrical measurement, after calibration, makes it possible to calculate the concentration of ionic species. By ionic species is meant ions or charged molecules for example. The study of the transport of an ionic species is therefore made by injecting into the porous medium fluids having different electrical conductivities, for example water having a different salinity than that initially present in the porous medium. The injection of a different fluid therefore makes it possible to impose a variation in the electrical conductivity at the inlet of the porous medium. The transport of chemical species being strongly impacted by the geometry of the porous medium, the signal imposed on the input will be distorted during its circulation in the system and in particular within the porous medium. The signal imposed on the input can be for example a Dirac, a ramp or any other profile. The monitoring of the signal at different measurement points of the assembly therefore makes it possible to characterize different properties of the porous medium affecting the transport of ionic species, such as the volume of the porous space crossed, its dispersivity (characterizing the diffusion of chemical species) or else the retention capacity (adsorption, trapping ...) of ionic species.

L’étude de l’évolution du signai, notamment par l’analyse du retard du signai d’une part et par la déformation du signal d’autre part, permet de caractériser les volumes morts et les dispersivités ou encore les capacités de rétention du milieu poreux telles que l'adsorption ou le piégeage, par exemple. Cette caractérisation peut être faite pour des différentes zones du système, à savoir les zones étant une première zone située entre le moyen d’injection et l’entrée de la cellule, une deuxième zone constituée par le milieu poreux au sein de la cellule et une troisième zone située entre la sortie de la cellule et le point de mesure de la troisième mesure électrique. A chacune de ces zones, est attribuée un volume et une dispersivité (et éventuellement une capacité de rétention), la dispersivité étant la capacité du fluide (et des espèces ioniques qu’il contient) à se déplacer dans la zone considérée. Plus spécifiquement, le retard du signal traduit un volume, la déformation du signal traduit une dispersivité et le retard relatif entre deux espèces ioniques (dont l’une est dite passive ou à très faible rétention) traduit une capacité de rétention.The study of the evolution of the signal, in particular by the analysis of the delay of the signal on the one hand and by the distortion of the signal on the other hand, makes it possible to characterize the dead volumes and the dispersivities or the capacities of retention of the porous medium such as adsorption or trapping, for example. This characterization can be made for different zones of the system, namely the zones being a first zone situated between the injection means and the inlet of the cell, a second zone constituted by the porous medium within the cell and a third zone located between the cell outlet and the measurement point of the third electrical measurement. Each of these zones is assigned a volume and a dispersivity (and possibly a retention capacity), the dispersivity being the capacity of the fluid (and of the ionic species which it contains) to move in the zone considered. More specifically, the signal delay reflects a volume, the signal distortion reflects a dispersivity and the relative delay between two ionic species (one of which is said to be passive or with very low retention) reflects a retention capacity.

Par exemple, la figure 1 présente un mode de réalisation du système selon l’invention. La cellule 4 contient un milieu poreux tel qu’un échantillon de roche issu d’un réservoir pétrolier. Le système comprend deux mesures électriques en lignes 5 et 6 et une mesure électrique en dérivation 7. Le système permet l’injection de plusieurs fluides A, B, C, D, E par des moyens d’injection (non représentés). Les fluides sont ensuite mélangés au travers du moyen de mélange 15 afin d’avoir une composition stable et connue afin de réaliser l’introduction du mélange de fluide dans la cellule 4. Sur l’exemple de la figure 1, l'injection de fluide se fait, au niveau du moyen de mélange 15 par un signal de type Dirac, et on observe l’évolution de ce signal aux différents points de mesures électriques correspondant aux moyens de mesure électrique 5, 6 et 7. On observe d'une part, que le retard du signal augmente lorsqu’on s’éloigne du moyen de mélange 15 et d’autre part, que la déformation du signal, par rapport au signal de Dirac initial, accroît également lorsqu’on s’éloigne du moyen de mélange 15. Dans ce cas, la déformation du signal se traduit notamment par l’évolution de la pente (le Dirac a une pente verticale et l’angle de la pente par rapport à la verticale tend à augmenter quand on s’éloigne du moyen de mélange). L’exemple de la figure 1 concerne un signal d’entrée de type Dirac mais d’autres signaux pourraient être envisagés dont les évolutions des déformations pourraient être différents et à interpréter en fonction du signal d’entrée.For example, Figure 1 shows an embodiment of the system according to the invention. Cell 4 contains a porous medium such as a rock sample from an oil reservoir. The system includes two electrical measurements in lines 5 and 6 and an electrical measurement in bypass 7. The system allows the injection of several fluids A, B, C, D, E by injection means (not shown). The fluids are then mixed through the mixing means 15 in order to have a stable and known composition in order to effect the introduction of the mixture of fluid into the cell 4. In the example of FIG. 1, the injection of fluid is done, at the level of the mixing means 15 by a Dirac type signal, and the evolution of this signal is observed at the various electrical measurement points corresponding to the electrical measurement means 5, 6 and 7. On the one hand, we observe , that the delay of the signal increases when one moves away from the mixing means 15 and on the other hand, that the distortion of the signal, compared to the initial Dirac signal, also increases when one moves away from the mixing means 15. In this case, the distortion of the signal is reflected in particular by the evolution of the slope (the Dirac has a vertical slope and the angle of the slope with respect to the vertical tends to increase when one moves away from the means of mixed). The example in FIG. 1 relates to an input signal of the Dirac type but other signals could be envisaged whose deformation evolutions could be different and to be interpreted as a function of the input signal.

L’identification des volumes et dispersivités des différentes zones, par les trois mesures électriques 5, 6 et 7 évoquées permet la prise en compte de l’impact des zones d’écoulement de fluide situées en amont et en aval de la cellule 4 et ainsi de gagner en précision sur les caractéristiques du milieu poreux.The identification of the volumes and dispersivities of the different zones, by the three electrical measurements 5, 6 and 7 mentioned makes it possible to take into account the impact of the fluid flow zones located upstream and downstream of the cell 4 and thus to gain precision on the characteristics of the porous medium.

Il est nécessaire de prendre également en compte le signal réellement imposé et non le signal théorique qui peut représenter une source d’erreur importante.It is necessary to also take into account the signal actually imposed and not the theoretical signal which can represent a significant source of error.

De plus, une autre approximation concerne la forme de la perturbation imposée par le moyen de mélange 15 de fluides. Les valeurs de débits imposés (souvent par commandes numériques) sont réellement atteintes avec une certaine inertie, si bien qu’il est impossible de passer d’une valeur A à B instantanément, sans passer par des valeurs intermédiaires. Cela signifie qu’un signal, par exemple de Dirac demandé par l'utilisateur, n'est réellement pas un Dirac parfait mais un Dirac légèrement déformé par l’inertie des moyens de commande. Si la perturbation est imposée en faisant varier un ratio entre deux fluides injectés, le point de mélange entre ces deux fluides peut aboutir à un mélange hétérogène et donc entraîner une mauvaise interprétation des résultats. La première mesure électrique permet notamment de connaître le profil réel du signal d’entrée qui diffère légèrement du Dirac théorique.In addition, another approximation relates to the form of the disturbance imposed by the means for mixing fluids. The values of imposed flows (often by numerical controls) are really reached with a certain inertia, so that it is impossible to pass from a value A to B instantaneously, without passing by intermediate values. This means that a signal, for example from Dirac requested by the user, is really not a perfect Dirac but a Dirac slightly distorted by the inertia of the control means. If the disturbance is imposed by varying a ratio between two injected fluids, the mixing point between these two fluids can result in a heterogeneous mixture and therefore lead to a poor interpretation of the results. The first electrical measurement notably allows to know the real profile of the input signal which differs slightly from the theoretical Dirac.

Le moyen d’analyse permet la détermination des propriétés du système (volumes, dispersivités, adsorption par exemple) par comparaison des mesures électriques effectuées par rapport aux signaux de mesures électriques obtenues à des simulations numériques du transport des fluides dans le système. En effet, par un calage du modèle numérique utilisé pour les simulations numériques, il est possible par comparaison des signaux numériques et mesurés de déterminer les propriétés du système et ainsi de caractériser les propriétés d’écoulement du fluide au sein du milieu poreux.The means of analysis allows the determination of the properties of the system (volumes, dispersivities, adsorption for example) by comparison of the electrical measurements carried out compared to the electrical measurement signals obtained with digital simulations of the transport of fluids in the system. Indeed, by calibrating the digital model used for digital simulations, it is possible by comparison of digital and measured signals to determine the properties of the system and thus to characterize the flow properties of the fluid within the porous medium.

Le modèle numérique consiste à simuler le transport des espèces ioniques depuis le premier moyen de mesure électrique jusqu’au dernier. Ainsi, la mesure donnée par le premier moyen de mesure permet de caractériser précisément la forme de la perturbation qui sera observée avec les deuxième et troisième moyens de mesure. La mesure donnée par le premier moyen de mesure est la donnée d’entrée du signal pour la simulation numérique. Tous les autres points de mesures sont utilisés pour caractériser individuellement autant d’éléments distincts du montage. Par exemple, pour un système avec deux autres points de mesures dont l'un en dérivation sur la cellule d’injection et l'autre à la sortie du système, les mesures issues des deuxième et troisième moyens de mesure sont utilisés pour le calage des paramètres du modèle et en déduire les propriétés d’écoulement du fluide dans le milieu poreux.The numerical model consists of simulating the transport of ionic species from the first means of electrical measurement to the last. Thus, the measurement given by the first measuring means makes it possible to characterize precisely the form of the disturbance which will be observed with the second and third measuring means. The measurement given by the first measurement means is the signal input data for the digital simulation. All the other measurement points are used to individually characterize as many different elements of the assembly. For example, for a system with two other measurement points, one of which is bypassed on the injection cell and the other at the output of the system, the measurements from the second and third measurement means are used for setting the parameters of the model and deduce the flow properties of the fluid in the porous medium.

De préférence, les moyens d’injection peuvent comprendre une pluralité de fluides à injecter dans la cellule, de manière simultanée ou séquentielle. De ce fait, les caractéristiques du milieu poreux peuvent être connues plus précisément. De plus, les propriétés d'écoulement d’injection de plusieurs fluides simultanément au sein du milieu poreux peuvent également être déterminées. En cas d’injection séquentielle de fluide, on peut évaluer les propriétés d’écoulement d’un fluide, après l’injection d’un autre fluide, ce qui est souvent nécessaire pour déterminer les courbes de saturation de fluide à l’injection d’un autre fluide dans un milieu poreux. L’injection séquentielle permet aussi des séquences automatiques d’injection qui permettent d’accélérer les phases d’essais et ainsi d’obtenir des résultats plus rapidement.Preferably, the injection means can comprise a plurality of fluids to be injected into the cell, simultaneously or sequentially. Therefore, the characteristics of the porous medium can be known more precisely. In addition, the injection flow properties of several fluids simultaneously within the porous medium can also be determined. In the event of sequential injection of fluid, one can evaluate the flow properties of a fluid, after the injection of another fluid, which is often necessary to determine the curves of saturation of fluid at the injection of another fluid in a porous medium. Sequential injection also allows automatic injection sequences which accelerate the test phases and thus obtain results more quickly.

De préférence, le système peut comprendre un moyen de mélange de fluide pour permettre l’injection simultanée de plusieurs fluides, après un mélange préalable permettant une composition stable du mélange de ces fluides, pour une étude plus approfondie du comportement du milieu poreux.Preferably, the system can comprise a means for mixing fluid to allow the simultaneous injection of several fluids, after a preliminary mixing allowing a stable composition of the mixture of these fluids, for a more in-depth study of the behavior of the porous medium.

De manière avantageuse, les fluides de la pluralité de fluides peuvent avoir des conductivités électriques différentes. Ainsi, le suivi de chacun des fluides dans le milieu poreux est facilité et la distinction des conductivités électriques entre les différents fluides permet d’améliorer la précision sur les caractéristiques attendues du milieu poreux.Advantageously, the fluids of the plurality of fluids can have different electrical conductivities. Thus, the monitoring of each of the fluids in the porous medium is facilitated and the distinction of the electrical conductivities between the different fluids makes it possible to improve the accuracy of the characteristics expected of the porous medium.

Selon une mise en œuvre du système selon l’invention, les fluides de la pluralité de fluides peuvent avoir des concentrations en espèces ioniques différentes. Ainsi, la conductivité électrique de chacun des fluides est différente. Ainsi, le suivi de chacun des fluides dans le milieu poreux est facilité et la distinction des concentrations en espèces ioniques entre les différents fluides permet d’améliorer la précision sur les caractéristiques attendues du milieu poreux.According to an implementation of the system according to the invention, the fluids of the plurality of fluids can have concentrations of different ionic species. Thus, the electrical conductivity of each of the fluids is different. Thus, the monitoring of each of the fluids in the porous medium is facilitated and the distinction of the concentrations of ionic species between the different fluids makes it possible to improve the accuracy of the characteristics expected of the porous medium.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le système de mesure peut comporter des moyens de contrôle des moyens d’injection. Ainsi, le profil d’injection de fluide peut être contrôlé et son suivi peut donc être plus facilement établi. Cela permet d’établir des profils d’injection qui facilitent le suivi et l’interprétation d’évolution des courbes.According to one embodiment of the invention, the measurement system may include means for controlling the injection means. Thus, the fluid injection profile can be controlled and its monitoring can therefore be more easily established. This makes it possible to establish injection profiles which facilitate the monitoring and interpretation of the evolution of the curves.

De manière avantageuse, la cellule peut avoir une forme sensiblement cylindrique. De ce fait, l’écoulement de fluide dans la cellule, et donc dans le milieu poreux, n’est pas perturbé par des variations de forme. Cela permet une répartition homogène du fluide sur la section de passage du fluide dans la cellule et dans le milieu poreux.Advantageously, the cell can have a substantially cylindrical shape. Therefore, the flow of fluid in the cell, and therefore in the porous medium, is not disturbed by variations in shape. This allows a homogeneous distribution of the fluid over the section of passage of the fluid in the cell and in the porous medium.

Avantageusement, ie diamètre de ia cellule peut être sensiblement compris entre 2 et 20mm, de préférence entre 5mm et 10mm. En effet, la miniaturisation de la cellule est rendue possible par la caractérisation de la saturation en fluide par le biais des au moins trois mesures électriques. Par ailleurs, l'utilisation d’une cellule de petite taille 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. De plus, l’utilisation du système comprenant les au moins trois mesures électriques avec un milieu poreux miniaturisé est particulièrement pertinent. En effet, en utilisant un milieu poreux de petite taille, l’influence des volumes morts en amont et en aval de la cellule, c’est-à-dire respectivement le volume situé entre le premier moyen de mesure électrique et l’entrée de la cellule et le volume situé entre la sortie de la cellule et le troisième moyen de mesure, peuvent être significatifs et perturber sensiblement l’analyse des résultats. Dans le cas de miniaturisation, il est important de déterminer précisément ces volumes, ce que permet le système grâce aux au moins trois mesures électriques, une première mesure électrique étant située entre le moyen de mélange et l’entrée de la cellule, une deuxième mesure électrique étant située en dérivation de la cellule et une troisième mesure étant située en aval de la sortie de la cellule. Ainsi, le système selon l’invention, permet une bonne précision en cas d’utilisation d’échantillons de petite taille.Advantageously, the diameter of the cell can be substantially between 2 and 20mm, preferably between 5mm and 10mm. Indeed, the miniaturization of the cell is made possible by the characterization of the saturation in fluid by means of at least three electrical measurements. Furthermore, the use of a small cell and therefore of a small porous medium sample makes it possible to speed up the time for testing and analysis. Thus, we can obtain results more quickly and / or test more configurations. In addition, the use of the system comprising at least three electrical measurements with a miniaturized porous medium is particularly relevant. Indeed, by using a small porous medium, the influence of dead volumes upstream and downstream of the cell, that is to say respectively the volume located between the first electrical measuring means and the input of the cell and the volume located between the cell outlet and the third measurement means can be significant and significantly disturb the analysis of the results. In the case of miniaturization, it is important to precisely determine these volumes, which the system allows thanks to at least three electrical measurements, a first electrical measurement being located between the mixing means and the inlet of the cell, a second measurement electric being located in derivation of the cell and a third measurement being located downstream of the cell output. Thus, the system according to the invention allows good accuracy when using small samples.

Selon une variante, la hauteur de la cellule peut être sensiblement comprise 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 au moins trois mesures électriques. 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. De plus, l’utilisation du système comprenant les au moins trois mesures électriques avec un milieu poreux miniaturisé est particulièrement pertinent. En effet, en utilisant un milieu poreux de petite taille, l’influence des volumes morts en amont et en aval de ia cellule, c’est-à-dire respectivement le volume situé entre le premier moyen de mesure électrique et l’entrée de la cellule et le volume situé entre la sortie de la cellule et le troisième moyen de mesure, peuvent être significatifs et perturber sensiblement l’analyse des résultats. Dans le cas de miniaturisation, il est important de déterminer précisément ces volumes, ce que permet le système grâce aux au moins trois mesures électriques, une première mesure électrique étant située entre le moyen de mélange et l’entrée de la cellule, une deuxième mesure électrique étant située en dérivation de la cellule et une troisième mesure étant située en aval de la sortie de la cellule. Ainsi, le système selon l’invention, permet une bonne précision en cas d’utilisation d’échantillon de petite taille.According to a variant, the height of the cell can be substantially between 2 mm and 5 cm, preferably between 5 mm and 2 cm. Indeed, the miniaturization of the cell is made possible by the characterization of the saturation in fluid by means of at least three electrical measurements. In addition, the use of a cell and therefore of a sample of small porous medium makes it possible to speed up the time for testing and analysis. Thus, we can obtain results more quickly and / or test more configurations. In addition, the use of the system comprising at least three electrical measurements with a miniaturized porous medium is particularly relevant. Indeed, using a small porous medium, the influence of the dead volumes upstream and downstream of the cell, that is to say respectively the volume located between the first electrical measuring means and the input of the cell and the volume located between the cell outlet and the third measurement means can be significant and significantly disturb the analysis of the results. In the case of miniaturization, it is important to precisely determine these volumes, which the system allows thanks to at least three electrical measurements, a first electrical measurement being located between the mixing means and the inlet of the cell, a second measurement electric being located in derivation of the cell and a third measurement being located downstream of the cell output. Thus, the system according to the invention allows good accuracy when using a small sample.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le fluide peut être choisi parmi une phase aqueuse et une phase huile. Ainsi, il est particulièrement adapté aux applications EOR.According to one embodiment of the invention, the fluid can be chosen from an aqueous phase and an oil phase. Thus, it is particularly suitable for EOR applications.

Selon une mise en œuvre de l’invention, 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.According to an implementation of the invention, at least one aqueous phase can comprise at least one additive, preferably a surfactant. Indeed, the surfactant is particularly interesting for increasing the yields of oils produced in petroleum tanks.

De manière préférée, les mesures électriques peuvent être acquises en continu simultanément et collectées dans un moyen d’acquisition (mémoire informatique par exemple). Ainsi, l’acquisition simultanée permet une comparaison directe et précise des courbes obtenues sur les différents points de mesures, et permet une définition précise du retard. De plus, les mesures électriques sont collectées dans un moyen d'acquisition qui permet de les récupérer si besoin à un moment ultérieur. Le moyen d’acquisition est également utile pour transmettre des informations au modèle numérique, soit comme donnée d’entrée, via la première mesure électrique, soit comme comparaison de données de sortie, en ce qui concerne les deuxième et troisième mesures électriques.Preferably, the electrical measurements can be continuously acquired simultaneously and collected in an acquisition means (computer memory for example). Thus, the simultaneous acquisition allows a direct and precise comparison of the curves obtained on the different measurement points, and allows a precise definition of the delay. In addition, the electrical measurements are collected in an acquisition means which makes it possible to recover them if necessary at a later time. The acquisition means is also useful for transmitting information to the digital model, either as input data, via the first electrical measurement, or as comparison of output data, with regard to the second and third electrical measurements.

Selon une variante du système seion l’invention, le système de mesure peut comprendre au moins un moyen de radiographie à rayons X, le moyen de radiographie à rayons X comprenant une source et un détecteur. Le milieu poreux peut être positionné entre la source et le détecteur de manière à ce que la source, le milieu poreux et le détecteur soient sensiblement alignés. Le moyen de d’analyse caractérise ia propriété d’écoulement du fluide au sein du milieu poreux par des radiographies obtenues par le moyen de radiographies à rayons X. Ainsi, la combinaison des mesures électriques et des radiographies permet d’augmenter la précision des résultats et/ou de corréler des mesures sur des fluides par radiographies à rayons X lorsque les conditions de concentration en espèce ionique ou de numéro atomique ie permettent (contraste suffisant d’atténuation des rayons X), à des mesures sur des fluides où seules des mesures électriques sont possibles (concentration en espèce ionique ou numéro atomique ne permettant pas un contraste suffisant d’atténuation des rayons X).According to a variant of the system according to the invention, the measurement system can comprise at least one X-ray radiography means, the X-ray radiography means comprising a source and a detector. The porous medium can be positioned between the source and the detector so that the source, the porous medium and the detector are substantially aligned. The analysis means characterizes the property of flow of the fluid within the porous medium by radiographs obtained by means of X-ray radiographs. Thus, the combination of electrical measurements and radiographs makes it possible to increase the accuracy of the results. and / or to correlate measurements on fluids by X-ray radiography when the conditions of concentration in ionic species or atomic number ie allow (sufficient contrast of attenuation of X-rays), to measurements on fluids where only measurements electrical are possible (concentration in ionic species or atomic number does not allow a sufficient contrast of attenuation of X-rays).

L’invention concerne aussi 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 :The invention also relates to a method for measuring at least one flow property of at least one fluid within a porous medium in which the following steps are carried out using the measuring system according to one previous characteristics:

a) On injecte au moins un fluide dans le milieu poreux ;a) At least one fluid is injected into the porous medium;

b) On réalise simultanément au moins trois mesures électriques, au moins une première mesure électrique (M1) étant située en amont dudit milieu poreux, au moins une deuxième mesure électrique (M2) étant située en aval dudit milieu poreux et au moins une troisième mesure électrique (M3) était située en dérivation du milieu poreux ;b) At least three electrical measurements are carried out simultaneously, at least one first electrical measurement (M1) being located upstream of said porous medium, at least one second electrical measurement (M2) being located downstream of said porous medium and at least one third measurement electric (M3) was located bypassing the porous medium;

c) On simule numériquement l’injection du fluide dans le milieu poreux en utilisant les données d’entrée de la première mesure électrique (M1). La première mesure électrique sert, en effet de conditions aux limites à la simulation numérique. On détermine ensuite les simulations numériques des deuxième et troisième mesures électriques (S2, S3) par calage de paramètres (qui peuvent être le volume situé entre la première mesure électrique et l’entrée de la cellule, le volume du milieu poreux ou le volume situé entre la sortie de la cellule et la troisième mesure électrique, la dispersivité et/ou d’adsorption des zones de chacun de ces volumes) ;c) The injection of the fluid into the porous medium is simulated numerically using the input data of the first electrical measurement (M1). The first electrical measurement in fact serves as boundary conditions for digital simulation. The digital simulations of the second and third electrical measurements (S2, S3) are then determined by setting parameters (which can be the volume located between the first electrical measurement and the cell input, the volume of the porous medium or the volume located between the output of the cell and the third electrical measurement, the dispersivity and / or adsorption of the zones of each of these volumes);

d) Par comparaison des deuxième et troisième mesures électriques réalisées (M2, M3) et des simulations numériques desdites deuxième et troisième mesures électriques (S2, S3) et calage de paramètres déterminés au c), on détermine des propriétés d’écoulement dudit au moins un fluide dans ledit milieu poreux. Les propriétés d’écoulement peuvent notamment être la dispersivité du fluide dans le milieu poreux, l’adsorption du fluide dans le milieu poreux ou encore le volume du milieu poreux.d) By comparing the second and third electrical measurements carried out (M2, M3) and digital simulations of said second and third electrical measurements (S2, S3) and setting parameters determined in c), flow properties of said at least are determined a fluid in said porous medium. The flow properties can in particular be the dispersivity of the fluid in the porous medium, the adsorption of the fluid in the porous medium or even the volume of the porous medium.

Le procédé selon l’invention permet la détermination des propriétés d’écoulement de manière précise et notamment pour les fluides dont la concentration en espèces ioniques ou le numéro atomique ne permet pas l’utilisation de radiographies à rayons X. Le procédé permet le suivi des espèces ioniques en temps réel dans le milieu poreux. L’utilisation d'au moins trois mesures électriques permet une bonne précision des valeurs et la comparaison des formes des signaux et de leur décalage temporel. L’utilisation de la simulation numérique, en testant différents paramètres tels que les volumes, la dispersivité et/ou l’adsorption par exemples, et la comparaison des résultats issus des simulations numériques (appelée calage numérique) aux mesures effectuées permet de déterminer les paramètres et ainsi les propriétés d’écoulement du fluide dans le milieu poreux. Le procédé est particulièrement intéressant pour le suivi des espèces ioniques lors des phases transitoires d’injection de fluide dans le milieu poreux. On entend par une phase transitoire, une phase sur laquelle, la mesure électrique varie de manière significative sur une courte période.The method according to the invention allows the determination of the flow properties in a precise manner and in particular for fluids whose concentration in ionic species or atomic number does not allow the use of X-ray radiographs. The method allows the monitoring of the ionic species in real time in the porous medium. The use of at least three electrical measurements allows good precision of the values and the comparison of the shapes of the signals and their time offset. The use of digital simulation, by testing different parameters such as volumes, dispersivity and / or adsorption for example, and the comparison of the results from digital simulations (called digital calibration) to the measurements carried out makes it possible to determine the parameters and thus the flow properties of the fluid in the porous medium. The method is particularly interesting for monitoring ionic species during the transient phases of fluid injection into the porous medium. By a transient phase is meant a phase over which the electrical measurement varies significantly over a short period.

Selon une variante du procédé selon l’invention, on peut, au préalable, réaliser une étape de calibration, l’étape de calibration comprenant les étapes du procédé défini précédemment où le milieu poreux est remplacé par un tube de liaison. En remplaçant le milieu poreux par un tube de liaison, cette étape de calibration permet de définir au préalable les volumes situés en amont et aval du tube de liaison (a fortiori de la cellule le cas échéant) et de leur dispersivité/adsorption. Cette étape peut être réalisée une seule fois au moment de la mise en service, ou bien à chaque lancement de test (pour vérifier l’absence de variation significative de ces paramètres), ou bien encore de manière régulière, par exemple, une étape de calibration pour dix tests avec cellule, de manière à vérifier l’absence de variation significative des paramètres sans impacter significativement le coût et/ou la durée des tests avec cellule.According to a variant of the method according to the invention, it is possible, beforehand, to carry out a calibration step, the calibration step comprising the steps of the method defined above where the porous medium is replaced by a connecting tube. By replacing the porous medium with a connecting tube, this calibration step makes it possible to define beforehand the volumes located upstream and downstream of the connecting tube (a fortiori of the cell if necessary) and their dispersivity / adsorption. This step can be carried out only once at the time of commissioning, or at each test launch (to check the absence of significant variation in these parameters), or even regularly, for example, a step of calibration for ten tests with cell, so as to check the absence of significant variation of the parameters without significantly impacting the cost and / or the duration of the tests with cell.

De manière avantageuse, les propriétés déterminées à l’étape de calibration peuvent être les volumes morts situés en amont et en aval du tube de liaison. Ces volumes morts sont positionnés respectivement entre la première mesure électrique et l’entrée du tube de liaison et entre la sortie du tube de liaison et la troisième mesure électrique, l’entrée du tube de liaison correspondant à l’entrée de la cellule et la sortie du tube de liaison à celle de la cellule lorsque la cellule remplace le tube de liaison. Cette étape de calibration est particulièrement pertinente car elle permet l’obtention de ces volumes de manière fiable et précise. Ainsi, les résultats obtenus avec la cellule peuvent être obtenus avec une plus grande précision grâce à cette étape de calibration.Advantageously, the properties determined in the calibration step can be the dead volumes located upstream and downstream of the connecting tube. These dead volumes are positioned respectively between the first electrical measurement and the inlet of the connecting tube and between the outlet of the connecting tube and the third electrical measurement, the inlet of the connecting tube corresponding to the inlet of the cell and the exit of the connecting tube to that of the cell when the cell replaces the connecting tube. This calibration step is particularly relevant because it allows these volumes to be obtained in a reliable and precise manner. Thus, the results obtained with the cell can be obtained with greater precision thanks to this calibration step.

De manière avantageuse, les propriétés d’écoulement peuvent être choisies parmi les volumes et dispersivités des différentes zones, en amont, en aval du milieu poreux et au sein du milieu poreux. En effet, la détermination des volumes et dispersivités des zones situées premièrement entre la première mesure électrique et l’entrée de la cellule (donc du milieu poreux), deuxième au sein même de la cellule (donc du milieu poreux) et troisièmement entre la sortie de la cellule et la troisième mesure électrique, permet de définir avec précision les caractéristiques propres du milieu poreux, sans l’erreur qui pourrait être inhérente à l’intégration de zones amont et aval dans le calcul des propriétés du milieu poreux, erreur qui existerait si on ne disposait pas d’au moins trois mesures électriques.Advantageously, the flow properties can be chosen from the volumes and dispersivities of the different zones, upstream, downstream of the porous medium and within the porous medium. Indeed, the determination of the volumes and dispersivities of the zones located first between the first electrical measurement and the entry of the cell (therefore of the porous medium), second within the cell itself (therefore of the porous medium) and thirdly between the exit of the cell and the third electrical measurement, makes it possible to precisely define the specific characteristics of the porous medium, without the error which could be inherent in the integration of upstream and downstream zones in the calculation of the properties of the porous medium, error which would exist if at least three electrical measurements were not available.

Selon une variante du procédé selon l’invention, on peut réaliser une radiographie à rayon X du milieu poreux simultanément aux mesures électriques. Lorsque la concentration en espèces ioniques ou le numéro atomique permet d’obtenir un contraste d'atténuation des rayons X suffisant, une radiographie à rayons X peut être réalisée. Ainsi, la fiabilité des résultats et leurs précisions sont plus grandes. Le caractère simultanée des mesures permet également une plus grande précision sur les résultats.According to a variant of the method according to the invention, an x-ray radiography of the porous medium can be carried out simultaneously with the electrical measurements. When the concentration of ionic species or the atomic number makes it possible to obtain a sufficient contrast of attenuation of the X-rays, an X-ray radiography can be carried out. Thus, the reliability of the results and their precision are greater. The simultaneous nature of the measurements also allows greater precision in the results.

Selon un mode de réalisation préféré du procédé selon l’invention, on peut déterminer les propriétés d’écoulement par comparaison des modifications de profil et/ou de décalage temporel du signal électrique obtenu par les mesures électriques, lors du régime transitoire lié à l’injection du fluide dans le milieu poreux. En effet, lors de phase transitoire de l'injection du fiuide dans le miiieu poreux, ie signal de la phase transitoire de la mesure électrique est décalé dans le temps, en fonction de l’avancement du fiuide. Le retard ainsi observé sur les deuxième et troisième mesures électriques par rapport à la première mesure électrique donnent des indications sur les volumes des différentes zones, également dépendant du débit d’injection.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the flow properties can be determined by comparison of the changes in profile and / or time shift of the electrical signal obtained by the electrical measurements, during the transient regime linked to the injection of the fluid into the porous medium. Indeed, during the transient phase of the injection of the fluid in the porous medium, the signal of the transient phase of the electrical measurement is shifted in time, as a function of the advancement of the fluid. The delay thus observed on the second and third electrical measurements compared to the first electrical measurement gives indications on the volumes of the different zones, also dependent on the injection rate.

Par ailleurs, ie signal de la mesure électrique se déforme au fur et à mesure de l’avancement du fluide depuis son injection jusqu’à sa sortie. La déformation de ce signal donne des informations sur la dispersivité et/ou l’adsorption des différentes zones. Par exemple, pour un signal d’entrée commandé tel qu’un Dirac, la déformation du signal peut être par exemple, l’évolution de la pente : pente verticale pour le Dirac parfait et pente présentant un angle non nul avec la vertical pour ie signai déformé, l’angle augmentant lorsqu’on s’éloigne du point d’injection.Furthermore, the signal of the electrical measurement deforms as the fluid advances from its injection to its exit. The distortion of this signal gives information on the dispersivity and / or the adsorption of the different zones. For example, for a controlled input signal such as a Dirac, the deformation of the signal can be for example, the evolution of the slope: vertical slope for the perfect Dirac and slope having a non-zero angle with the vertical for ie distorted signal, the angle increasing as we move away from the injection point.

La comparaison des deuxième et troisième mesures électriques aux simulations numériques obtenues avec comme donnée d’entrée la première mesure éiectrique, permet de définir les dispersivités/adsorptions, avec une bonne précision et une bonne fiabilité, en comparant les formes des signaux obtenus par simulation et par mesure.The comparison of the second and third electrical measurements to the digital simulations obtained with the first electrical measurement as input, makes it possible to define the dispersivities / adsorptions, with good precision and good reliability, by comparing the shapes of the signals obtained by simulation and by measure.

ExemplesExamples

La détermination de volume du miiieu poreux et de sa dispersivité est montrée dans l'exemple suivant selon l’invention. Cette détermination est réalisée en deux étapes :The determination of the volume of the porous medium and of its dispersivity is shown in the following example according to the invention. This determination is carried out in two stages:

- première étape : calibration du montage- first step: calibration of the assembly

- deuxième étape : détermination des propriétés d’un miiieu poreux- second step: determination of the properties of a porous medium

Première étape : calibration du montageFirst step: calibration of the assembly

Dans cette étape, le milieu poreux est remplacé par un tube de liaison permettant de raccorder directement les zones amont et aval du système de la [Fig 1j. Cette étape a pour but de déterminer les propriétés (volumes et dispersivités) des deux volumes morts situés en amont et en aval du tube de liaison (et donc de la cellule lorsque celle-ci remplace le tube de liaison), les deux volumes morts étant d’une part le volume situé entre le premier moyen de mesure électrique 5 et l’entrée de la cellule 4 (entrée correspondant à l’entrée du tube de liaison qui la remplace), qu'on appelle V1 et d’autre part le volume situé entre la sortie de la cellule 4 (correspondant à la sortie du tube de liaison qui la remplace) et le troisième moyen de mesure électrique 6, qu’on appelle V3.In this step, the porous medium is replaced by a connecting tube allowing direct connection of the upstream and downstream areas of the system of [Fig 1j. The purpose of this step is to determine the properties (volumes and dispersivities) of the two dead volumes located upstream and downstream of the connecting tube (and therefore of the cell when the latter replaces the connecting tube), the two dead volumes being on the one hand the volume located between the first electrical measurement means 5 and the inlet of the cell 4 (inlet corresponding to the inlet of the connecting tube which replaces it), which is called V1 and on the other hand the volume located between the output of cell 4 (corresponding to the output of the connecting tube which replaces it) and the third electrical measurement means 6, which is called V3.

L’étude du transport des espèces ioniques dans ce montage permet donc de caractériser leurs volumes respectifs V1 et V3, ainsi que leurs dispersivités respectives, qu’on appelle D1 et D3.The study of the transport of ionic species in this assembly therefore makes it possible to characterize their respective volumes V1 and V3, as well as their respective dispersivities, which are called D1 and D3.

L’étude du transport des espèces ioniques est réalisée en injectant successivement deux saumures ayant des salinités différentes, par exemple 40g/L et 20g/L de NaCI, à 0.1cm3/min (soit 1.67 109 m3/s). La différence de salinité entraîne une variation de la conductivité électrique. Cette variation est transportée dans les différents volumes du montage depuis le moyen de mélange 15 des fluides, et mesurée par les trois moyens de mesures électriques 5, 6 et 7. La figure [Fig 2] illustre les trois mesures électriques réalisées lors de l’étape de calibration, pendant la phase transitoire d’injection des saumures. Les mesures M1, M2 et M3 sont les mesures électriques ME, mesurées au cours du temps T (en minutes), respectivement au niveau du premier moyen de mesure électrique (référence 5 de [Fig 1]), du deuxième moyen de mesure électrique (référence 7 de [Fig 1]) et du troisième moyen de mesure électrique (référence 6 de [Fig 1]). La première mesure électrique issue du premier moyen de mesure électrique (référence 5 de [Fig 1]) est utilisée comme condition initiale (c’est-à-dire comme donnée d’entrée) de la simulation numérique. Ainsi, c’est exactement cette forme de variation de la conductivité électrique dont le transport est simulé dans la simulation numérique. La deuxième mesure électrique, issue du deuxième moyen de mesure électrique (référence 7 de [Fig 1]) sert à caler les propriétés V1 et D1 du volume situé en amont du tube de liaison alors que la troisième mesure électrique issue du troisième moyen de mesure électrique (référence 6 de [Fig 1 ]) sert à caler les propriétés V3 et D3 du volume en aval du tube de liaison.The study of the transport of ionic species is carried out by successively injecting two brines having different salinities, for example 40g / L and 20g / L of NaCl, at 0.1 cm 3 / min (or 1.67 10 9 m 3 / s). The difference in salinity causes a variation in the electrical conductivity. This variation is transported in the different volumes of the assembly from the means 15 for mixing the fluids, and measured by the three electrical measurement means 5, 6 and 7. The figure [Fig 2] illustrates the three electrical measurements carried out during the calibration step, during the transitional brine injection phase. The measurements M1, M2 and M3 are the electrical measurements ME, measured over time T (in minutes), respectively at the level of the first electrical measurement means (reference 5 of [Fig 1]), of the second electrical measurement means ( reference 7 of [Fig 1]) and the third electrical measurement means (reference 6 of [Fig 1]). The first electrical measurement from the first electrical measurement means (reference 5 of [Fig 1]) is used as the initial condition (that is to say as input data) of the digital simulation. Thus, it is exactly this form of variation of the electrical conductivity whose transport is simulated in the numerical simulation. The second electrical measurement, from the second electrical measurement means (reference 7 in [Fig 1]) is used to calibrate the properties V1 and D1 of the volume located upstream of the connecting tube, while the third electrical measurement from the third measurement means electric (reference 6 of [Fig 1]) is used to calibrate the properties V3 and D3 of the volume downstream of the connecting tube.

Pour cette étape de calibration, les résultats des calages de cet exemple, par comparaison entre simulation numérique et mesures électrique, sont montrés en [Fig 3a] et [Fig 3b], [Fig 3a] comparant la deuxième mesure électrique M2 et la deuxième simulation de mesure électrique S2, au niveau du moyen de mesure située en dérivation du tube de liaison, [Fig 3b] comparant la troisième mesure électrique M3 et la troisième simulation de mesure électrique S3, au niveau du moyen de mesure située en aval du tube de liaison, les [Fig 3a] et [Fig 3b] montrant l’évolution de la mesure électrique ME au cours du temps T en minutes. A l’issue de l’étape de calibration sur laquelle on trouve de bonnes corrélations entre mesures et simulations sur les figures [Fig 3a] et [Fig 3b], on trouve V1=0.085cm3, V3=0.137cm3 et D1 = D3 = 9*10A-5m2/s.For this calibration step, the calibration results of this example, by comparison between digital simulation and electrical measurements, are shown in [Fig 3a] and [Fig 3b], [Fig 3a] comparing the second electrical measurement M2 and the second simulation electrical measurement S2, at the level of the measurement means located in derivation of the connecting tube, [Fig 3b] comparing the third electrical measurement M3 and the third simulation of electrical measurement S3, at the level of the measurement means located downstream of the link, [Fig 3a] and [Fig 3b] showing the evolution of the electrical measurement ME over time T in minutes. At the end of the calibration step on which there are good correlations between measurements and simulations in the figures [Fig 3a] and [Fig 3b], we find V1 = 0.085cm 3 , V3 = 0.137cm 3 and D1 = D3 = 9 * 10 A -5m 2 / s.

La caractérisation précise et fiable (en volume et dispersivité) de ces deux éléments est permise grâce à l’invention objet de la présente demande de brevet. Sans cette invention, il n’aurait pas été possible de différencier les deux volumes.The precise and reliable characterization (in volume and dispersivity) of these two elements is permitted thanks to the invention which is the subject of this patent application. Without this invention, it would not have been possible to differentiate the two volumes.

Deuxième étape : détermination des propriétés du milieu poreuxSecond step: determination of the properties of the porous medium

Dans cette étape, on retire le tube de liaison qui était utilisé dans l’étape précédente et on le remplace par la cellule, dans laquelle on monte le milieu poreux dont on veut mesurer les propriétés de volume, qu’on appelle V2, et de dispersivité, qu’on appelle D2.In this step, we remove the connecting tube that was used in the previous step and replace it with the cell, in which we mount the porous medium whose volume properties we want to measure, called V2, and dispersivity, which is called D2.

Dans cet exemple, le milieu poreux est un échantillon de grès de Fontainebleau de forme cylindrique de diamètre D = 0.999 cm et de hauteur L = 2.104 cm. La porosité du milieu poreux, qui est inconnue, est le paramètre affectant le volume du milieu poreux.In this example, the porous medium is a sample of Fontainebleau sandstone of cylindrical shape with diameter D = 0.999 cm and height L = 2.104 cm. The porosity of the porous medium, which is unknown, is the parameter affecting the volume of the porous medium.

L’étude du transport des espèces ioniques est réalisée en injectant successivement deux saumures ayant des salinités différentes, par exemple 40g/L et 20g/L de NaCI, à 0.1cm3/min. La différence de salinité entraîne une variation de la conductivité électrique. Et on mesure cette variation par les trois moyens de mesures électriques. La mesure électrique issue du premier moyen de mesure électrique est toujours utilisée comme condition initiale (c’est-àdire comme donnée d’entrée) de ia simulation numérique. Ainsi, c’est exactement cette forme de variation de la conductivité électrique dont le transport est simulé les autres volumes du système. Les deuxième et troisième mesures électriques issues respectivement des deuxième et troisième moyens de mesure électriques 3 servent toutes les deux à caler les propriétés de volume V2 et de dispersivité D2 du milieu poreux. Le résultat du calage pour cet exemple est montré [Fig 6a] et [Fig 6b]. Ces deux figures montrent les évolutions de mesures électriques ME au cours du temps T en minutes, la [Fig 6aj comparant la deuxième mesure électrique M22 obtenue avec le milieu poreux et la deuxième simulation de mesure électrique S22 en simulant le milieu poreux, la [Fig 6b] comparant ia troisième mesure électrique M32 obtenue avec le milieu poreux et la troisième simulation de mesure électrique S32 en simulant le milieu poreux. Ces deux figures montrent une bonne corrélation entre mesure et simulation et permet la validation du calage des paramètres. Ainsi, le calage est obtenu en prenant V2 = 0.219 cm3 et D2 - 1*10Λ-7 m2/s.The study of the transport of ionic species is carried out by successively injecting two brines having different salinities, for example 40g / L and 20g / L of NaCl, at 0.1 cm 3 / min. The difference in salinity causes a variation in the electrical conductivity. And we measure this variation by the three means of electrical measurements. The electrical measurement originating from the first electrical measurement means is always used as the initial condition (that is to say as input data) of the digital simulation. Thus, it is exactly this form of variation of the electrical conductivity whose transport is simulated the other volumes of the system. The second and third electrical measurements respectively from the second and third electrical measurement means 3 both serve to calibrate the volume V2 and dispersivity D2 properties of the porous medium. The calibration result for this example is shown [Fig 6a] and [Fig 6b]. These two figures show the changes in electrical measurements ME over time T in minutes, the [Fig 6aj comparing the second electrical measurement M22 obtained with the porous medium and the second simulation of electrical measurement S22 by simulating the porous medium, the [Fig 6b] comparing the third electrical measurement M32 obtained with the porous medium and the third simulation of electrical measurement S32 by simulating the porous medium. These two figures show a good correlation between measurement and simulation and allows validation of the setting of the parameters. Thus, the calibration is obtained by taking V2 = 0.219 cm 3 and D2 - 1 * 10 Λ -7 m 2 / s.

Dans le cas où seule la mesure électrique en aval de la cellule est possible (Art antérieur), c'est-à-dire où seul le moyen de mesure électrique 6 de la [Fig 1] est disponible, la première étape de calibration permet alors d’obtenir comme seule mesure ladite troisième mesure issue du troisième moyen de mesure électrique (étant alors le seul moyen de mesure électrique). Cette mesure permet de calculer les volumes morts du montage. Ce volume mort s’interprète comme un retard du signal. Pour cet exemple, le retard mesuré est de 4.4min. La deuxième étape avec l’injection des fluides dans le milieu poreux permet d’acquérir la troisième mesure électrique M3 de la [Fig 4], courbe M3 représentant la troisième mesure électrique d’évolution de la mesure électrique ME au cours du temps T en minute. Cette mesure est corrigée du retard calculé précédemment. La courbe ainsi corrigée est la courbe M3cor de [Fig 4].In the case where only the electrical measurement downstream of the cell is possible (prior art), that is to say where only the electrical measurement means 6 of [Fig 1] is available, the first calibration step allows then obtain as a single measurement said third measurement from the third electrical measurement means (then being the only electrical measurement means). This measurement calculates the dead volumes of the assembly. This dead volume is interpreted as a signal delay. For this example, the measured delay is 4.4min. The second step with the injection of the fluids into the porous medium makes it possible to acquire the third electrical measurement M3 of [Fig 4], curve M3 representing the third electrical measurement of evolution of the electrical measurement ME over time T in minute. This measurement is corrected for the delay calculated previously. The curve thus corrected is the M3cor curve of [Fig 4].

La [Fig 5a] montre une comparaison de la simulation obtenue avec les volumes et dispersivités du milieu poreux, obtenus selon le système et le procédé selon l'invention (V2=0.219cm3 et D2 = 1*10A-7m2/s) lorsque seule la mesure électrique en aval est disponible, c’est-à-dire sans tenir compte du profil réel de la mesure électrique en entrée. Dans ce cas, le profil d’entrée est un profil Dirac théorique. On observe une mauvaise corrélation des deux courbes M3c mesurée et S3c simulée : cela indique que la seule correction du retard n’est pas suffisante pour obtenir une bonne corrélation et/ou que les informations de V2 et D2 pourraient sembler erronées si on n’utilisait que la mesure électrique en aval de la cellule.[Fig 5a] shows a comparison of the simulation obtained with the volumes and dispersivities of the porous medium, obtained according to the system and the method according to the invention (V2 = 0.219cm 3 and D2 = 1 * 10 A -7m 2 / s ) when only the downstream electrical measurement is available, i.e. without taking into account the actual profile of the input electrical measurement. In this case, the entry profile is a theoretical Dirac profile. There is a bad correlation of the two curves M3c measured and S3c simulated: this indicates that the only correction of the delay is not sufficient to obtain a good correlation and / or that the information of V2 and D2 could seem erroneous if one did not use than the electrical measurement downstream of the cell.

La [Fig 5b] montre les paramètres V2' de volume du milieu poreux et K2’ de dispersivité du milieu poreux qu’il aurait fallu prendre pour caler un modèle aux seules données de mesure électrique en aval de la cellule. Bien qu’il soit mathématiquement possible de trouver un couple de valeur V2’ et K2’ permettant de caler le modèle, les valeurs prises (notamment pour K2’) ne sont pas réalistes. En effet, l’exemple montre que la méthode de l’art antérieur, basée sur une seule mesure électrique en aval de la cellule, aurait entraîné une surestimation de 10% du volume du milieu poreux, et de 350% sur la dispersivité du milieu poreux. L’erreur sur la dispersivité est telle que l’homme du métier n’aurait pas pu retenir cette donnée comme réaliste.[Fig 5b] shows the parameters V2 'for the volume of the porous medium and K2' for the dispersivity of the porous medium that should have been taken to calibrate a model with only electrical measurement data downstream of the cell. Although it is mathematically possible to find a pair of values V2 ’and K2’ that allow the model to be calibrated, the values taken (especially for K2 ’) are not realistic. Indeed, the example shows that the method of the prior art, based on a single electrical measurement downstream of the cell, would have resulted in an overestimation of 10% of the volume of the porous medium, and of 350% on the dispersivity of the medium porous. The error on the dispersivity is such that a person skilled in the art could not have considered this data as realistic.

Cet exemple illustre bien l’approximation qui est faite sur la forme du signal d'entrée lorsque le montage n’est équipé que d’un seul moyen de mesure en sortie de la cellule d’injection, l’approximation entraînant des résultats erronés. Au contraire, le système et le procédé selon l’invention permettent des résultats plus fiables et précis, notamment pour l’estimation du volume du milieu poreux et de sa dispersivité.This example illustrates well the approximation which is made on the form of the input signal when the assembly is equipped with only one measurement means at the output of the injection cell, the approximation causing erroneous results. On the contrary, the system and the method according to the invention allow more reliable and precise results, in particular for estimating the volume of the porous medium and its dispersivity.

Claims (18)

RevendicationsClaims I. 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 (4) contenant ledit milieu poreux, des moyens d’injection (1) de fluide dans ladite cellule (4), des moyens de mesure électrique (5, 6, 7) et un moyen d’analyse caractérisant ladite propriété d’écoulement, caractérisé en ce que le système de mesure comprend au moins trois moyens de mesure électrique (5, 6, 7), au moins un premier moyen de mesure électrique (5) étant positionné entre ledit moyen d’injection et l’entrée de ladite cellule, au moins un deuxième moyen de mesure électrique (7) étant positionné en dérivation de ladite cellule, et au moins un troisième moyen de mesure électrique (6) étant positionné sensiblement à iadite sortie de ladite cellule.I. System for measuring at least one property of flow of at least one fluid within a porous medium, said measurement system comprising at least one cell (4) containing said porous medium, injection means (1) of fluid in said cell (4), electrical measurement means (5, 6, 7) and an analysis means characterizing said flow property, characterized in that the measurement system comprises at least three means of electrical measurement (5, 6, 7), at least one first electrical measurement means (5) being positioned between said injection means and the inlet of said cell, at least one second electrical measurement means (7) being positioned as a bypass of said cell, and at least one third electrical measurement means (6) being positioned substantially at said exit from said cell. 2.Système de mesure selon la revendication 1, pour lequel lesdits moyens d’injection (1) comprennent une pluralité de fluides à injecter dans ladite cellule (4), de manière simultanée ou séquentielle.2. Measuring system according to claim 1, for which said injection means (1) comprise a plurality of fluids to be injected into said cell (4), simultaneously or sequentially. 3. Système de mesure selon la revendication 2, pour lequel les fluides de ladite pluralité de fluide ont des conductivités électriques différentes.3. Measuring system according to claim 2, for which the fluids of said plurality of fluids have different electrical conductivities. 4. Système de mesure selon la revendication 3, pour lequel les fluides de ladite pluralité de fluides ont des concentrations en espèces ioniques différentes.4. Measuring system according to claim 3, in which the fluids of said plurality of fluids have concentrations of different ionic species. 5. Système de mesure selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit système de mesure comporte des moyens de contrôle desdits moyens d’injection (1).5. Measuring system according to one of the preceding claims, wherein said measuring system includes means for controlling said injection means (1). 6. Système de mesure selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite cellule (4) a une forme sensiblement cylindrique.6. Measuring system according to one of the preceding claims, wherein said cell (4) has a substantially cylindrical shape. 7. Système de mesure selon la revendication 6, dans lequel le diamètre de ladite cellule (4) est sensiblement compris entre 2 mm et 20 mm, de préférence entre 5 mm et 10 mm.7. Measuring system according to claim 6, in which the diameter of said cell (4) is substantially between 2 mm and 20 mm, preferably between 5 mm and 10 mm. 8. Système de mesure selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la hauteur de ladite cellule (4) est sensiblement compris entre 2 mm et 5 cm, de préférence entre 5 mm et 2 cm.8. Measuring system according to claim 6 or 7, wherein the height of said cell (4) is substantially between 2 mm and 5 cm, preferably between 5 mm and 2 cm. 9. Système de mesure selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit fluide est choisi parmi une phase aqueuse et une phase huile.9. Measuring system according to one of the preceding claims, in which said fluid is chosen from an aqueous phase and an oil phase. 10. Système de mesure selon la revendication 10, dans lequel au moins une phase aqueuse comporte au moins un additif, de préférence un tensioactif.10. Measuring system according to claim 10, in which at least one aqueous phase comprises at least one additive, preferably a surfactant. II. Système de mesure selon l’une des revendications précédentes, pour lequel lesdites mesures électriques sont acquises simultanément et collectées dans un logiciel d’acquisition.II. Measurement system according to one of the preceding claims, for which said electrical measurements are acquired simultaneously and collected in acquisition software. 12. Système de mesure selon l’une des revendications précédents comprenant au moins un moyen de radiographie à rayons X comprenant une source et un détecteur, ledit milieu poreux étant positionné entre ladite source et ledit détecteur, ladite source, ledit milieu poreux et ledit détecteur étant sensiblement alignés, ledit moyen d’analyse caractérisant ladite propriété d’écoulement dudit fluide au sein du milieu poreux par des radiographies obtenues par ledit moyen de radiographies à rayons X;12. Measuring system according to one of the preceding claims comprising at least one X-ray radiography means comprising a source and a detector, said porous medium being positioned between said source and said detector, said source, said porous medium and said detector being substantially aligned, said analysis means characterizing said flow property of said fluid within the porous medium by radiographs obtained by said X-ray radiography means; 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 :13. Method for measuring at least one flow property of at least one fluid within a porous medium, in which the following steps are carried out using the measurement system according to one of the preceding claims : a) On injecte ledit au moins un fluide dans ledit milieu poreux ;a) said at least one fluid is injected into said porous medium; b) On réalise simultanément au moins trois mesures électriques, au moins une première mesure électrique (M1) étant située en amont dudit milieu poreux, au moins une deuxième mesure électrique (M2) étant située en aval dudit milieu poreux et au moins une troisième mesure électrique (M3) était située en dérivation du milieu poreux ;b) At least three electrical measurements are carried out simultaneously, at least one first electrical measurement (M1) being located upstream of said porous medium, at least one second electrical measurement (M2) being located downstream of said porous medium and at least one third measurement electric (M3) was located bypassing the porous medium; c) On simule numériquement l’injection dudit au moins un fluide dans ledit milieu poreux en utilisant les données d’entrée de ladite première mesure électrique (M1) et on détermine les simulations desdites au moins deuxième et troisième mesures électriques (S2, S3) ;c) The injection of said at least one fluid into said porous medium is simulated numerically using the input data of said first electrical measurement (M1) and the simulations of said at least second and third electrical measurements are determined (S2, S3). ; d) Par comparaison desdites deuxième et troisième mesures électriques réalisées (M1, M2, M3) et desdites simulations numériques desdites deuxième et troisième mesures électriques (S2, S3) et calage des paramètres, on détermine des propriétés d’écoulement dudit au moins un fluide dans ledit milieu poreux.d) By comparison of said second and third electrical measurements carried out (M1, M2, M3) and of said digital simulations of said second and third electrical measurements (S2, S3) and setting of the parameters, flow properties of said at least one fluid are determined in said porous medium. 14. Procédé selon la revendication 13, pour lequel, au préalable, on réalise une étape de calibration, ladite étape de calibration comprenant les étapes du procédé selon la revendication 13 où ledit milieu poreux est remplacé par un tube de liaison.14. The method of claim 13, for which, beforehand, a calibration step is carried out, said calibration step comprising the steps of the method according to claim 13 wherein said porous medium is replaced by a connecting tube. 15. Procédé selon la revendication 14, pour lequel les propriétés déterminées à l’étape de calibration sont les volumes morts, situés en amont et en aval du tube de liaison.15. The method of claim 14, for which the properties determined in the calibration step are the dead volumes, located upstream and downstream of the connecting tube. 16. Procédé selon l’une des revendications 13 à 15, dans lequel lesdites propriétés d’écoulement sont choisies parmi les volumes et dispersivités des différentes zones, en amont dudit milieu poreux, en aval dudit milieu poreux et au sein du milieu poreux.16. Method according to one of claims 13 to 15, wherein said flow properties are chosen from the volumes and dispersivities of the different zones, upstream of said porous medium, downstream of said porous medium and within the porous medium. 17. Procédé selon la revendication 16, pour lequel on pilote l’injection du fluide dans le milieu poreux, en temps réel, pendant les mesures.17. The method of claim 16, for which the injection of the fluid into the porous medium is controlled, in real time, during the measurements. 18. Procédé selon l’une des revendications 13 à 17, pour lequel on réalise une radiographie à rayon X du milieu poreux simultanément aux mesures électriques.18. Method according to one of claims 13 to 17, for which an x-ray radiography of the porous medium is carried out simultaneously with the electrical measurements. 19. Procédé selon l’une des revendications 13 à 18, pour lequel on détermine lesdites propriétés d’écoulement par comparaison des modifications de profil et/ou de décalage temporel du signal électrique obtenu par lesdites mesures électriques, lors du régime transitoire lié à l’injection dudit fluide dans le milieu poreux.19. Method according to one of claims 13 to 18, for which said flow properties are determined by comparison of the changes in profile and / or time offset of the electrical signal obtained by said electrical measurements, during the transient regime linked to the injection of said fluid into the porous medium.
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