10/9/2013
La Diagraphie
Diagraphie
I.A.Djibrilla
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Caractéristiques pétrophysiques des roches sédimentaires réservoirs. • Les deux propriétés principales requises d’une roche réservoir sont la porosité et la perméabilité. • La porosité est le rapport entre le volume des vides existants dans une roche et le volume total de la roche.
pore
grain
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Types de porosité •
Types de Porosité
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Grains et classement • Classement: Séparation des grains selon la mesure et/ou la densité. Plus le classement est haut et plus la maturité du sédiment est haute.
Matrice: Le matériel le plus fin entre les
grains.
Pour des cas de classement et/ou des tailles de grains différentes on peut avoir la même porosité. 4
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La Porosité •
La porosité totale Øt ou absolue est le rapport entre le volume des vides et le volume total de la roche C'est un nombre sans unité exprimé en % :
On distingue la porosité primaire et la porosité secondaire. La porosité primaire, formée pendant le dépôt du sédiment, est de type intergrannulaire. Son importance dépend du degré de classement des grains et de leur forme. Elle ne dépend pas de leur taille. La porosité secondaire englobe la porosité vacuolaire acquise par dissolution dans les roches d'origine chimique ou biochimique, la porosité de fracture et la porosité due à l'altération. La porosité efficace ou effective Øe Les pores, pour permettre le passage d'un fluide, doivent êtres connectés. On définit alors:
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Autres types de porosité.
• la porosité par fracture: Espacement des pores créé par la fissuration de la roche.
• La porosité par canalisation: Semblable à la porosité par fracture mais un peu plus large.
• Porosité par cavité: Crée par la dissolution des sédiments , mais non connectée. 6
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La loi d’Archie ARCHIE a établi une relation expérimentale pour une roche saturée liant la résistivité celle-ci à la porosité et à la résistivité de l’eau d’imbibition.
Avec : ρw = résistivité de l’eau d’imbibition ; Ø = porosité ; a = facteur qui dépend de la lithologie et qui varie entre 0.6 et 2 (a < 1 pour les roches à porosité intergrannulaire et a > 1 pour les roches à porosité de fracture) ; m = facteur de cimentation (Il dépend de la forme des pores, de la compaction et varie entre 1,3 pour les sables non consolidés à 2,2 pour les calcaires cimentés). Pour simplifier la formule on regroupe sous le terme de facteur de formation :
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La saturation en eau Sw, à savoir :
La Saturation
La température La résistivité d'un électrolyte dépend aussi de la température. Une augmentation de température diminue la viscosité, la mobilité des ions devient plus grande et la dissociation augmente, ce qui a pour effet de diminuer la résistivité ou inversement d'augmenter la conductibilité.
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La Saturation Du fait que la loi d’Archie soit établie pour des roches saturées en eau, il faut maintenant tenir compte et intégrer d’un nouveau paramètre: la saturation. La loi d’Archie devient alors:
Donc la saturation en eau
Sw de la roche s’ecrit :
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La perméabilité • La loi de Darcy.
K : Perméabilité. Q: débit en centimètre par seconde μ: viscosité en centipoise A: surface en centimètre carre L: la longueur de la section de la roche P1 et P2: pressions en bars. 10
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Anisotropie de perméabilité Lorsque les propriétés physiques varient spatialement cela peut induire une différence de perméabilité selon les directions .On distingue dans ce cas une perméabilité horizontale d’une perméabilité verticale.
Pauvre 1-10 mD Faible 10-100 mD Bon 100-1000 mD Excellent >1000 mD
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Architecture d’un puits pétrolier.
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Géométrie du réservoir • L’ingénieur du réservoir doit connaitre et maitriser en outre de l’épaisseur les extensions et la forme du réservoir. Les données issues de plusieurs puits peuvent aider a bien cerner les limites du réservoir de même par la disponibilité des données sismiques.
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Surface de drainage et Reserve en place. • Les données de puits peuvent servir a calculer les réserves en place; Cependant comme indiques précédemment l’ingénieur du réservoir doit avoir une parfaite connaissance du surface de drainage. • L’équation de calcul de réserve en place généralement utilisée est : • • • • • • •
BOIP=7758×h×A×Ø× Sh BOIP: Nombre de Barils en place 7758: pour la conversion (passage de m3 au baril) h :Epaisseur du réservoir A :Surface de drainage Ø :Porosité éffective Sh : Saturation en huile 14
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Diagraphie • Définition :
On désigne par diagraphie (du grec dia, « à travers », et graphein, « dessiner ») ou, plus couramment, par le terme américain log (qui signifie bûche, rouleau...) tout enregistrement continu des variations, en fonction de la profondeur, d'une caractéristique donnée des formations traversées par un sondage.
Suivant ces caractéristiques et le moment où les mesures sont enregistrées, on parlera de diagraphies de boue, de diagraphies (ou mesures) en cours de forage ou de diagraphies différées, 15
Historique Historique
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La Diagraphie • Les diagraphies permettent de déterminer in situ les paramètres qui conditionnent le rendement potentiel d'un réservoir, qu'il soit aquifère ou pétrolier, sont principalement : • • Son volume ; • • Sa porosité ; • • Son taux de saturation ; • • Sa perméabilité ; • • Les différents fluides qu'il renferme (huile, gaz, eau). 18
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La Diagraphie Les diagraphies sont classées en trois catégories: Diagraphie en trou ouvert ou ( Open Hole) Diagraphie en trou tubé ou (Cased Hole) Diagraphie de Production
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La Diagraphie Open Hole Logging: • Les diagraphies en open hole sont les mesures faites avant que le puits ne soit tubé. Les types de diagraphies possibles dans ce cas sont: Les diagraphies électriques Les diagraphies soniques La diagraphie de diamétrie La diagraphie de pendagemétrie Les diagraphies radioactives( Gamma ray ,neutron et densité)
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La Diagraphie Open Hole Logging: • Les diagraphies électriques mesurent les propriétés électriques des roches de formation selon leur contenu en fluide. • Les diagraphies soniques mesurent les propriétés élastiques de la formation. • Le Caliper mesure la variation du diamètre du puits. • La diagraphie de pendagemétrie mesure le pendage de la formation. • Les diagraphies radioactives mesurent le taux d’absorption radioactive ou le degré radioactive de la formation.
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La Diagraphie Cased Hole Logging ou en puits tubé: • Les mesures mesures de Diagraphie faite après cimentation du puits sont groupées en diagraphie de trou tubé dont on peut regrouper en : Le Gamma Ray Diagraphie du Neutron Diagraphie de Température Le CBL (Cement Bond Log) du control de la cimentation A noter le Gamma Ray, la diagraphie du neutron et de Température peuvent aussi être acquises en trou ouvert. 22
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La Diagraphie Diagraphie de Production: • Les mesurent de diagraphie faites pour booster la production ou de réparation de puits sont classées en diagraphie de production; Parmi lesquelles ont retrouve: Mesure du flux Mesure de pression, de température, de densité ect…
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Mise en œuvre. •
L'ensemble des équipements utilisés pour l'enregistrement des diagraphies comprend :
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Un treuil : volumineux et puissant, sur le tambour duquel sont enroulés plusieurs milliers de mètres de câble. Le câble est un organe essentiel dont le
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rôle est à la fois mécanique et électrique •
•
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Les circuits de contrôle et de commande :des appareils de mesure, ainsi que les équipements de traitement de l'information. Ils sont réunis dans des "panels " que l'on met en place dans des supports adaptés en fonction des outils utilisés. Les outils: Ce sont les appareils que l'on descend dans le trou de forage, à l'extrémité du câble. Cela peut aller de la simple électrode aux outils à plusieurs patins et aux outils de diagraphies de production en prospection pétrolière. Un système d'enregistrement: l'avancement du film ou du papier était synchrone du déroulement du câble et l'enregistrement se faisait en fonction de la profondeur. Dorénavant un enregistreur digital est utilisé.
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La Diagraphie différée vs Instantanée
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Equipements de Terrain L’unité de diagraphie : Le camion d’enregistrement
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Equipements de Terrain L’unité de diagraphie : Le camion d’enregistrement • Le Camion comporte l’essentiel des outils de mesure.
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Equipements de Terrain L’unité de diagraphie : Le camion d’enregistrement
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Equipements de Terrain Le Treuil: Treuil: volumineux et puissant, sur le tambour duquel sont enroulés plusieurs milliers de mètres de câble. Le câble est un organe essentiel dont le rôle est à la fois mécanique et électrique.
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Equipements de Terrain La sonde et les câbles Les outils: Ce sont les appareils que l'on descend dans le trou de forage, à l'extrémité du câble. Cela peut aller de la simple électrode aux outils à plusieurs patins et aux outils de diagraphies de production en prospection pétrolière.
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Equipements de Terrain La sonde et les câbles (a) Acquisition des données 2D cas des puits verticaux (b) Acquisition prenant en compte l’effet de pendage du forage.
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Equipements de Terrain La sonde et les câbles
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Circuits de Commande Les circuits de contrôle et de commande :des appareils de mesure, ainsi que les équipements de traitement de l'information. Ils sont réunis dans des "panels " que l'on met en place dans des supports adaptés en fonction des outils utilisés.
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Diagraphie •
Au voisinage du sondage, la boue de forage, dont la pression est maintenue supérieure à celle des fluides des formations (afin d'éviter des éruptions d'hydrocarbures qui pourraient s'enflammer), pénètre dans les formations perméables en déplaçant les fluides qui s'y trouvaient. Il importe donc de connaitre la résistivité de la formation au-delà de la zone contaminée par le filtrat de boue, ce qui nécessite l'utilisation de dispositifs de mesure ayant une profondeur d'investigation suffisante. Il est en outre indispensable d'obtenir des mesures qui aient une bonne définition verticale ; l'instrument doit donc être capable de donner des mesures correctes dans le cas des couches minces .
Rs
Rmc
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Rxo
Rt
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tmc - mud cake thickness Rm
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Quelles Informations espérez vous tirez des données des diagraphies?
Quels outils voudriez vous utiliser pour atteindre vos objectifs? Vol. des Hyd.
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