MODELISATION DES ECOULEMENTS EN MILIEU POREUX HETEROGENES-CALCUL DES PERMEABILITES EQUIVALENTES PDF Download
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Author: Philippe Renard
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Languages : fr
Pages : 246
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Book Description
CE TRAVAIL PROPOSE DES METHODES DE CALCUL DE LA PERMEABILITE EQUIVALENTE EN SUPPOSANT CONNUES LES PERMEABILITES LOCALES. EN EFFET, LES ECHELLES AUXQUELLES SONT EFFECTUEES LES MESURES DE PERMEABILITE ET LES ECHELLES AUXQUELLES SONT REALISES LES MODELES GEOLOGIQUES (PAR EXEMPLE GEOSTATISTIQUES) NE SONT PAS COMPATIBLES AVEC LA TAILLE DES MAILLES DES MODELES NUMERIQUES D'ECOULEMENT. POUR MODELISER LES ECOULEMENTS EN MILIEUX POREUX HETEROGENES, IL EST DONC NECESSAIRE DE CALCULER LES PERMEABILITES EQUIVALENTES. LE PREMIER RESULTAT ORIGINAL EST UNE METHODE RAPIDE, LA RENORMALISATION SIMPLIFIEE, QUI PERMET D'OBTENIR UN DEGRE DE PRECISION EQUIVALENT A CELUI DE LA MEILLEURE TECHNIQUE RAPIDE TESTEE, MAIS AVEC UN GAIN DE TEMPS D'UN FACTEUR QUATRE. LE SECOND RESULTAT ORIGINAL EST UNE METHODE PERMETTANT LE CALCUL DU TENSEUR COMPLET DE PERMEABILITE. CETTE METHODE PRESENTE L'AVANTAGE DE POUVOIR S'ETENDRE A L'AVENIR POUR LA MESURE DU TENSEUR DE PERMEABILITE AU LABORATOIRE, CE QUI AVEC LES TECHNIQUES EXISTANTES N'ETAIT PAS REALISABLE AISEMENT. DE PLUS, LE TRAVAIL PRESENTE UNE SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE DES TECHNIQUES DE CALCUL DE LA PERMEABILITE EQUIVALENTE ET LA COMPARAISON DE PLUSIEURS DE CES TECHNIQUES A L'AIDE D'EXPERIENCES NUMERIQUES D'ECOULEMENTS MONOPHASIQUES PUIS DIPHASIQUES SUR DES MILIEUX HETEROGENES REELS OU SYNTHETIQUES. LE PROBLEME DU BIAIS DES MODELES NUMERIQUES EST EGALEMENT ABORDE.
Author: Philippe Renard
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Pages : 246
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CE TRAVAIL PROPOSE DES METHODES DE CALCUL DE LA PERMEABILITE EQUIVALENTE EN SUPPOSANT CONNUES LES PERMEABILITES LOCALES. EN EFFET, LES ECHELLES AUXQUELLES SONT EFFECTUEES LES MESURES DE PERMEABILITE ET LES ECHELLES AUXQUELLES SONT REALISES LES MODELES GEOLOGIQUES (PAR EXEMPLE GEOSTATISTIQUES) NE SONT PAS COMPATIBLES AVEC LA TAILLE DES MAILLES DES MODELES NUMERIQUES D'ECOULEMENT. POUR MODELISER LES ECOULEMENTS EN MILIEUX POREUX HETEROGENES, IL EST DONC NECESSAIRE DE CALCULER LES PERMEABILITES EQUIVALENTES. LE PREMIER RESULTAT ORIGINAL EST UNE METHODE RAPIDE, LA RENORMALISATION SIMPLIFIEE, QUI PERMET D'OBTENIR UN DEGRE DE PRECISION EQUIVALENT A CELUI DE LA MEILLEURE TECHNIQUE RAPIDE TESTEE, MAIS AVEC UN GAIN DE TEMPS D'UN FACTEUR QUATRE. LE SECOND RESULTAT ORIGINAL EST UNE METHODE PERMETTANT LE CALCUL DU TENSEUR COMPLET DE PERMEABILITE. CETTE METHODE PRESENTE L'AVANTAGE DE POUVOIR S'ETENDRE A L'AVENIR POUR LA MESURE DU TENSEUR DE PERMEABILITE AU LABORATOIRE, CE QUI AVEC LES TECHNIQUES EXISTANTES N'ETAIT PAS REALISABLE AISEMENT. DE PLUS, LE TRAVAIL PRESENTE UNE SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE DES TECHNIQUES DE CALCUL DE LA PERMEABILITE EQUIVALENTE ET LA COMPARAISON DE PLUSIEURS DE CES TECHNIQUES A L'AIDE D'EXPERIENCES NUMERIQUES D'ECOULEMENTS MONOPHASIQUES PUIS DIPHASIQUES SUR DES MILIEUX HETEROGENES REELS OU SYNTHETIQUES. LE PROBLEME DU BIAIS DES MODELES NUMERIQUES EST EGALEMENT ABORDE.
Author: Philippe Renard
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ISBN: 9782900788332
Category : Groundwater flow
Languages : fr
Pages : 246
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CE TRAVAIL PROPOSE DES METHODES DE CALCUL DE LA PERMEABILITE EQUIVALENTE EN SUPPOSANT CONNUES LES PERMEABILITES LOCALES. EN EFFET, LES ECHELLES AUXQUELLES SONT EFFECTUEES LES MESURES DE PERMEABILITE ET LES ECHELLES AUXQUELLES SONT REALISES LES MODELES GEOLOGIQUES (PAR EXEMPLE GEOSTATISTIQUES) NE SONT PAS COMPATIBLES AVEC LA TAILLE DES MAILLES DES MODELES NUMERIQUES D'ECOULEMENT. POUR MODELISER LES ECOULEMENTS EN MILIEUX POREUX HETEROGENES, IL EST DONC NECESSAIRE DE CALCULER LES PERMEABILITES EQUIVALENTES. LE PREMIER RESULTAT ORIGINAL EST UNE METHODE RAPIDE, LA RENORMALISATION SIMPLIFIEE, QUI PERMET D'OBTENIR UN DEGRE DE PRECISION EQUIVALENT A CELUI DE LA MEILLEURE TECHNIQUE RAPIDE TESTEE, MAIS AVEC UN GAIN DE TEMPS D'UN FACTEUR QUATRE. LE SECOND RESULTAT ORIGINAL EST UNE METHODE PERMETTANT LE CALCUL DU TENSEUR COMPLET DE PERMEABILITE. CETTE METHODE PRESENTE L'AVANTAGE DE POUVOIR S'ETENDRE A L'AVENIR POUR LA MESURE DU TENSEUR DE PERMEABILITE AU LABORATOIRE, CE QUI AVEC LES TECHNIQUES EXISTANTES N'ETAIT PAS REALISABLE AISEMENT. DE PLUS, LE TRAVAIL PRESENTE UNE SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE DES TECHNIQUES DE CALCUL DE LA PERMEABILITE EQUIVALENTE ET LA COMPARAISON DE PLUSIEURS DE CES TECHNIQUES A L'AIDE D'EXPERIENCES NUMERIQUES D'ECOULEMENTS MONOPHASIQUES PUIS DIPHASIQUES SUR DES MILIEUX HETEROGENES REELS OU SYNTHETIQUES. LE PROBLEME DU BIAIS DES MODELES NUMERIQUES EST EGALEMENT ABORDE.
Author: Régis Kruel Romeu
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Languages : fr
Pages : 264
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CETTE THESE TRAITE DU PROBLEME DES ECOULEMENTS MONOPHASIQUES EN MILIEUX POREUX HETEROGENES, DU POINT DE VUE DU CALCUL D'UNE PERMEABILITE EQUIVALENTE. LE CONTEXTE GENERAL EST CELUI DE LA CARACTERISATION DES GISEMENTS PETROLIERS. LA PREMIERE PARTIE REGIME PERMANENT COMMENCE PAR UNE REVUE DES DIFFERENTES METHODES DE CALCUL DE LA PERMEABILITE EQUIVALENTE. A PARTIR DU CONSTAT D'UN CERTAIN BIAIS DANS LES RESULTATS, ON PROCEDE A UNE INVESTIGATION ANALYTIQUE ET NUMERIQUE DU CALCUL NUMERIQUE (DIFFERENCES FINIES) DE LA PERMEABILITE EQUIVALENTE. DEUX EFFETS SONT MIS EN EVIDENCE: LE RAFFINEMENT DU MAILLAGE NUMERIQUE ET, SURTOUT, LA REGLE DE CALCUL DES TRANSMISSIVITES INTERMAILLES (MOYENNE HARMONIQUE, ETC). GRACE A CE TRAVAIL FONDAMENTAL, ON EXPLIQUE QUANTITATIVEMENT QUELQUES RESULTATS CONTRADICTOIRES TROUVES DANS LA LITTERATURE, ET ON INDIQUE COMMENT REDUIRE LES ERREURS NUMERIQUES DANS DIVERSES SITUATIONS. ON PROFITE DES DEVELOPPEMENTS ANALYTIQUES POUR PROPOSER, DANS UN AUTRE CONTEXTE, L'AMELIORATION DE CERTAINS ESTIMATEURS RAPIDES, APPROCHES, DE LA PERMEABILITE EQUIVALENTE. LE DOMAINE DE VALIDITE DE CES ESTIMATEURS EST ETENDU AUX SITUATIONS ANISOTROPES, EN LES ADAPTANT DE FAIT AUX APPLICATIONS PRATIQUES. DANS LA DEUXIEME PARTIE REGIME TRANSITOIRE ON S'INTERESSE A LA PERMEABILITE APPARENTE DES ESSAIS DE PUITS EN MILIEUX HETEROGENES. LES CALCULS SONT MENES PAR LA METHODE DES PERTURBATIONS. AU PREMIER ORDRE, LA PRESSION AU PUITS S'OBTIENT A PARTIR D'UNE INTEGRALE OU LES VARIATIONS DE PERMEABILITES SONT PONDEREES PAR UNE FONCTION QUI DEPEND DE LA GEOMETRIE DE L'ECOULEMENT. ON PROPOSE UNE METHODE SIMPLE ET GENERALE POUR CALCULER CES FONCTIONS DE PONDERATION, DANS LE DOMAINE DE LAPLACE. ENSUITE, POUR UN MILIEU STOCHASTIQUE STATIONNAIRE DE GEOMETRIE 1D CARTESIENNE, ON POUSSE LES CALCULS AU DEUXIEME ORDRE. ON CALCULE ALORS EXPLICITEMENT L'EVOLUTION TEMPORELLE DE LA MOYENNE (ESPERANCE) ET DE LA VARIANCE DE LA PERMEABILITE APPARENTE COMME FONCTION DU VARIOGRAMME SPATIAL DES PERMEABILITES. CELA PERMET DE COMPRENDRE, PAR EXEMPLE, COMMENT L'ESPERANCE DE LA PERMEABILITE APPARENTE DIMINUE DANS LE TEMPS, EN PASSANT DE LA MOYENNE ARITHMETIQUE A LA MOYENNE HARMONIQUE DES PERMEABILITES LOCALES
Author: Ahmad Al Bitar
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Languages : fr
Pages : 150
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Dans ce travail, on considère la modélisation des écoulements dans des hydro-systèmes comprenant des sols et des aquifères géologiquement complexes et hétérogènes. On considèrera par exemple le cas d'un aquifère côtier soumis à l'intrusion saline, avec couplage densitaire (eau douce / eau salée), phénomène auquel peuvent se greffer d'autres couplages (écoulements à saturation variable, couplages surface / souterrain). On choisit une approche ayant les caractéristiques suivantes : - le modèle est spatialement distribué afin de représenter l'hétérogénéité du milieu ; - le modèle est fortement couplé afin d'appréhender les écoulements dans leur complexité physique. On utilise dans ce but un modèle fortement intégré, à une seule équation générique de type EDP, basée sur une loi de Darcy généralisée permettant de décrire différents "régimes" d'écoulements la co-existant dans un même domaine, tout en conservant robustesse et efficacité. Le travail est divisé en trois parties : dans une première partie on élabore un nouveau modèle numérique 3D, pour la modélisation des écoulements en milieux poreux à densité variable dans l’hypothèse d'une interface abrupte. Ce nouveau modèle est basé sur des relations "effectives" non linéaires de saturation et de perméabilité, dans une équation d'écoulement de type Richards modifiée. La seconde partie correspond à l'élaboration et l'implémentation d'un modèle verticalement intégré d'intrusion saline en aquifère côtier, permettant d'étudier l'effet de l'hétérogénéité stochastique de l'aquifère. Le modèle, basé sur l'hypothèse "interface abrupte", est implémenté comme un module "2D" dans le code volumes finis BigFlow2D/3D. Le nouveau module 2D est utilisé pour analyser la variabilité de l"interface eau douce / eau salée par simulations stochastiques de type Monte Carlo à échantillonnage spatial (réalisation unique). Ces résultats sont comparés à nouvelle théorie, où l"interface aléatoire auto-corrélée est analysée par transformation de variable, combinée à une méthode de perturbation et à une représentation spectrale (Fourier / Wiener-Khinchine). Dans la troisième et dernière partie, on présente un modèle de couplage fortement "intégré" pour la modélisation des écoulements de surface et souterrain en hypothèses d'écoulement plan, verticalement hydrostatique. On s'intéresse au cas d'une vallée fluviale avec cours d'eau, plaine d'inondation, et nappe d'accompagnement. L'écoulement en surface est modélisé par l'équation d'onde diffusante et l'écoulement souterrain par l'équation de Dupuit-Boussinesq. Ce modèle couplé est appliqué à la vallée fluviale de la Garonne dans la région de Toulouse - Moissac (France). Cette application a nécessité l'élaboration d'une méthode d'interpolation géostatistique adaptée à l'élaboration d'un Modèle Intégré Numérique de Terrain ("MINT"), de façon à inclure le fond de la rivière au MNT topographique en haute résolution. Enfin, au-delà de cette application particulière, le modèle d'écoulement couplé surface / souterrain est généralisé au cas d'un couplage densitaire eau douce / eau salée, lorsque la nappe est sujette à l'intrusion saline au voisinage d'une embouchure ou d'un estuaire.
Author: Minh Ngoc Vu
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Languages : fr
Pages : 0
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Cette thèse est consacrée au développement d'une méthode numérique visant à modéliser des écoulements dans des milieux poreux fissurés, ainsi qu'à déterminer leur perméabilité effective à partir des avancements théoriques récents. En parallèle, elle a été aussi l'occasion de continuer sur la voie théorique et d'obtenir de nouveaux résultats sur ce plan.Les équations générales gouvernant l'écoulement dans de tels matériaux sont rappelées, et plus particulièrement, la conservation de la masse à l'intersection entre fissures est établie explicitement [132, 139]. Des solutions générales du potentiel sont proposées sous la forme d'une équation intégrale singulière décrivant l'écoulement dans et autour des fissures entourées par une matrice infinie soumise à un champ lointain [136, 139]. Ces solutions représentent le champ de pression dans le milieu infini en fonction de l'infiltration dans les fissures qui prennent en compte complètement l'interaction et l'intersection entre fissures. En considérant le problème d'une fissure super-conductrice, des solutions analytiques de l'écoulement ont été développées et ces solutions sont utilisées comme cas de référence pour valider la solution numérique. De plus, la solution théorique de ce problème dans le cas 3D permet de comparer le modèle d'écoulement de Poiseuille dans une fissure elliptique d'épaisseur nulle et le modèle d'inclusion ellipsoïdale aplatie soumise à l'écoulement de Darcy [140]. Des outils numériques ont été développés en se basant sur la méthode des équations intégrales singulières afin de résoudre les équations générales du potentiel [132, 180]. Cela permet, d'une part, de modéliser l'écoulement stationnaire dans un domaine poreux contenant un grand nombre de fissures et, d'autre part, de proposer une solution semi-analytique de l'infiltration dans une fissure isolée dépendant de la perméabilité de la matrice, de la conductivité de la fissure et de la variable géométrique de la fissure. Cette dernière est l'élément essentiel pour déterminer de la perméabilité effective d'un milieu poreux fissuré en utilisant des schémas d'homogénéisation. Ce modèle auto-cohérent révèle un seuil de percolation qui est alors applicable pour l'estimation de la perméabilité effective d'un matériau contenant un grand nombre de fissures. L'approche par sous-structuration permet l'extension de la solution générale du potentiel, écrite pour un domaine infini, à celle d'un domaine fini [181]. Une solution analytique de l'écoulement dans et autour d'une fissure partiellement saturée est établie, fondée sur la solution analytique pour la fissure super-conductrice. Celle-ci est alors utilisée pour estimer la perméabilité effective d'un milieu poreux fissuré non-saturé [141]. Le modèle de la perméabilité effective est appliqué dans le contexte du stockage géologique du CO2 en vue d'étudier le comportement d'une zone de faille constituée par un noyau argileux et des zones fissurées. La pression d'injection provoque l'augmentation de la pression interstitielle dans le réservoir. Cette surpression engendrée dans le réservoir peut affecter la perméabilité de zones fissurées ce qui conduit à des phénomènes hydromécaniques couplés. Les résultats de simulations numériques permettent d'évaluer, d'une part, le risque de la remontée de la saumure à l'aquifère supérieur, et d'autre part, le risque de l'initiation d'une rupture sur le plan de la faille.
Author: PATRICK.. LACHASSAGNE
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Languages : fr
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L'OBJECTIF PRINCIPAL DU TRAVAIL DE RECHERCHE CONCERNE L'ETUDE, SUR MODELES MATHEMATIQUES BIDIMENSIONNELS DE SIMULATION HYDROGEOLOGIQUE, DES PROPRIETES DE TRANSMISSIVITE (OU PERMEABILITE) GLOBALE DE MILIEUX POREUX FORTEMENT NON-UNIFORMES ETUDIES A L'ECHELLE DE L'AQUIFERE. UNE PREMIERE PARTIE DE SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE SERT DE GUIDE POUR POSER LES FONDEMENTS D'UN PROTOCOLE EXPERIMENTAL. CELUI-CI PERMET DANS UN SECOND TEMPS, ET DANS LE CADRE DE CONDITIONS D'ECOULEMENT QUASI-UNIFORME, DE METTRE EN EVIDENCE LES BIAIS SYSTEMATIQUES QUE PRESENTENT LES DIVERS CODES DE CALCUL TESTES, LORSQU'ILS SONT UTILISES POUR LA SIMULATION DE MILIEUX POREUX TRES HETEROGENES. UNE CORRECTION EST PROPOSEE POUR LE MODELE AUX DIFFERENCES FINIES EMPLOYE. ELLE CONSISTE A REMPLACER LA CLASSIQUE FORMULE DE MOYENNE HARMONIQUE SERVANT AU CALCUL DES TRANSMISSIVITES DE PASSAGE ENTRE MAILLES VOISINES PAR UNE PONDERATION INTERMEDIAIRE ENTRE MOYENNES HARMONIQUE ET GEOMETRIQUE. CET OUTIL EST UTILISE DANS LE CADRE D'UNE TROISIEME PARTIE POUR L'ETUDE DES ECOULEMENTS RADIAUX AU SEIN DE MILIEUX FORTEMENT NON-UNIFORMES EGALEMENT REPRESENTES DE MANIERE STOCHASTIQUE. ON MONTRE ALORS, DE MANIERE EXPERIMENTALE, LA CONVERGENCE DES RESULTATS DE TRANSMISSIVITE GLOBALE OBTENUS A L'AIDE DES METHODES CLASSIQUES D'INTERPRETATION DES ESSAIS DE POMPAGE, EN REGIMES PERMANENT ET TRANSITOIRE, VERS LA TRANSMISSIVITE EQUIVALENTE, STRICTEMENT EGALE A LA MOYENNE GEOMETRIQUE DES TRANSMISSIVITES LOCALES. ENFIN, LE DEPOUILLEMENT DE DONNEES DE TERRAIN PROVENANT D'UN SITE DE CAPTAGES IMPLANTE AU SEIN DE FORMATIONS SEDIMENTAIRES LENTICULAIRES DE NATURE LITHOLOGIQUE TRES VARIEE CONFORTE LES RESULTATS THEORIQUES OBTENUS
Author: Ba Dang The
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Languages : fr
Pages : 173
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Book Description
L'étude des écoulements triphasiques en milieu poreux présente un intérêt technico-économique et scientifique évident. Du point de vue technico-économique ils jouent un rôle primordial dans l'exploitation de certains réservoirs de pétrole. Du point de vue scientifique ils offrent l'opportunité de s'interroger sur le rôle conjoint des fractions volumiques et des propriétés interfaciales, des phases en présence, dans la modélisation d'une classe particulière de milieux hétérogènes. Issu des difficultés rencontrées dans l'exploitation des gisements de pétrole vietnamiens, le présent travail s'efforce de répondre principalement aux questions suivantes : où en est-on, aujourd'hui, dans les tentatives de modélisation des écoulements triphasiques en milieux poreux et notamment des lois constitutives : perméabilités relatives et pression capillaires ? Quel crédit peut-on accorder à ces lois ? Et enfin, quelle est l'incidence de leur mise en oeuvre dans la prédiction des écoulements ? Pour répondre à ces questions, un recensement et une analyse aussi exhaustifs que possible des lois de fermeture, proposées dans la littérature, ont tout d'abord été effectué. Puis ces lois ont été évaluées par comparaison avec des données expérimentales existantes. L'élaboration d'un code de calcul, destiné à la résolution du système d'équations triphasiques tridimensionnelles a ensuite permis d'apprécier la sensibilité des solutions à ces différentes lois. Dans un premier temps ce code a été exploité dans une version unidimensionnelle, les résultats des simulations étant alors comparés à des résultats d'expériences effectués en laboratoire, puis dans sa version intégrale pour estimer l'influence des différentes lois sur l'historique de production d'un gisement réel.
Author: Charles Danquigny
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Category :
Languages : fr
Pages : 191
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Book Description
Etant donné le caractère hétérogène du milieu naturel, l'étude de l'hydrodynamique et du transfert de masse dans une nappe nécessite la détermination de paramètres équivalents : la perméabilité équivalente et la macrodispersivité. Il s'agit ici de déterminer ces paramètres à partir de résultats d'essais de traçage.Un Modèle d'Analyse et de Recherche sur la Contamination des EAUx Souterraines (MARCEAUS) a été développé pour réaliser des expériences contrôlées dans un milieu hétérogène de grandes dimensions (6 x 1 x 1 m3) et ayant les propriétés statistiques voulues. La concentration, via la conductitivité électrique, et la piézométrie sont mesurées dans le domaine. Après la mise au point du dispositif, 7 expériences ont été réalisées en écoulement uniforme ou radial. L'interprétation des courbes de concentration souligne l'influence des hétérogénéités locales sur le transport de traceur : l'établissement d'écoulements préférentiels et tridimensionnels.Les résultats obtenus montrent qu'il est possible de déterminer des paramètres équivalents de l'hydrodynamique et du transport à partir de mesures de concentrations. Un modèle numérique adapté est proposé pour chaque mode d'écoulement (uniforme et radial). Les valeurs expérimentales sont différentes d'une expérience à l'autre et supérieures aux valeurs théoriques. Mais les développements théoriques utilisés ne tiennent pas compte des limites finies du domaine. Les perméabilités sont toutes du même ordre de grandeur et bornées par les valeurs théoriques de Cardwell et Parson. Les valeurs de macrodispersivité sont inférieures dans le cas de l'injection-pompage. La comparaison des valeurs entre-elles montre l'importance de la zone de capture des puits.La simulation tridimensionnelle des expériences s'avère complexe et pose de nouvelles questions : celles de l'anisotropie du milieu, de l'influence de la dispersion locale ou de la densité du traceur.
Author: Omar Gassara
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Languages : en
Pages : 0
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Book Description
Depuis les années 60, la mousse présente un grand potentiel pour améliorer le balayage volumétrique par le gaz dans un réservoir pétrolier : des travaux de laboratoire et des essais sur champs montrent l'intérêt technique et économique de ce procédé. En effet, ses caractéristiques uniques, qui résultent de la dispersion du gaz dans un volume de liquide contenant des tensioactifs, en font un bon agent de réduction de mobilité du gaz, et par conséquent, ce qui conduit à la réduction des instabilités visqueuses issues du contraste de mobilité entre le gaz et l'huile en place. Par ailleurs, la mousse atténue les effets préjudiciables des hétérogénéités et de la ségrégation gravitaire sur la récupération, grâce à son comportement différent entres les faciès du réservoir. Dans la pratique industrielle, les simulateurs de réservoir s'attachent à ne modéliser que les effets de la mousse sur les déplacements en régime permanent, sans chercher à prédire son comportement dynamique régi par la génération, destruction et transport des lamelles (films minces) de mousse dans les milieux poreux. Suivant cette approche, la mousse est modélisée comme une réduction de mobilité du gaz, en particulier par le biais des perméabilités relatives, en utilisant des lois d'interpolations de paramètres impactant sa rhéologie, à savoir la vitesse et la qualité de la mousse, la saturation en huile, la concentration en tensioactif et la perméabilité du milieu poreux. Un tel modèle a l'avantage de la simplicité conceptuelle fondée sur l'extension des modèles de Darcy polyphasiques en n'utilisant que les paramètres d'écoulement mesurés au laboratoire, sans y intégrer le nouveau paramètre caractéristique de la mousse qui est la texture (densité des lamelles). Cependant, ces lois empiriques manquent de généralité et doivent être calibrées/ajustées à partir d'essais de laboratoire afin d'assurer la fiabilité des prévisions. Un modèle calibré à partir d'un nombre limité d'expériences comporte un degré d'incertitude et d'indétermination. L'ingénieur de réservoir a néanmoins recours à un tel modèle pour prédire et guider l'exploitation du gisement sur la base de ce procédé. D'où l'objectif principal de cette thèse qui consiste à améliorer le paramétrage des modèles de mousse empiriques via des lois mieux formulées et calibrées afin d'accroitre leur prédictivité. Dans cette thèse, nous avons établi les fondements physiques nécessaires pour valider les modèles empiriques en développant leur équivalence avec les modèles en texture assurée par des relations d'interdépendance entre les paramètres des deux approches. Cette équivalence a été montrée et étudiée en utilisant un modèle à lamelles pré-calibré de la littérature aux mesures de déplacements de mousse en régime permanent. Par ailleurs, ce parallèle avec les modèles en texture nous a permis de mettre au point une nouvelle procédure pour calibrer d'une manière fiable et déterministe les modèles empiriques. Cette procédure a été testée à partir des résultats d'expériences menées à IFPEN traduits en termes de texture en régime permanent. Enfin, nous avons proposé et interprété des lois d'échelle des paramètres du modèle de mousse en fonction de la perméabilité du milieu poreux, en analysant les paramètres des modèles calibrés sur des carottes de différentes perméabilités. L'importance de ces lois a été mise en évidence à travers des simulations sur une coupe de réservoir bi-couche. Les résultats de la simulation indiquent que les prévisions de performance d'un procédé à base de mousse, appliqué à un réservoir hétérogène, nécessitent une bonne connaissance des lois d'échelle des paramètres empiriques avec la perméabilité.
Author: Moussa Kfoury
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Languages : fr
Pages : 150
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Book Description
Étude du problème d'homogénéisation des équations d'écoulements monophasiques faiblement compressibles au sein des milieux fracturés hétérogènes à grande échelle. La présence de fractures crée une discontinuité et une anisotropie des propriétés hydrauliques globales du milieu, provoque une forte localisation des écoulements et complique la tâche d'homogénéisation du milieu étudié. Notre but est d'homogénéiser les équations de bilan à différentes échelles d'observations en partant des équations de Darcy à l'échelle locale. Nous distinguons trois échelles d'observation : l'échelle locale qui correspond à l'ouverture des fractures, l'échelle intermédiaire nommée unité et l'échelle bloc qui correspond à une maille numérique du réservoir. Une première stratégie consiste à calculer dans une première phase les propriétés équivalentes à l'échelle bloc.Une seconde stratégie consiste à calculer en une seule étape les propriétés équivalentes à l'échelle unité et puis à moyenner dans une deuxième phase le comportement des unités, dont les équations sont basées sur un modèle double milieu, à l'échelle du bloc. Pour assurer la deuxième phase du changement d'échelle séquentiel, nous étions amené à écrire un nouveau modèle double milieu à l'échelle bloc en moyennant le modèle double milieu reformulé par Quintard et Whitaker (1996) à l'échelle unité. Pour déterminer les paramètres pétrophysiques (perméabilité et coefficient d'échange) qui découlent des différents modèles d'écoulement, nous avons développé différentes techniques analytique, probabiliste, perturbative et numérique. Les différents résultats obtenus par le biais de ces différentes méthodes nous amènent à une discussion ouverte concernant les limites de validité de chacune de ces approches. Le raccordement des deux stratégies directe et séquentielle nous offre des informations importantes sur la taille du Volume Elémentaire Représentatif (VER)lié à la notion de percolation. Nous établissons une méthodologie de prédiction et de confirmation du VER. En outre, nous montrons que nous pouvons déterminer l'ensemble des éléments d'un tenseur effectif complet de perméabilité à l'aide d'écoulements confinés.
