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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l’Enseignement Supérieur Et de la Recherche Supérieur Rapport de stage Généralités sur les diagraphies Encadré par : Réalisé par : Mme. Aliouane Sara KELLAL Khalda ZABEL Sommaire I. Introduction  La diagraphie (well-logging)  Historique  Le but de diagraphie II. Différents types et catégories de diagraphies III. Les différents enregistrements et ses applications :  Le forage :  Présentation de l’invasion :  Notions et définition  Porosité.  Saturation  Perméabilité  Résistivité et conductivité  La Formule D’Archie IV. Les diagraphies conventionnelles  Diametreur  Le Gamma Ray  La polarisation spontanée  Résistivité  Les diagraphies de lithologie et porosité  Densité  Neutron  Sonique V. Les diagraphies non conventionnelles  Mesure de la pression et échantillonnage de fluide  Dipmeter et Imagerie  Scanner Diélectrique VI. L’interprétation VII. Conclusion Remerciement Au terme de ce travail, nous tenons à exprimer notre gratitude au bon dieu de nous avoir donné la force, la patience et la volonté. Nos sincères remerciements s’adressent à notre encadreur Mme Aliouane.N pour sa disponibilité et son orientation, qu’elle a déployé tous ses efforts pour notre stage. Il nous est agréable aussi de remercier tous les gens de SONATRACH division Exploration, en particulier le chef de département de réservoirs et réserve, direction recherches et synthèses pour leur formidable accueil. Enfin, Nous remercions vivement tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à l'élaboration de ce travail. Merci Introduction : Lorsque l'on a repéré un réservoir potentiel souterrain par des méthodes de surface, géologiques et géophysiques, il faut en étudier leurs qualités. Les qualités 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) par la diagraphie (well-logging). La diagraphie (well-logging) : C’est l’enregistrement en continu, le long du puits, des paramètres physiques du sous-sol (résistivité, radioactivité, vitesse acoustique, densité, …) et leur interprétation en termes de caractéristiques géologiques (porosité, saturation en eau, argilosité, épaisseur, pendage, fracturation… ) Des outils, ou sondes, conçus dans ce but, sont descendus dans le trou de forage à l'extrémité d'un câble qui assure la liaison avec les instruments de surface commandant les opérations, et groupés soit dans un camion, soit dans une cabine fixe pour les forages en mer. Well-logging Historique : C'est le 5 septembre 1927, à Pechelbronn, en Alsace, que, pour la première fois dans le monde, des mesures géophysiques furent effectuées dans un sondage afin d'identifier les formations traversées et de détecter les niveaux pétrolifères. Cette première diagraphie, fruit des travaux de deux frères, Conrad et Marcel Schlumberger, consista en une succession de mesures ponctuelles, espacées d'un mètre, de la résistivité des formations géologiques. Ses auteurs lui donnèrent le nom, évocateur et combien prémonitoire, de « carottage électrique », indiquant par-là que cette méthode remplaçait en quelque sorte le carottage des formations, opération coûteuse et dont le succès n'était pas toujours assuré, des pertes de carotte pouvant intervenir par suite de la non-consolidation ou de la fracturation des formations traversées (une « carotte » est un cylindre de roche prélevé dans les terrains). Aujourd'hui, les paramètres mesurés sont très nombreux et concernent à peu près tous les domaines de la physique. L'utilisateur dispose ainsi d'une grande quantité d'informations qui vont lui permettre d'analyser au mieux les formations traversées par un forage, et cela de façon quasi continue. Le but de diagraphie : La diagraphie nous permet de répondre aux questions suivantes : Combien d'hydrocarbure dans ces puits ? Ou se trouve ce réservoir ? Y a-t-il une communication entre ces réservoirs ? Quel est l'étendue de ce réservoir ? Schlumberger Electric al coring Comment va-t-il produire ? Aurait-il besoin de techniques de récupération améliorées ? Différents types et catégories de diagraphies : On peut classer les différents types de diagraphie : Selon le principe physique de base :  Diagraphies de résistivité  Diagraphies acoustiques  Diagraphies nucléaires Selon l’état du puits :  Diagraphies en trou ouvert  Diagraphies en puits tubé Selon le statut du puits :  Diagraphies d’exploration Diagraphies différées : Les diagraphies sont enregistrées lors d'un arrêt ou en fin de forage, et les paramètres mesurés ne sont accessibles qu'avec un certain retard sur l'exécution du forage. Diagraphies instantanées : en exploitant les informations obtenues pendant le cours du forage, on enregistre les paramètres suivants : poussée sur l'outil, vitesse d'avancement, poussée des fluides de forage, examen des déblais, examen qualitatif et quantitatif de la boue, indices de gaz ou d'huile etc.  Diagraphies de production Place des diagraphies dans la branche E & P Diagraphies conventionnelles et ses applications : Pour confirmer l’existence d’un réservoir, où se trouve ce réservoir et l’estimation de la quantité des hydrocarbures. En forant un puits dans un point qui représente le top de la structure afin de traverser plusieurs formations géologiques pour obtenir le maximum d’information. Le forage : Un forage est une cavité, approximativement tubulaire, ayant un diamètre nominal défini par l'outil de forage. Le diamètre peut varier énormément, on parle de forage petit diamètre pour des diamètres allant jusqu'à 250 mm puis de forages à gros diamètres, et selon l’objectif et la région de l’études on choisit des phases à des différents diamètres et précision. Le forage est généralement rempli d'un fluide qui peut être de nature variable : boue à la bentonite, eau, mousse, boue à l'huile, air etc. La boue qui remplit le trou de forage à des rôles multiples qui sont :  Le nettoyage du trou, les déblais (cuttings) sont remontés à la surface ou ils sont partiellement récupérés et étudiés par les géologues.  Le maintien des parois du trou et des fluides contenus dans les formations. La boue en effet de par ses caractéristiques physiques et chimiques, exerce sur les formations une contre pression. Cette contre pression a bien évidemment une influence sur le comportement des fluides dans le voisinage du trou.  La lubrification et le refroidissement des outils de forage. Le forage et les différentes phases  La consolidation des parois du forage en déposant en face des zones perméables un dépôt de boue que l'on appelle mud-cake. Ce mud-cake finit par empêcher toute circulation de fluide entre le trou de forage et la formation. N.B : Pour maintenir le tubage avec la paroi on utilise la cimentation et sa qualité est contrôlée par une digraphie appeler diagraphie de cimentation (CBL, VDL). Présentation de l’invasion : D'une manière générale, la présence du fluide de forage est génératrice de perturbations dans les formations. Dans le cas le plus général, les formations forées contiennent des fluides (eau et pétrole) qu'il est important de maintenir en place afin d'éviter leur venue en surface. Pour cela, la boue de forage, en phase liquide, exerce une pression hydrostatique supérieure à la pression des formations et des fluides qu'elles contiennent. Dans ces conditions, il se produit dans la formation une filtration de la phase liquide et des substances dissoutes : c'est le filtrat. Les particules dispersées, elles, s'accumulent sur la paroi du trou, formant le dépôt de boue encore appelé "gâteau de boue" ou "mud-cake". La figure suivante montre la représentation schématique de l'invasion d'une formation par le filtrat de boue : • La boue de résistivité Rm remplit le trou de forage. • La filtration a laissé un mud cake de résistivité Rmc. • Le filtrat de boue, phase aqueuse de résistivité Rmf, a sur une certaine distance refoulée toute l'eau de formation créant la zone lavée. Cette zone a pour résistivité Rxo. • Puis la quantité de filtrat diminue jusqu'à ce que l'on retrouve dans la zone vierge la saturation complète des pores par l'eau de formation dont la Résistivité Rw contribue à Schéma représentatif de l’invasion donner à la formation sa résistivité Rt. • La zone s'étendant de la paroi du trou jusqu'à la limite atteinte par le filtrat est la zone envahie de résistivité Ri, son extension est symbolisée par son diamètre di. Lorsque la formation contient des hydrocarbures et de l'eau l'invasion prend une allure un peu différente. En raison des phénomènes capillaires, le filtrat de boue n'est pas en mesure de repousser la quantité totale d'hydrocarbures présente dans la formation. Dans la zone lavée, l'eau de formation et une partie seulement des hydrocarbures seront remplacée par le filtrat. Puis, jusqu'à la limite de la zone envahie (Voir Fig. 1.6), la quantité de filtrat diminue, l'eau et les hydrocarbures revenant progressivement à la saturation primitive que l'on retrouve dans la zone vierge, dont la résistivité est Rt. Notions et définition : La porosité : Volume de vide (“ pore ”) existant dans la roche sur le volume total de la roche, exprimé en %. L’ensemble des pores reliés entre eux est la porosité utile. La porosité restante est la porosité résiduelle. Les roches réservoirs ont des porosités très variables, généralement comprises uploads/Geographie/ rapport-final 3 .pdf