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Variations de la porosité et de la perméabilité le long d'un sondage géothermique. Relation avec la teneur en argiles

Variations of porosity and permeability along a geothermal borehole. Relation with the clays content

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Bulletin of the International Association of Engineering Geology - Bulletin de l'Association Internationale de Géologie de l'Ingénieur Aims and scope Submit manuscript

Résumé

Les roches d'un sondage géothermique ont fait l'objet d'un examen détaillé de leurs caractéristiques pétrophysiques: porosité, perméabilité à l'air et à l'eau, teneurs en sel et en argiles.

Perméabilité à l'air, porosité et dimension moyenne des pores diminuent fortement lorsque la proportion d'argiles des échantillons augmente. La perméabilité à l'eau, suivie en continu par percolation d'éprouvettes cylindriques, décroit en fonction du temps, très rapidement au début des essais, puis faiblement et de façon quasi-linéaire. La décroissance initiale résulte du déplacement de particules minérales libres dans la roche et de la physisorption d'eau sur les argiles, la décroissance linéaire résulterait d'un lent dépôt de gel de silice.

Abstract

The petrophysical characteristics (porosity, gas and water permeability) and the salt and clay content of samples from a geothermal bore-hole have been studied. The gas permeability, the porosity and the mean size of the pores strongly decrease with increasing clay content.

For a given sample, the water permeability has been continuously measured as a function of time. After an initial rapid drop, the permeability decreases more slowly and almost linearly as a function of time. The initial decrease is related to the motion of unconsolidated solid particules and to the physisorption of water on clays. The further linear decrease is attributed to a slow precipitation of silica-gel.

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Bibliographie

  • ALEGRE R. (1965): Généralisation de la méthode d'addition pour l'analyse quantitative par diffraction X. Bull. Soc. Fr. Minéral. et Cristallog., LXXXVIII, p. 569–574.

    Google Scholar 

  • ALEGRE R. et DEBRAY L. (1966): Les méthodes de dosage des phases par diffraction des rayons X. Application à l'industrie cimentière. Bull. Soc. Fr. Céram., 71, p. 53–64.

    Google Scholar 

  • APPERT J. (1959): Bactériologie de l'injection d'eau. Revue Inst. Fr. Pét., XIV, 3, p. 327–338.

    Google Scholar 

  • ARUNA M. (1976): The effects of temperature and pressure on absolute permeability of sandstone, Ph D, Stanford University, 102 p.

  • BAPTIST O.C. et SWEENEY S.A. (1955): Effect of clays on the permeability of reservoir sands to various saline waters, Wyoming. U. S. Bur. of Mines, Report of inv. 5180, December, 23 p.

  • BAPTIST O.C., WHITE E.J. et LAND C.S. (1964): Laboratory predictions of water sensitivity compared with field observations of well damage Patrick Draw, Wyoming. Soc. Pet. Eng., 839.

  • BARDON C. et JACQUIN C. (1968): Interprétation des phénomènes d'écoulement dans les milieux argileux. Revue Int. Fr. Pét. XXIII, 3, p. 347–364.

    Google Scholar 

  • BAUDRACCO J. (1971): Influence des contraintes latérales sur la perméabilité à l'air et à l'eau d'échantillons de granite. C. R. du 96e congrès des Soc. Sav. Toulouse, p. 391–402.

  • BAUDRACCO J. (1977): Sur l'étude expérimentale de l'altérabilité de matériaux rocheux. Application à une roche granitique. C. R. Acad. Sc. Paris, 284, D, p. 721–724.

    Google Scholar 

  • BAUDRACCO J. (1978): Contribution à l'étude de l'altérabilité des roches sous l'action des eaux naturelles. Thèse Sciences, Toulouse, 241 p.

  • BAUDRACCO J. et FERRAND L. (1984): Etude des variations de la perméabilité d'un grès soumis à percolation à pression constante de solutions de température et salure différentes. Publ. du Labor. de Min. et Crist. de Toulouse, déc., 85 p.

  • BAUDRACCO J. et TARDY Y. (1987): Variations de la perméabilité de réservoirs gréseux soumis à percolation de solutions salines. Essais conduits sur grès meubles. Sci. Géol. Bull., 40, p. 313–330, Strasbourg.

    Google Scholar 

  • BERNAIX J. (1967): Etude géotechnique de la roche de Malpasset. Dunod Ed. Paris, 215 p.

    Google Scholar 

  • COPELAND L.D. et BRAGG R.H. (1958): Quantitative X-ray diffraction analysis. Anal. Chem., 30, 196.

    Article  Google Scholar 

  • DERJAGUIN B. V. (1957): The mechanism of boundary lubrication and the properties of lubricating film. Wear, 2, p. 302–311.

    Google Scholar 

  • DODD C.G., CONLEY F.R. et BARNES P.M. (1955): Clay minerals in petroleum reservoir sands and water sensitivity effects. Clays and Clay Minerals. Proc. 3 rd conf. Nat. Acad. Sci., Natl. Res. Council Pub., 395, p. 221–238.

    Google Scholar 

  • FOSTER M.D. (1955): Relation between composition and swelling in clays. Clays and Clays Minerals. Proc. 3rd Conf. Natl. Acad. Sci., Natl. Res. Council Pub., 395, p. 205–220.

    Google Scholar 

  • JACQUIN C. (1965 a): Etude des écoulements et des équilibres de fluides dans les sables argileux. Revue Inst. Fr. Pét., XX, 4, p. 1–49.

    Google Scholar 

  • JACQUIN C. (1965 b): Interactions entre l'argile et les fluides. Ecoulement à travers les argiles compactes. Revue Inst. Fr. Pét. XX, 6, p. 1475–1501.

    Google Scholar 

  • JOHNSON N. et BESSON C.M. (1945): Water permeability of reservoir sands. Trans. Amer. Inst. Met. Eng. Petrol. Dev. Tech., 160, p. 43–45.

    Google Scholar 

  • JONES F.0 et NEIL J.D. (1960): The effect of clay blocking and low permeability on formation testing. Preprint Fall Meeting. Amer. Inst. Met. Eng., 15156, 18 p.

  • KHILAR K. C. (1981): Water sensitivity of sandstone. Ph D, University of Michigan, 112 p.

  • KHILAR K.C. et FOGLER H.S. (1981 a): Water sensitivity of sandstones. Soc. Pet. Eng., 10103, 11 p.

    Google Scholar 

  • KHILAR K.C. et FOGLER H.S. (1981 b).—Permeability reduction in water sensitivity of sandstones. Surface phenomena in Enhanced Oil Recovery, Ed. D.O. SHAH, Plenum Press, New-York and London, p. 721–740.

    Chapter  Google Scholar 

  • KHILAR K.C., FOGLER H.S. et AHLUWALIA J.S. (1983): Sandstone water sensitivity: existence of a critical rate of salinity decrease for particle capture. Chemical Engineering Science, 38, 5, p. 789–800.

    Article  Google Scholar 

  • LETELLIER M.C. (1986): Récupération et dosage des phases argileuses d'un sable de gisement. Thèse 3e cycle, Toulouse, 193 p.

  • MARRAST J. (1960): Perméabilité aux liquides. Rapport Inst. Fr. Pét., 7699, 10 p.

    Google Scholar 

  • MIZELE J. (1984): Etude de la solubilité de la silice amorphe dans un milieu microporeux imprégné d'eau et de solution salée. Thèse 3e cycle, Toulouse, 98 p.

  • MIZELE J., DANDURAND J.L. et SCHOTT J. (1985): Détermination of the surface energy of amorphous silica from solubility measurements in micropores. Surface Sciences, 162, p. 830–838.

    Article  Google Scholar 

  • MONAGHAN P.M., SALATHIEL R.E. et MORGAN B.E. (1959): Laboratory studies of formation damage in sands containing clays. Jour. Petr. Tech., 11, p. 209–215.

    Google Scholar 

  • MUNGAN N. (1965): Permeability reduction trough changes in pH and salinity. Jour. Pet. Tech., 234, p. 1449–1456.

    Article  Google Scholar 

  • MUNGAN N. (1968): Permeability reduction due to salinity changes. Journ. of Can. Pet. Tech., July–septembre, p. 113–117.

    Article  Google Scholar 

  • POTTER J. M. (1981): Experimental rock-water interaction at temperature to 300 degrees C: Implications for fluid flow, solute transport, and silicate mineral zoning in crustal geothermal systems. Ph D, Stanford University, 175 p.

  • POTTER J. M., DIBBLE W.E. et NUR A. (1981): Effects of temperature and solution composition on the permeability of St Peters sandstone. Role of iron (III). Jour. Pet. Tech., 5, p. 905–907.

    Article  Google Scholar 

  • REED M.G. (1972): Stabilization of formation clays with hydroxyaluminium solutions. Jour. Pet. Tech., July, p. 860–864.

    Article  Google Scholar 

  • REED M. C. (1980): Gravel Pack and formation sandstone dissolution during steam injection. Jour. Pet. Tech., 32, 6, p. 941–949.

    Article  Google Scholar 

  • SHARMA M.M. (1985): Transport of particulate suspensions in porous media. Ph D, University of Southern California, Los Angeles, 110 p.

    Google Scholar 

  • SHARMA M.M. et YORTSOS Y.C. (1986): Permeability impairment due to fines migration in sandstones. Soc. Pet. Eng., 14819. p. 91–97.

    Google Scholar 

  • SHARMA M.M., YORTSOS Y.C. et HANDY L.L. (1986): Release and deposition of clays in sandstones. Soc. Pet. Eng., 13562, p. 125–135.

    Google Scholar 

  • SIX P. (1962): Contribution à l'étude de la perméabilité d'une roche poreuse à un liquide. Revue Inst. Fr. Pét., VXIII, 12, p. 1454–1472.

    Google Scholar 

  • SOEDER O.J. et DOHERTY M.G. (1983): The effects of laboratory drying techniques on the permeability of tight sandstone core. Soc. Pet. Eng., 11622, p. 191–200.

    Google Scholar 

  • SOMERTON W.H. et RADKE C.J. (1980): Role of clays in the enhanced recovery of petroleun. Soc. Pet. Eng., 8845.

  • STOTTLEMYRE J.A. (1981): An investigation of sand and sandstone permeability. Degradation at elevated temperature and pressure. Ph D, University of Washington, 169 p.

  • STREET N. (1961): Electrokinetic effects in laboratory permeability measurement. Producers Monthly, no 1, p. 27–36.

    Google Scholar 

  • THENOZ B. (1966): Contribution à l'étude de la perméabilité des roches et de leur altérabilité. Application à des roches granitiques. Thèse Sciences, Toulouse, 119 p.

  • UNGEMACH P. (1984): Particle induced damage in injection wells. An overview. Drilling, production, well completion and injection in fine grained sedimentary reservoir with special reférence to reinjection of heat depleted geothermal brines in clastic deposits. Commission of the European Communities, Ungemach P. Ed., p. 15–27.

  • VELEY C.D. (1969): How hydrolyzable metal ions react with clays to control formation water sensitivity. Jour. Pet. Tech., sept., p. 1111–1118.

    Article  Google Scholar 

  • VELEY C.D. et CASSEY D.G. Jr. (1973): In place clay stabilization cuts formation sand entry. World Oil, June, p. 52–54.

    Google Scholar 

  • WALLS J.D. (1981): Tight gas sands: permeability, pore structure and clay. Soc. Pet. Tech., 9871, p. 399–407.

    Google Scholar 

  • WALLS J.D. (1982): Measurement of fluid salinity effects on tight gas sands with a computer controlled permeameter. Soc. Pet. Eng., 11092, 7 p.

  • WILSON M.D. (1981): Origins of clays controlling permeability in tight gas sands. Soc. Pet. Eng., 9843, p. 157–194.

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Laboratoire de Minéralogie et Cristallographie, UA 067, Université Paul Sabatier, 39 Allée Jules Guesde, F 31400, Toulouse, France

    Jean-Christophe Cadot

Authors
  1. Joseph Baudracco
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  2. Jean-Christophe Cadot
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Baudracco, J., Cadot, JC. Variations de la porosité et de la perméabilité le long d'un sondage géothermique. Relation avec la teneur en argiles. Bulletin of the International Association of Engineering Geology 38, 27–35 (1988). https://doi.org/10.1007/BF02590445

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