Etudes rmn de la dynamique des molecules aux interfaces solide-liquide : des materiaux poreux calibres aux roches petroliferes

par SOPHIE GODEFROY

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de JEAN-PIERRE KORB.

Soutenue en 2001

à l'ECOLE POLYTECHNIQUE .

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  • Résumé

    La relaxation rmn a bas champ magnetique est utilisee comme outil de prospection petroliere. Son utilisation consiste en la mesure des temps de relaxation magnetique nucleaire (t 1 ou t 2) des liquides (eau ou hydrocarbures) saturant les roches petroliferes. Elle est utilisee aussi bien en laboratoire que sur le terrain (diagraphies rmn). Elle permet l'estimation de parametres essentiels a la recuperation du petrole, tels que la porosite, la permeabilite et la saturation des roches, la distribution en taille de pore de la roche ou la viscosite des huiles. Cependant, l'estimation de ces parametres petrophysiques est liee aux proprietes de relaxation a l'interface solide-liquide. Il est ainsi important de caracteriser la dynamique moleculaire des liquides a la surface des pores. Nous avons choisi d'etudier les proprietes de relaxation dans differents types de milieux poreux, des materiaux calibres aux roches petroliferes, de surface sio 2 ou caco 3 representative de la plupart des roches de gisement petrolier. Les proprietes de relaxation des liquides saturant ces roches ont ete analysees a champ magnetique constant (correspondant a une frequence du proton de 2,2mhz), ou a champ magnetique variable par la technique non-standard du cyclage de champ. Dans une premiere partie, nous mettons en evidence de facon theorique et experimentale les deux regimes limites de relaxation dans des pores, limites par la diffusion ou par la surface. En particulier, nous montrons que la relaxation dans les roches suit generalement le regime de relaxation limite par la surface. Nous proposons dans une seconde partie une application originale de relaxation rmn a champ magnetique cycle sur des materiaux poreux calibres mouillables a l'eau et satures a l'eau ou l'huile. La mesure des vitesses de relaxation (1/t 1) en fonction de la frequence de larmor nous permet ainsi de mettre en evidence les proprietes dynamiques des liquides a la surface des pores. Nous appliquons enfin cette technique a l'etude des roches petroliferes de mouillabilite intermediaire a l'eau et a l'huile et de saturation monophasique ou diphasique. Une consequence de ce travail a ete la mise en evidence de l'effet de la temperature sur la mesure des temps de relaxation des liquides dans les roches, selon la nature de la surface. Cette dependance est d'une grande importance pour l'estimation des proprietes des gisements petroliers par rmn.

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Informations

  • Détails : 203 p.
  • Annexes : 150 ref.

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  • Bibliothèque : École polytechnique. Bibliothèque Centrale.
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