Caractérisation hydrogéophysique des milieux fracturés : développement instrumental et modélisation des vitesses d’écoulements en forage

par Sébastien Ruelleu

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre

Sous la direction de Olivier Bour.

Soutenue en 2010

à Rennes 1 .


  • Résumé

    Les milieux fracturés se caractérisent par une forte hétérogénéité du champ de vitesses liée à la localisation des flux dans les zones les plus perméables du réseau de fractures. Dans un tel contexte, prédire les écoulements ou le transport nécessite d’apporter des contraintes assez fines sur le milieu et sur les flux. Nous abordons cette question à travers trois approches complémentaires : (i) une étude des liens entre fracturation et zones de déformation et les écoulements observés sur le site expérimental de Ploemeur (ii) la réalisation d’un modèle numérique nous permettant de quantifier les paramètres hydrauliques des fractures par inversion des flux selon différentes géométries des fractures et (iii) le développement d’une nouvelle sonde permettant la mesure des vitesses d’écoulement horizontales en partenariat avec la division technique de l’INSU (Brest). Suivant ces trois axes d’études les résultats principaux sont : (i) la corrélation flux structure n’est pas trivial, cependant, il semble que la fracturation subverticale N110° et N20° contrôle une partie des écoulements avec la zone de déformation intense à l’échelle régionale. (ii) À travers l’approche numérique, Nous avons mis en évidence la sensibilité des flux verticaux aux paramètres d’emmagasinement des fractures. Le pendage de structure connectant les puits n’est pas accessible par la mesure des flux. (iii) La sonde développée, permet caractériser de façon pertinente les vitesses sur une large gamme de mesure (1. 10-5 à 1. 10-2 m/s) aussi bien en milieu homogène que dans des milieux fracturée. Dans le cadre de milieu hétérogène, les mesures en forage sont bruitées.

  • Titre traduit

    Fractured media hydrogeophysical characterization : borehole flowmeter developpement and flow modeling


  • Résumé

    The fractured media are characterized by a strong heterogeneity of the velocity field related to the localization of flow in the local permeable zones of the fracture network. In this context, to predict the flow or transport needs to provide enough constraints on the lithology and the flow. We bring somme information for this question through three complementary approaches: (i) a study of the relationship between fracturing and deformation zones and flow observed in the Ploemeur’s experimental site, (ii) implementation of a numerical model that allows us to quantify fractures hydraulic parameters by inversion of the flow with different geometries of fractures, and (iii) the development of a new borehole tool for horizontal velocities measurement, in partnership with the Technical Division of INSU (Brest). Following these three areas of study results are: (i) the correlation flow structure is not trivial, however, it appears that faulting subvertical N110 ° and N20 ° controls part flow with the intense deformation zone regionally. (ii) Through the numerical approach, we have demonstrated the sensitivity of flow parameters for vertical storage of fractures. The structure dip connecting the wells is not accessible by flow measurement. (iii) The sensor developed can appropriately characterize the velocities over a wide range of measurement (1. 10-5 to 1. 10-2 m/s) both in homogeneous than in fractured media. In the context of heterogeneous, the measures are noisy in borehole.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (263 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 227-237

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2010/119
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