Effet de la compaction mécanique et de la saturation biphasique sur le module d' Young et l'atténuation dans le grès.

par Chao Sun

Projet de thèse en Sciences de la Terre et de l'environnement

Sous la direction de Jérôme Fortin et de Shangxu Wang.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de Sciences de la Terre et de l'environnement et physique de l'Univers Paris , en partenariat avec Laboratoire de Géologie de l'Ecole Normale Supérieure (laboratoire) et de Ecole normale supérieure (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2018 .


  • Résumé

    Les modules élastiques et l'atténuation dans les roches saturées en fluide dépendent de la fréquence. Cette dépendance est liée à l'écoulement de fluide à differentes échelles (théorie du WIFF). Dans la théorie WIFF, les pores et les fluides jouent un rôle important. Par conséquent, dans ce travail, nous étudions l'effet de la compaction mécanique et de la saturation biphasique sur le module de Young et l'atténuation en fonction de la fréquence dans le grès. Les mesures sont effectuées dans un appareil triaxial construit par Fortin et al. à l'ENS. Les travaux antérieurs montrent que les modules d'élasticité augmentent lorsque la pression effective (compaction) augmente, jusqu'à ce que la pression atteigne la pression critique d'effondrement des pores. À cette pression, le module diminue en raison de l'initiation et de la propagation de fissures. Cette modification de la microstructure devrait modifier la dépendance en fréquence des modules élastiques et leur atténuation. Par ailleurs, la saturation biphasique doit également avoir un effet sur la ledépendance des modules en fonction de la fréquencen. Enfin, nous développerons des micro-modele pour interpréter nos résultats en dispersion et atténuation des ondes élastiques dans les roches saturées en fluide.

  • Titre traduit

    Effect of mechanical compaction and biphasic saturation on Young's modulus and attenuation in sandstone.


  • Résumé

    Frequency-dependent elastic moduli and attenuation are common phenomena documented in fully fluid-saturated rocks. These phenomena are mainly caused by WIFF theory. In WIFF theory, pore and fluid play important roles. Therefore, in this work, we investigate the effect of the mechanical compaction and biphasic saturation on the frequency-dependent Young's modulus and attenuation in sandstone. Measurements are conduced in an oil-confining triaxial apparatus build by Fortin et al. in ENS. Previous works show that elastic moduli increase as the effective pressure (compaction) is increased, till the pressure reaches the critical pore collapse pressure. At this collapsed pressure, the modulus decreases due crack initiation and propagation.This changes in microstructure should modify the frequency dependency of the elastic moduli and attenuation. On the other hand, the biphasic saturation has different effects on the frequency-dependent and attenuations for different fluid mixing method and saturation. Finally, we give a reasonable interpretation mechanism for analyzing the measured dispersion and attenuation of seismic waves in fluid-saturated rocks.