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Géosciences

Une innovation 3D pour simuler les réseaux d’écoulement

La modélisation des gisements d’hydrocarbures dans les milieux géologiques fracturés est de longue date un point fort d’IFPEN.

Ces gisements (environ 30 % des réserves prouvées) présentent des réseaux d’écoulement préférentiels qui ont un impact, favorable ou non, et avec de fortes incertitudes, sur la production pétrolière.

Une description précise et détaillée de ces milieux fracturés, en vue d’optimiser l’exploitation de leurs réserves et minimiser les risques économiques, est rendue complexe par son caractère multi-échelle et par l’interdépendance des paramètres.

Ainsi, pour la simulation numérique, une discrétisation minimale du réseau de fractures est nécessaire afin d’optimiser le compromis entre le coût des calculs et la précision des résultats. La difficulté provient des forts contrastes entre matrice et fractures, qui rendent le problème mal conditionné et posent de redoutables difficultés en termes de maillage.

IFPEN a développé une méthode innovante de discrétisation entièrement 3D(1), basée sur la géométrie algorithmique et sur des approximations adéquates de l’écoulement. Son principe a été étayé par des arguments théoriques et validé par des tests(2), avant d’être éprouvé sur des cas réels de réservoirs fracturés.

Grâce à cela, il est désormais possible de simuler les écoulements directement sur des réseaux pouvant contenir plusieurs millions de fractures.

Ce progrès autorise aussi :

  • une meilleure prise en compte des interactions mécaniques entre fractures,
  • une discrétisation plus fine du milieu matriciel,
  • enfin, une meilleure représentation des échanges transitoires entre matrice et fissures, qui intéresse différents domaines d’exploitation énergétique du sous-sol.

 

Contact scientifique :  benoit.noetinger@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 22 - Septembre 2015

Publications

  • (1) N. Khvoenkova and M. Delorme, An Optimal Method to Model Transient Flows in 3D Discrete Fracture Network, Peer-reviewed publication, IAMG 2011, Salzburg, Austria.
    >> DOI: 10.5242/iamg.2011.0088
  • (2) B. Noetinger and N. Jarrige, A quasi steady state method for solving transient Darcy flow in complex 3D fractured networks, J. Comp. Phys. 2012, 231:23-28.
    >> DOI :10.1016/j.jcp.2011.08.015

 

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