7 - QUEL AVENIR POUR LES COMBUSTIBLES FOSSILES ?
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qu'à plusieurs millions de mailles), l'homogénéisation pour passer de l'échelle des
observations géologiques à celles des mailles du modèle, souvent hectométriques.
Ce problème est particulièrement délicat pour la perméabilité qui est en fait un tenseur. La représentation des failles et fractures pose des problèmes comparables à
ceux évoqués plus haut à l'échelle des bassins.
La mouillabilité des roches (grès, calcaires...) constituant le réservoir poreux est
connue depuis plus de 20 ans pour jouer un rôle important, mais complexe, dans la
récupération du pétrole. Dans une roche mouillée par l'eau, le pétrole tend à occuper le centre de la porosité intergranulaire. Or la méthode la plus classique, et
d'usage quasi universel, pour améliorer le drainage du pétrole consiste à injecter
de l'eau, en général à la périphérie du gisement : le balayage par l'eau est particulièrement efficace dans ce cas. Au contraire, si la roche est mouillée par l'huile,
l'eau injectée a tendance à se frayer un chemin préférentiel parmi les zones déjà
occupées par l'eau de gisement, en laissant derrière elle une forte saturation résiduelle en pétrole occupant la surface des grains minéraux.
A une échelle plus large, les hétérogénéités de la roche (par exemple des corps de
sables argileux au sein de sables propres) peuvent également amener un drainage
moins efficace que dans un milieu homogène et laisser subsister, derrière le front
balayé par l'eau d'injection, des corps mal drainés, voire non-drainés. Le contraste
existant généralement entre le pétrole, plus visqueux et l'eau, moins visqueuse renforce ce type de phénomène.
Des recherches scientifiques soutenues depuis 20 ans ont permis de mieux comprendre les mécanismes impliqués, dont certains sont fort complexes et n'ont pas
toujours été pleinement élucidés : par exemple, quelles sont les caractéristiques de
la roche et des fluides déterminant la mouillabilité à l'eau ou au pétrole ? Ces travaux ont amené un développement important des connaissances fondamentales
en physico-chimie des interfaces, ainsi que l'étude des systèmes eau-tensioactifhydrocarbure et des diverses phases qu'ils sont susceptibles de former ; la rhéologie des polymères utilisés pour accroître la viscosité entre eau et pétrole a également fait des progrès importants. L'application de ces recherches s'est révélée
dans la décennie 1980-1990 beaucoup plus complexe que prévu et leur développement a été pratiquement interrompu à la suite de la chute des prix du pétrole en
1986. Mais la reprise de ces essais avec des vues nouvelles pourrait se justifier,
dans une éventuelle perspective de pénurie, et beaucoup de voies de recherche
restent à explorer.
L'amélioration de la description des écoulements, alliée à des méthodologies de
changement d'échelle performantes, devrait permettre une modélisation plus précise de l'exploitation des réservoirs et fournir des prévisions plus fiables de la production d'un gisement. En utilisant des techniques de gestion des incertitudes tels
les plans d'expérience, les synergies entre les méthodes de caractérisation de
réservoir et les procédés de récupération permettront de préciser les incertitudes
sur la production et de sélectionner ainsi le mode d'exploitation optimal.
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qu'à plusieurs millions de mailles), l'homogénéisation pour passer de l'échelle des
observations géologiques à celles des mailles du modèle, souvent hectométriques.
Ce problème est particulièrement délicat pour la perméabilité qui est en fait un tenseur. La représentation des failles et fractures pose des problèmes comparables à
ceux évoqués plus haut à l'échelle des bassins.
La mouillabilité des roches (grès, calcaires...) constituant le réservoir poreux est
connue depuis plus de 20 ans pour jouer un rôle important, mais complexe, dans la
récupération du pétrole. Dans une roche mouillée par l'eau, le pétrole tend à occuper le centre de la porosité intergranulaire. Or la méthode la plus classique, et
d'usage quasi universel, pour améliorer le drainage du pétrole consiste à injecter
de l'eau, en général à la périphérie du gisement : le balayage par l'eau est particulièrement efficace dans ce cas. Au contraire, si la roche est mouillée par l'huile,
l'eau injectée a tendance à se frayer un chemin préférentiel parmi les zones déjà
occupées par l'eau de gisement, en laissant derrière elle une forte saturation résiduelle en pétrole occupant la surface des grains minéraux.
A une échelle plus large, les hétérogénéités de la roche (par exemple des corps de
sables argileux au sein de sables propres) peuvent également amener un drainage
moins efficace que dans un milieu homogène et laisser subsister, derrière le front
balayé par l'eau d'injection, des corps mal drainés, voire non-drainés. Le contraste
existant généralement entre le pétrole, plus visqueux et l'eau, moins visqueuse renforce ce type de phénomène.
Des recherches scientifiques soutenues depuis 20 ans ont permis de mieux comprendre les mécanismes impliqués, dont certains sont fort complexes et n'ont pas
toujours été pleinement élucidés : par exemple, quelles sont les caractéristiques de
la roche et des fluides déterminant la mouillabilité à l'eau ou au pétrole ? Ces travaux ont amené un développement important des connaissances fondamentales
en physico-chimie des interfaces, ainsi que l'étude des systèmes eau-tensioactifhydrocarbure et des diverses phases qu'ils sont susceptibles de former ; la rhéologie des polymères utilisés pour accroître la viscosité entre eau et pétrole a également fait des progrès importants. L'application de ces recherches s'est révélée
dans la décennie 1980-1990 beaucoup plus complexe que prévu et leur développement a été pratiquement interrompu à la suite de la chute des prix du pétrole en
1986. Mais la reprise de ces essais avec des vues nouvelles pourrait se justifier,
dans une éventuelle perspective de pénurie, et beaucoup de voies de recherche
restent à explorer.
L'amélioration de la description des écoulements, alliée à des méthodologies de
changement d'échelle performantes, devrait permettre une modélisation plus précise de l'exploitation des réservoirs et fournir des prévisions plus fiables de la production d'un gisement. En utilisant des techniques de gestion des incertitudes tels
les plans d'expérience, les synergies entre les méthodes de caractérisation de
réservoir et les procédés de récupération permettront de préciser les incertitudes
sur la production et de sélectionner ainsi le mode d'exploitation optimal.