Exposé RMN Mouillabilité

UNIVERSITÉ KASDI MERBAH OUARGLA
1 , MASTER PRODUCTION ACADÉMIQUE
EXPOSÉ SUR
MESURER LA MOUILLABILITÉ PAR

LA RMN
PRÉSENTÉ PAR
-ABD LAZIZ MAROUA
-KADRI ASMA
-GHARBI YASSMINE
-SEID SOUHEIB
ANNÉE UNIVERSITAIRE 2018/2019
INTRODUCTION
L’une des plus importantes prospérité de reservoir qui régit

les contacts des fluides entre eux ou des fluides/roches ; est la
mouillabilité .
la mouillabilité -qui represente la tendance d’un fluide de
s’étaler une surface solide en présence d’un autre fluide - pose des
problème dans les methodes à mesurer surtout au niveau de
reservoir
Parmi ces methodes est la methode de :
RMN( résonance magnétique nucléaire)

PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
TOUS LES FLUIDES DE FORMATION CONTIENNENT DES PROTONS
D'HYDROGÈNE QUI SONT ORIENTÉS DE MANIÈRE ALÉATOIRE DANS
TOUT L'ESPACE DES PORES.
L’OUTIL DE RMN UTILISE UN CHAMP MAGNÉTIQUE OSCILLANT QUI
FAIT QUE LES AXES DE ROTATION DES PROTONS SE DÉTOURNENT DE
LEUR ORIENTATION PRÉFÉRÉE. LE UNE FOIS LE CHAMP MAGNÉTIQUE
OSCILLATOIRE SUPPRIMÉ, LE SIGNAL GÉNÉRÉ PAR LES PROTONS DE
L’HYDROGÈNE SE DÉSINTÈGRE RAPIDEMENT . ALORS CES PROTONS
SONT A L’ÉTAT DE RÉSONANCE
LES PROTONS GÉNÈRENT UNE SÉRIE DE SIGNAUX MESURABLES.
L'AMPLITUDE INITIALE DU SIGNAL MESURABLE REPRÉSENTE LA
QUANTITÉ D'HYDROGÈNE DANS LA FORMATION ET EST DONC
PROPORTIONNELLE À LA POROSITÉ, LE RÉSULTAT DE LA SÉQUENCE DE
PULSATION EST UNE SÉRIE D’ÉCHOS MESURABLES PAR UN
PROCESSUS APPELÉ RELAXATION .L'AMPLITUDE DE L'ÉCHO EST TROP
PETITE POUR ÊTRE UTILISABLE ET LES PROTONS D'HYDROGÈNE
DOIVENT ÊTRE AUTORISÉS À SE RÉALIGNER AVEC LE CHAMP
MAGNÉTIQUE PERMANENT SELON UN PROCESSUS APPELÉ
POLARISATION. .
LA DÉCROISSANCE EXPONENTIELLE DU SIGNAL MESURABLE -
REPRÉSENTÉE PAR LA CONSTANTE DE TEMPS T2, OU TEMPS
DE RELAXATION - EST UN COMPOSITE D'UN CERTAIN
NOMBRE DE DÉSINTÉGRATIONS DE FLUIDE DANS LA
FORMATION. GRÂCE AU TRAITEMENT, LE TEMPS DE
RELAXATION (T2) DE CHAQUE COMPOSANT FLUIDE PEUT
ÊTRE DÉTERMINÉ. CES TEMPS DE RELAXATION SONT
FONCTION DES PROPRIÉTÉS PÉTROPHYSIQUES DE CES
FLUIDES ET LES PORES QUI LES CONTIENNENT
LES PRINCIPAUX EQUIPEMENTS DE LA
SPECTROSCOPIE DE LA RESONNANCE
MAGNETIQUE NUCLEAIRE (RMN)
BRUKER Avance DPX 250, sonde 1H, 13C, 19F, 31P
SPECTROMÈTRE RMN
UN SPECTROMÈTRE RMN EST UN INSTRUMENT DE MESURE

UTILISÉ POUR L'ANALYSE PAR SPECTROSCOPIE RMN
(RÉSONANCE MAGNÉTIQUE NUCLÉAIRE). IL EXISTE À CE
JOUR DEUX CONSTRUCTEURS MONDIAUX, JEOL ET BRUKER.
LE SPECTROMÈTRE :
LA SPECTROSCOPIE RMN UTILISE LES PROPRIÉTÉS DES NOYAUX

DES ATOMES POUR ÉTUDIER LA MATIÈRE., ELLE PERMET DE
DÉTERMINER OÙ SONT LES ATOMES DANS LA MOLÉCULE ÉTUDIÉE
(STRUCTURE DES MOLÉCULES ET STRUCTURE DE LA MATIÈRE).
CETTE TECHNIQUE D'ANALYSE EST QUANTITATIVE ET NON-
DESTRUCTIVE
• EN FAISANT VARIER LA FRÉQUENCE DES ONDES TRAVERSANT
LA SOLUTION, ON PEUT ENREGISTRER LES FRÉQUENCES DE
RÉSONANCE DE L’ENSEMBLE DES PROTONS DE LA MOLÉCULE.
• L’ÉCHANTILLON ÉTUDIÉ
• L’ESPÈCE CHIMIQUE ÉTUDIÉE EST INTRODUITE DANS UN TUBE, DE 18
CM DE LONG ET 5 MM DE DIAMÈTRE, CONTENANT UN SOLVANT
BIEN CHOISI.
• 1 LE SPECTROMÈTRE
• 15 LE SPECTROMÈTRE EST RELIÉ À ORDINATEUR PERMETTANT
L’ENREGISTREMENT DU SPECTRE RMN DE LA MOLÉCULE ÉTUDIÉE.
AL’ECHELLE DE LABORATOIRE :
A L ECHELLE DU RESERVOIR :
MESURE DE LA MOUILLABILITÉ
1-METHODE DIRECT
L’échantillon/envoie un NMR logging tool
On transmit un séquence de pulse éléctromagnitique
On recoit les signals de resonance magnitiques
On avoir le Map 2D diffusion relaxation

On calcule le DCLM «
Diffusion coefficient
log mean » pour l’huile
et l’eau .
BOITE NOIRE
T2 , T2s , T2d
IW: L’INDICE DE MOUILLABILITÉ
C’EST LE POURCENTAGE DE SURFACE TOTALE MOUILLÉE PAR
L’EAU
- IW=1➔100% CONDITION MOUILLABLE À L’EAU
-IW = 0 ➔ 0% CONDITION MOUILLABLE À L’HUILE
1-METHODE INDIRECTE
LES CONDITIONS DE MOUILLABILITÉ DANS LES MILIEUX POREUX •

CONTENANT DEUX FLUIDES NON MISCIBLES OU PLUS
DÉTERMINENT LA DISTRIBUTION MICROSCOPIQUE DU FLUIDE DANS
LE RÉSEAU DE PORES. LES MESURES RMN SONT SENSIBLES À LA
MOUILLABILITÉ EN RAISON DU FORT EFFET DE LA SURFACE SOLIDE
SUR LA RELAXATION MAGNÉTIQUE DU FLUIDE CONTENANT.
EXPÉRIMENTAL
• AU MICROSCOPE, LE VOLUME D'UN

SEUL PORE DANS UNE ROCHE
POREUSE PEUT ÊTRE DIVISÉ EN DEUX
RÉGIONS; SURFACE S ET SURFACE EN
VRAC V (FIGURE 1).
• LA SURFACE EST UNE COUCHE MINCE D'ÉPAISSEUR Δ DE QUELQUES MOLÉCULES
PROCHE DE LA SURFACE DE LA PAROI DES PORES. LA ZONE EN VRAC EST LE
RESTE DU VOLUME DES PORES QUI DOMINE GÉNÉRALEMENT LE VOLUME GLOBAL
DES PORES.
• LE TEMPS DE RELAXATION EST NETTEMENT PLUS RAPIDE POUR UNE MOLÉCULE
DANS LA SURFACE, COMPARÉE À UNE MOLÉCULE DANS LA MASSE.
• LES MESURES DE TEMPS DE RELAXATION T 2 ONT ÉTÉ OBTENUES À LA
SATURATION EN EAU AU POINT FINAL « LA SATURATION EN EAU IRRÉDUCTIBLE
SWI ». LES MESURES SONT BASÉS PRINCIPALEMENT SUR LE CALCULE DE POROSITÉ
DONC :
• LE SPECTRE RMN PEUT ÊTRE DIVISÉ EN PLUSIEURS SEGMENTS POUR
REPRÉSENTER LA DISTRIBUTION DU FLUIDE DANS L'ESPACE DES PORES,
COMME ILLUSTRÉ À LA FIGURE 2, SUR CETTE FIGURE, LA SURFACE SOUS LE
SPECTRE EST ÉGALE À LA POROSITÉ TOTALE DE LA RMN
• L'INDICE DE FLUIDE LIBRE (FFI) EST LE POURCENTAGE DU VOLUME TOTAL
OCCUPÉ PAR LES FLUIDES MOBILES (EAU + HYDROCARBURE). LA FIGURE 2
REPRÉSENTE LA FRACTION DU VOLUME GLOBAL POUR T2 SUPÉRIEURE À 30
MILLISECONDES. L'INDICE DE FLUIDE LIBRE EST ÉGALEMENT APPELÉ BULK
VOLUME MOVABLE (BVM). LE VOLUME EN VRAC IRRÉDUCTIBLE (BVI) EST LE
POURCENTAGE DU VOLUME EN VRAC CONTENANT DE L'EAU IRRÉDUCTIBLE.
L’EAU IRRÉDUCTIBLE EST CONSTITUÉE DE DEUX COMPOSANTS:
• L’EAU LIÉE À L’ARGILE (CBW) (T 2 DE 0,3 À 3 MILLISECONDES), QUI EST
L’EAU LIÉE AUX MINÉRAUX DE L’ARGILE.
• L'INDICE DE FLUIDE LIBRE (FFI) EST LE POURCENTAGE DU VOLUME TOTAL
OCCUPÉ PAR LES FLUIDES MOBILES (EAU + HYDROCARBURE). LA FIGURE 2
REPRÉSENTE LA FRACTION DU VOLUME GLOBAL POUR T2 SUPÉRIEURE À 30
MILLISECONDES. L'INDICE DE FLUIDE LIBRE EST ÉGALEMENT APPELÉ BULK
VOLUME MOVABLE (BVM). LE VOLUME EN VRAC IRRÉDUCTIBLE (BVI) EST LE
POURCENTAGE DU VOLUME EN VRAC CONTENANT DE L'EAU IRRÉDUCTIBLE.
L’EAU IRRÉDUCTIBLE EST CONSTITUÉE DE DEUX COMPOSANTS:
• L’EAU LIÉE À L’ARGILE (CBW) (T 2 DE 0,3 À 3 MILLISECONDES), QUI EST
L’EAU LIÉE AUX MINÉRAUX DE L’ARGILE.
• LE VOLUME CAPILLAIRE VOLUMIQUE (BVC) (T 2 DE 3 À 30
MILLISECONDES), QUI EST L’EAU PIÉGÉE PAR LES FORCES CAPILLAIRES.
• L'EAU EN VOLUME (VB) (T2 DE 0,3 À 300 MILLISECONDES) EST LE

POURCENTAGE DU VOLUME EN VRAC OCCUPÉ PAR L'EAU (EAU MOBILE,
EAU CAPILLAIRE ET EAU LIÉE À L'ARGILE). CES VOLUMES SONT LIÉS À LA
POROSITÉ ET AUX SATURATIONS COMME SUIT:
UN SYSTÈME MOUILLABLE A L’HUILE :
• UN CHANGEMENT DE LA DISTRIBUTION DE SATURATION DANS UN SEUL PORE
ENTRAÎNERA UN CHANGEMENT DES TEMPS DE RELAXATION, PAR EX. DANS UN
SYSTÈME MOUILLABLE A L’HUILE, LE TEMPS DE RELAXATION T 2 DIMINUE
LORSQUE LA VALEUR DE S O AUGMENTE; CAR PLUS D'HUILE INTERAGIRA AVEC
LA SURFACE DES PORES ET CAUSERA AINSI UN TEMPS DE RELAXATION PLUS
RAPIDE POUR L'HUILE. CEPENDANT, SI LE TEMPS DE RELAXATION PLUS RAPIDE DE
LA PHASE HUILEUSE EST OBSERVÉ À UNE SATURATION EN HUILE PLUS FAIBLE,
CELA PEUT INDIQUER UNE ROCHE PLUS MOUILLÉE D’HUILE SELON UNE
RELAXATION DE SURFACE PLUS DOMINANTE. NOUS PRÉVOYONS DONC
POUVOIR OBTENIR DES INFORMATIONS DE MOUILLABILITÉ PAR LES MESURES DE
RELAXATION RMN T2.
UN SYSTÈME MOUILLABLE A L’HUILE :
• LE TEMPS DE RELAXATION T 2 POUR LA PHASE HUILEUSE AUGMENTE AVEC

L'AUGMENTATION DE LA SATURATION EN EAU « ON CONSIDERE ICI QUE LE
SYSTÈME EST FORTEMENT MOUILLABLE A L’EAU ».
• SI ON A UN SYSTÈME MOYENNEMENT OU FAIBLEMENT MOUILLABLE A L’EAU ON
AURA UN DÉCALAGE ÊTRE EXPLIQUÉ PAR UN PHÉNOMÈNE DE SURFACE DES
PORES AU VOLUME. LA RELATION (1) MONTRE QUE LE RAPPORT S / V EST
PROPORTIONNEL À 1 / T 2
AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS
1 .AVANTAGE
- ÉTUDE EN SOLUTION
- PAS BESOIN DE CRISTAUX
- PERMET DE VARIER DE MANIÈRE CONTINUE LES PARAMÈTRES IONIQUES ET
THERMODYNAMIQUES (TEMPÉRATURE, PH, FORCE IONIQUE, DÉNATURANTS,
DÉTERGENTS)
- PERMET D ’ÉTUDIER DES MOLÉCULES PARTIELLEMENT STRUCTURÉES
- RESTITUTION DE L’ÉCHANTILLON
INCONVÉNIENT
- NÉCESSITE DES CONCENTRATIONS IMPORTANTES (≈1 MM)

- PURETÉ MAXIMALE SOUHAITÉE DE L’ÉCHANTILLON
MERCI BOUCEAUP POUR VOTRE ATTENTION

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RMN( résonance magnétique nucléaire)

UN SPECTROMÈTRE RMN EST UN INSTRUMENT DE MESURE

LA SPECTROSCOPIE RMN UTILISE LES PROPRIÉTÉS DES NOYAUX

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On transmit un séquence de pulse éléctromagnitique

On recoit les signals de resonance magnitiques

On avoir le Map 2D diffusion relaxation

LES CONDITIONS DE MOUILLABILITÉ DANS LES MILIEUX POREUX •

• AU MICROSCOPE, LE VOLUME D'UN

• L'EAU EN VOLUME (VB) (T2 DE 0,3 À 300 MILLISECONDES) EST LE

• LE TEMPS DE RELAXATION T 2 POUR LA PHASE HUILEUSE AUGMENTE AVEC

- NÉCESSITE DES CONCENTRATIONS IMPORTANTES (≈1 MM)

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