Barometric pumping of a fractured porous medium

International audienceBarometric pumping plays a crucial role in the release of trace gases from fractured porous media to the atmosphere, and it requires a rigorous and complete modeling in order to go beyond the approximate schemes available in the literature. Therefore, a coupled set of convection and convection-diffusion equations for a slightly compressible fluid in unsteady conditions should be solved. The numerical methodology is presented, and it is applied to conditions close to the ones of the Roselend Natural Laboratory (France). The precision of the code is assessed and the mechanism of barometric pumping is explained. The usual schematization by simple vertical fractures is shown to be only qualitative. Finally, barometric pumping is shown to be efficient in a narrow range of parameter values; its efficiency is a decreasing function of the matrix porosity and of the fracture density

Quantification and Prediction of the 3D Pore Network Evolution in Carbonate Reservoir Rocks Quantification et prédiction de l’évolution d’un réseau 3D de pores dans des roches réservoir de carbonates

This study presents an integrated approach that allows the reconstruction and prediction of 3D pore structure modifications and porosity/permeability development throughout carbonate diagenesis. Reactive Pore Network Models (PNM-R) can predict changes in the transport properties of porous media, resulting from dissolution/cementation phenomena. The validity and predictability of these models however depend on the representativeness of the equivalent pore networks used and on the equations and parameters used to model the diagenetic events. The developed approach is applied to a real case of a dolostone rock of the Middle East Arab Formation. Standard 2D microscopy shows that the main process affecting the reservoir quality is dolomitisation, followed by porosity enhancement due to dolomite dissolution and secondary porosity destruction by cementation of late diagenetic anhydrite. X-ray μ-CT allows quantifying the 3D volume and distribution of the different sample constituents. Results are compared with lab measurements. Equivalent pore networks before dolomite dissolution and prior to late anhydrite precipitation are reconstructed and used to simulate the porosity, permeability characteristics at these diagenetic steps. Using these 3D pore structures, PNM-R can trace plausible porosity-permeability evolution paths between these steps. The flow conditions and reaction rates obtained by geochemical reaction path modeling can be used as reference to define PNM-R model parameters. The approach can be used in dynamic rock typing and the upscaling of petrophysical properties, necessary for reservoir modeling. Cette étude présente une approche intégrée qui permet la reconstruction et la prédiction des modifications de structure 3D de pores ainsi que le développement de la porosité/perméabilité tout au long de la diagenèse des carbonates. Des modèles de réseau de pores réactifs peuvent prédire les changements en matière de propriétés de transport de milieux poreux, résultant des phénomènes de dissolution/cimentation. La validité et prédictibilité de ces modèles dépendent toutefois de la représentativité des réseaux de pores équivalents utilisés et des équations et paramètres utilisés pour modéliser les événements diagénétiques. L’approche développée est appliquée au cas réel d’une roche dolomitique de la formation arabe moyen orientale. La microscopie 2D standard montre que le processus principal affectant la qualité de réservoir consiste en la dolomitisation, suivie d’un renforcement de la porosité dû à une dissolution de la dolomie et à une destruction de la porosité secondaire par cimentation de l’anhydrite diagénétique tardive. La microtomographie par rayons X informatisée (X-rayμ-CT; X-ray computer (micro)tomography) permet de quantifier le volume et la distribution en 3D des différents constituants d’échantillon. Les résultats sont comparés avec les mesures de laboratoire. Des réseaux de pores équivalents avant la dissolution dolomitique et préalablement à la précipitation d’anhydrite tardive sont reconstruits et utilisés pour simuler les caractéristiques de porosité, de perméabilité lors de ces étapes diagénétiques. En utilisant ces structures 3D de pores, la PNM-R (Pore Network Modeling Reactive; modélisation réactive de réseau de pores) peut suivre les voies d’évolution plausible de porositéperméabilité entre ces étapes. Les conditions d’écoulement et les vitesses de réaction obtenues par modélisation des voies de réaction géochimiques peuvent être utilisées en tant que référence pour définir les paramètres de modèle de PNM-R. L’approche peut être utilisée pour un typage dynamique de roches et le passage à une échelle supérieure de propriétés pétrophysiques, nécessaires pour la modélisation de réservoir

Quantification and Prediction of the 3D Pore Network Evolution in Carbonate Reservoir Rocks

This study presents an integrated approach that allows the reconstruction and prediction of 3D pore structure modifications and porosity/permeability development throughout carbonate diagenesis. Reactive Pore Network Models (PNM-R) can predict changes in the transport properties of porous media, resulting from dissolution/cementation phenomena. The validity and predictability of these models however depend on the representativeness of the equivalent pore networks used and on the equations and parameters used to model the diagenetic events. The developed approach is applied to a real case of a dolostone rock of the Middle East Arab Formation. Standard 2D microscopy shows that the main process affecting the reservoir quality is dolomitisation, followed by porosity enhancement due to dolomite dissolution and secondary porosity destruction by cementation of late diagenetic anhydrite. X-ray μ-CT allows quantifying the 3D volume and distribution of the different sample constituents. Results are compared with lab measurements. Equivalent pore networks before dolomite dissolution and prior to late anhydrite precipitation are reconstructed and used to simulate the porosity, permeability characteristics at these diagenetic steps. Using these 3D pore structures, PNM-R can trace plausible porosity-permeability evolution paths between these steps. The flow conditions and reaction rates obtained by geochemical reaction path modeling can be used as reference to define PNM-R model parameters. The approach can be used in dynamic rock typing and the upscaling of petrophysical properties, necessary for reservoir modeling

Ethique du partenariat dans la recherche en santé dans les pays du Sud : des doctorant-e-s en apprentissage

Face à des processus épidémiques mondiaux qui nécessitent et entraînent des recherches simultanément dans plusieurs pays et à l'existence de communautés scientifiques de plus en plus structurées, notamment dans les pays du Sud ; la mise en place de partenariats entre chercheurs, décideurs, responsables locaux et communautés du Nord et du Sud s'est imposée. Cet essai a pour objectifs de : 1) présenter le contexte et les problématiques liés à la recherche dans le cadre de partenariats Nord-Sud ; 2) décrire le développement des réponses adoptées pour améliorer la prise en compte des aspects éthiques ; 3) discuter de la place actuelle des jeunes chercheurs à l'ère du multipartenariat et partager les constats et les réflexions de doctorant-e-s d'une même unité de recherche

Pore-scale modeling and simulation of flow, transport, and adsorptive or osmotic effects in membranes: the influence of membrane microstructure

The selection of an appropriate membrane for a particular application is a complex and expensive process. Computational modeling can significantly aid membrane researchers and manufacturers in this process. The membrane morphology is highly influential on its efficiency within several applications, but is often overlooked in simulation. Two such applications which are very important in the provision of clean water are forward osmosis and filtration using functionalized micro/ultra/nano-filtration membranes. Herein, we investigate the effect of the membrane morphology in these two applications. First we present results of the separation process using resolved finger- and sponge-like support layers. Second, we represent the functionalization of a typical microfiltration membrane using absorptive pore walls, and illustrate the effect of different microstructures on the reactive process. Such numerical modeling will aid manufacturers in optimizing operating conditions and designing efficient membranes