Coupling 3D Geomechanics to Classical Petroleum System Simulation

Geomechanical models of classical petroleum system simulators are limited to 1D phenomenological laws relating porosity to vertical effective stress. In order to overcome this limitation, a 3D poromechanical model is integrated in the sedimentary basin simulation by applying an iterative coupling scheme between a conventional basin code and a mechanical finite element code. This paper presents the porous material constitutive law specifically devised to deal with basin modeling, together with essential aspects of the mechanical code implementation and explicit coupling workflow. The numerical procedure is first verified according to a semi-analytical solution and then compared to an implicit academic code. Finally, a 3D synthetic case demonstrates the importance of incorporating 3D geomechanics to basin simulation. The results show that tectonic compression may significantly contribute to overpressure development and natural fracturing of seal rocks, contrary to the standard procedures of petroleum system simulation which are unable to capture such effect

From invasion percolation to flow in rock fracture networks

The main purpose of this work is to simulate two-phase flow in the form of immiscible displacement through anisotropic, three-dimensional (3D) discrete fracture networks (DFN). The considered DFNs are artificially generated, based on a general distribution function or are conditioned on measured data from deep geological investigations. We introduce several modifications to the invasion percolation (MIP) to incorporate fracture inclinations, intersection lines, as well as the hydraulic path length inside the fractures. Additionally a trapping algorithm is implemented that forbids any advance of the invading fluid into a region, where the defending fluid is completely encircled by the invader and has no escape route. We study invasion, saturation, and flow through artificial fracture networks, with varying anisotropy and size and finally compare our findings to well studied, conditioned fracture networks.Comment: 18 pages, 10 figure

Insights into non-Fickian solute transport in carbonates

[1] We study and explain the origin of early breakthrough and long tailing plume behavior by simulating solute transport through 3‐D X‐ray images of six different carbonate rock samples, representing geological media with a high degree of pore‐scale complexity. A Stokes solver is employed to compute the flow field, and the particles are then transported along streamlines to represent advection, while the random walk method is used to model diffusion. We compute the propagators (concentration versus displacement) for a range of Peclet numbers (Pe ) and relate it to the velocity distribution obtained directly on the images. There is a very wide distribution of velocity that quantifies the impact of pore structure on transport. In samples with a relatively narrow spread of velocities, transport is characterized by a small immobile concentration peak, representing essentially stagnant portions of the pore space, and a dominant secondary peak of mobile solute moving at approximately the average flow speed. On the other hand, in carbonates with a wider velocity distribution, there is a significant immobile peak concentration and an elongated tail of moving fluid. An increase in Pe , decreasing the relative impact of diffusion, leads to the faster formation of secondary mobile peak(s). This behavior indicates highly anomalous transport. The implications for modeling field‐scale transport are discussed

Inventaires piscicoles des lacs d'altitude, éléments de méthodologie

Presentation of fish survey techniques in mountain lakes and critical review of its advantages and drawbacks. Description of the operation modes and application to six Alpes du Sud and Corsica lakes. Additional approaches of fish survey and description of a few paractical advices. / Présentation des techniques d'inventaires piscicoles en lac de montagne et revue critique des avantages et des inconvénients. Description des modes opératoires et applications à six lacs des Alpes du Sud et de la Corse. Approches complémentaires à l'inventaire piscicole et exposé de quelques conseils pratiques

Etude écologique synthétique du fleuve Hérault, état de référence physico-chimique et hydrologique de l'écosystème

Comparative study of the physical, chemical and biological quality of the river since the study performed in 1975 by SRAE. Five campaigns that took place between 1982 and 1984 have allowed to draw conclusions using a dozen stations located on the river and on five stations located in its main affluents. The result synthesis shows a better situation in 1982-1984 compared to 1975. However, if the river presents a remarkable faune diversity up to its gorges, the downstream-gorge section is characterized by a deep biological modification because of the presence of dams and of an increased geomorphology. / Bilan comparé de la qualité physico-chimique et biologique du fleuve depuis l'étude réalisée en 1975 par le SRAE. Cinq campagnes réparties entre 1982 et 1984 ont permis de dresser un bilan. Sur une douzaine de stations situées sur le fleuve et sur cinq stations situées sur les affluents principaux. La synthèse des résultats rend compte d'une situation meilleure en 1982-1984 que celle de 1975. Toutefois si le fleuve présente une remarquable diversité faunistique jusque dans les gorges, son parcours aval-gorges est caracterisé par une profonde modification biologique due à la présence de barrages et à une géomorphologique accrue

Fracturation naturelle d'un massif rocheux. Diaclases et couloirs de fracturation

La caractérisation de la fracturation des réservoirs passe par l'estimation d'écartements typiques entre fractures constituées en mode d'ouverture. L'échelle dépend de la configuration de chargement et des propriétés mécaniques supposées de la roche : résistance à la rupture, énergie de décohésion, etc. La présente étude porte sur une morphologie de fractures particulière : les couloirs de fracturation. Ce sont des zones de forte densité de fractures apparaissant régulièrement dans les bancs épais et compacts. L'étude sur les couloirs de fracturation se situe dans le prolongement d'une analyse récente concernant les diaclases dont on a recherché l'espacement moyen. On a défini dans les deux cas, pour la roche, les paramètres mécaniques pertinents permettant de fixer l'échelle des distances entre fractures. Dans le cas des diaclases, la fracturation se présente de manière assez homogène, l'échelle étant dictée en grande partie par l'épaisseur des bancs, quoique influencée de manière secondaire par la nature de la roche et le chargement au loin. Dans le cas de la fracturation interne à un couloir, les rôles respectifs d'une surface libre préexistante et de concentrateurs de contraintes sont invoqués, le rôle des bancs devenant accessoire : en effet, cette typologie peut même exister dans les roches ignées. Une diaclase majeure, présentant une certaine persistance vis-à-vis des bancs, peut jouer le rôle de surface libre. Dans ces conditions, la morphologie des fractures montre dès lors une allure plus hétérogène. Cette condition aux limites particulière induit, transversalement à la surface libre, un gradient d'étatsse traduisant par une certaine distribution de longueurs de fractures et d'écartements. L'échelle caractéristique des fractures et le rapport de forme/longueur sur écartement ont été calculés en fonction du confinement par un modèle explicatif simple. On tend, à la surface libre, vers des fractures continues et d'écartement donné. De manière duale, en marge du couloir, on note une limite du facteur de forme, limite déterminée par les caractéristiques de la roche. Afin de déterminer les caractéristiques de ces structures (élancements, espacements, etc. ), nous avons fait appel à des modèles de fractures dont la géométrie restitue localement celle des couloirs. De plus, un facteur d'échelle a été détecté. Les modèles se rangent en deux catégories : ceux qui, outre le paramètre de ténacité de la roche, mettent en lumière le rôle du module élastique de la roche, et ceux faisant intervenir une limite à la rupture. Les premiers donnent des élancements élevés (fractures rapprochées) tandis que les seconds nous semblent beaucoup plus pertinents dans la description des rapports de forme (plus massifs). Ces modèles ont permis de conjecturer l'image des couloirs et de discuter le réalisme, du point de vue géologique, du mécanisme de formation établi ici