Modélisation Réservoir. De la réalité aux modèles numériques: méthodes et stratégies. S. Viseur

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1 Modélisation Réservoir De la réalité aux modèles numériques: méthodes et stratégies S. Viseur

2 Puits Sismique Etudes quantitatives: - Débit d'un puits producteur? - Réserve en Réalité place? - Transport souterraine de polluant? - Etanchéité du sous-sol? Quels risques? Connaissance géologique Production

3 Propriétés réservoir (pétrophysiques): Porosité (statique) + Réserves en place Echantillon de roche + Réseau Perméabilité (dynamique) + exploitation + transferts

4 Propriétés réservoir : répartition Valeurs Répartition spatiale en 3D

5 Propriétés réservoir : répartition Quel champ de perméabilité? = Quel débit? Injection Production? Quelle porosité? = Quelle réserve en place?

6 1ère question : Comment modéliser? Quels outils mathématiques?

7 Objets/propriétés à modéliser p p p = f(x) x x x 1 x 2 Modèles continus Modèles discrets Maillage (nœuds) = support de la modélisation de propriétés

8 Modèles discrets : Topologie / Géométrie Points Courbe Surface triangulée Volume tétraédrisé Grille 3D

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10 Sismique Modèle 3D de porosité, perméabilité Puits CALCULS : - réserves en place - débit à un puits... + INCERTITUDES

11 2ème question : Quel type de méthode utiliser?

12 Simulations de structures paramètres : dimensions des corps (largeurs, [Koltermann et Gorelick, 1996] épaisseurs), proportion de faciès, histogramme de propriétés, orientation des fractures, etc. On modélise la structure (répartition faciès, porosité, perméabilité, etc.) telle qu'elle est actuellement, «peu importe comment elle s'est formée» : on modélise directement sa géométrie, sa répartition spatiale. Simulations de processus paramètres : taux d érosion, vitesse du courants, apports silicoclastiques, taux de production, contraintes, paramètres géomécaniques, etc. On modélise les processus qui ont permis de mettre en place une structure afin de pouvoir reproduire sa géométrie, sa répartition spatiale.

13 Simulations basées structures.. Prendre en compte de données de sub-surface

14 Difficulté à prendre en compte des données de sub-surface [Lopez 01]

15 Simulations de structures paramètres : dimensions des corps (largeurs, [Koltermann et Gorelick, 1996] épaisseurs), proportion de faciès, histogramme de propriétés, orientation des fractures, etc. (+) Dédier au conditionnement à des données ponctuelles ou globales... (-) Non assurance du «réalisme» des modèles Simulations de processus paramètres : taux d érosion, vitesse du courants, apports silicoclastiques, taux de production, contraintes, paramètres géomécaniques, etc. (+) Par définition : les modèles sont «réalistes» (-) Conditionnement difficile

16 3ème question : Comment obtenir un modèle 3D de porosité/perméabilité «réaliste»?

17 Réservoir workflow Porosité, perméabilité Fractures Limites des couches, failles Faciès Structure (pli, faille) Discordance

18 Réservoir workflow 1. Construire les limites des couches (stratigraphie / failles) 2. Modéliser le volume, i.e. les couches 3. Modéliser les faciès 4. Modéliser les fractures 5. Modéliser porosité / perméabilité

19 Méthodologie [Chereaux, 2011]

20 Reservoir workflow What matters for flow? [Borgomano et al., 2009] What matters for reserve estimation? Qu'est-ce qui contrôle la distribution spatiale des propriétés pétrophysiques?

21 Réservoir Workflow Puits n 1 Puits n 2 Puits n 1 Puits n 2 Fractures Quel impact? Qui contrôle? Facies? Fracture? Diagenèse? Karst? Diagenèse

22 4ème question : Comment gérer les incertitudes? + A priori + A posteriori

23 Incertitude «a priori» : Sismique : au mieux, 30m de précision... Failles : zones «bruitées», difficile à interpréter OWC

24 Incertitude «a priori» : Sismique : au mieux, 30m de précision... Failles : zones «bruitées», difficile à interpréter [Cherpeau et al., 2011] + Information about each fault family (dip, azimut, ranges, etc.) and their relationships (connectivity)

25 Incertitude «a posteriori» : «Manque» de données Variabilité spatiale Z X

26 Incertitude «a posteriori» : Variabilité spatiale Z X

27 Ensemble de paramètres Largeur des corps : 100m sédimentaires Méthode de modélisation déterministe 1 modèle unique Ensemble de paramètres Méthode de modélisation stochastique Une infinité de modèles équiprobables Probabilité VARIABILITE, INCERTITUDES Largeur des corps sédimentaires STATISTIQUES Analyse de risque Sensibilité d un facteur

28 Scénario pessimiste Scénario optimiste Scénario le plus probable

29 Incertitudes Flow Simulation Production Well placement Données : Puits, Sismiques Structural Modeling Interpretation Processing Reservoir Simulation Reservoir characterization Reservoir Modeling