Évaluation de la fracturation des réservoirs par forages : comparaison entre les données de carottes et d'imagerie de paroi

Assessment of Reservoir Fracturing from Boreholes : Comparison Between Core and Wall-Image Data

BRGM

Résumé

Deux séries sédimentaires pouvant être considérées comme des analogues de réservoirs ont fait l'objet de travaux de reconnaissance par forages profonds à Soultz-sous-Forêts en Alsace et à Balazuc en Ardèche. Dans ces séries principalement gréseuses, l'évaluation de la fracturation naturelle s'appuie sur une analyse comparative du relevé des fractures effectué à la fois sur des carottes échantillonnées en continu et sur des imageries de paroi obtenues par des méthodes acoustique (BHTV) et électrique (FMS). Cette comparaison carotte-image montre logiquement que l'analyse des carottes donne des résultats plus complets que l'interprétation des images de paroi. Le BHTV permet de caractériser 50 % de la population des fractures visibles sur les carottes, contre 6 % avec le FMS. Dans les grès du Buntsandstein de Soultz, les fractures qui s'organisent en paquets (c'est-à-dire qui sont très rapprochées les unes des autres) ne sont pas correctement imagées par le BHTV. Ce biais est encore plus significatif avec le FMS puisqu'il s'applique à l'ensemble de la distribution quel que soit l'espacement des fractures. Ces filtres opérés par les techniques d'imagerie sur la détection des fractures sont d'autant plus importants que les fractures sont fermées (pas de vides résiduels), colmatées (peu de contrastes physiques) ou de petite taille (en dessous du seuil de résolution). Cette comparaison carotte-image montre aussi que la résolution horizontale de l'outil imageur peut sensiblement limiter le nombre de fractures détectées surtout dans le cas des fractures fermées. En effet, le BHTV, qui a une résolution comprise entre 1 et 2 mm, ne détecte pas les fractures dont l'épaisseur est inférieure ou égale à cette résolution, c'est-à-dire 45 % de la population. Ce chiffre est en accord avec le nombre mesuré qui est d'une fracture sur deux. Le FMS, qui a une résolution plus grossière de l'ordre de 7,5 mm, ne peut détecter que les fractures ayant au moins cette épaisseur de colmatage. Dans les formations de Balazuc, 6 % des fractures sont détectées par le FMS, ce qui correspond exactement à la proportion de fractures dont la taille est supérieure à la résolution de l'outil. Malgré ces biais d'échantillonnage, les directions majeures de fracturation sont correctement détectées avec les deux techniques mises en oeuvre.

Abstract

Deep drilling was carried out of two sedimentary sequences considered as representative of reservoir formations; one at Soultz-sous-Forêts in Alsace and the other at Balazuc in the Ardèche, France. The natural fracturing in these predominantly sandstone sequences has been analysed both from the continuous cores collected during the drilling and from wall imagery obtained by acoustic (BHTV) and electric (FMS) methods. This core-imagery comparison shows, quite logically, that the core analysis gives more complete results than the interpretation of wall imagery. With the BHTV it was possible to characterize 50% of the fractures seen in the cores, as against only 6% using the FMS. In the Bundsandstein at Soultz the fractures that form clusters (i. e. very close to one another) are not correctly recorded by the BHTV. This bias is even more significant with the FMS since it applies to the entire fracture distribution, regardless of the fracture spacing. This fracture-detection filtering that we find with the imagery techniques are even more evident where the fractures are filled (little physical contrast) or small (below the detection threshold). The core-imagery comparison also shows that the horizontal resolution of the imaging tool is directly proportional to the number of fractures detected. The BHTV, which has a resolution of between 1 and 2 mm, does not detect fractures of this thickness or less, i. e. 45% of the population. This percentage is similar to the amount of fractures recognized by BHTV compared to that recorded in core. The FMS, with a much coarser resolution of about 7. 5 mm, can only detect fractures with at least this thickness of infill material. In the Balazuc sequence, 6% of the fractures were detected by the FMS, which corresponds exactly to the proportion of core fractures with a thickness greater than the tool's resolution. Despite this sampling bias, the major fracture directions were correctly detected with both the imaging techniques used.