Multi-Scale Characterization of an Heterogeneous Aquifer Through the Integration of Geological, Geophysical and Flow Data: a Case Study

Caractérisation multi-échelle d'un aquifère hétérogène par intégration de données géologiques, géophysiques et d'écoulement : étude de cas

Institut français du pétrole, IFP, Direction Ingénierie de réservoir, 1-4, avenue de Bois-Préau, 92852 Rueil-Malmaison Cedex - France

Corresponding authors: bernard.bourbiaux@ifp.fr j-paul.callot@ifp.fr brigitte.doligez@ifp.fr marc.fleury@ifp.fr fabrice.gaumet@ifp.fr martin.guiton@ifp.fr roland.lenormand@ifp.fr j-luc.mari@ifp.fr hamid.pourpak@ifp.fr

Abstract

This paper presents the integrated modelling study of an experimental hydrogeological site recently developed near Poitiers city. The objective assigned to this site is the design of reliable methodologies to simulate flow and transport in highly-heterogeneous reservoirs. Around 30 wells have been drilled on this low-depth captive aquifer, according to a square and centred pattern, with an average well spacing of 70 meters. All the observations and measurements acquired on this Site lead to a characterization of the spatial distribution of the aquifer heterogeneities, and to the recognition of their probable origin. Firstly, pumping tests and production logs revealed the heterogeneous flow behaviour at the Site scale. A static characterization of the reservoir was then undertaken from geophysical surveys and especially from the joint geological analysis of cores and logs, while taking into account flow measurements. Most information were found to be consistent with a paleo-karstic origin of this aquifer, an assumption that was recently corroborated by wellbore images. The first step of this project ends up with the construction of a geostatistical model that illustrates the spatial organization of the main drains and their link with the background facies. This model, once enriched by recent data, will constitute the support model for simulating and interpreting the pumping and interference tests. This second step, i.e. the dynamic simulation of the Site, will be indispensable to constrain the location and size of the drains that ensure the productivity of each well and their hydraulic connections.

Résumé

Cet article présente l'étude de modélisation intégrée d'un Site Expérimental Hydrogéologique (SEH) développé récemment à proximité de Poitiers. Ce site est destiné à la mise au point de méthodologies fiables de simulation des écoulements et transports dans des réservoirs à forte hétérogénéité. Environ 30 puits ont été forés sur cet aquifère captif et peu profond, suivant un maillage carré et centré de 70 mètres de côté. L'ensemble des observations et mesures acquises sur le Site a permis de caractériser la distribution spatiale des hétérogénéités de cet aquifère et d'identifier leur origine probable. En premier lieu, les tests de pompage et les diagraphies de production ont mis en évidence, à l'échelle du Site, le comportement hétérogène à l'écoulement. Une caractérisation statique du réservoir a alors été entreprise à partir de mesures géophysiques et surtout par l'analyse géologique conjointe des carottes et logs, en tenant également compte des mesures d'écoulement. La plupart des informations ainsi acquises se révèlent concordantes vers une origine paléo-karstique de cet aquifère, hypothèse corroborée récemment par des imageries de puits. La première étape de ce projet s'achève par la construction d'un modèle géostatistique qui illustre l'organisation spatiale des principaux drains et leur liaison avec les faciès encaissants. Ce modèle, enrichi grâce aux données récentes, constituera le support de simulation et interprétation des tests de pompage et d'interférence. Cette seconde étape de simulation dynamique du Site sera indispensable pour contraindre la position et la dimension des drains assurant la productivité de chacun des puits et leurs connexions hydrauliques.