Les termes d'échange entre blocs et fractures dans les simulateurs de réservoirs fracturés

Abstract

La modélisation des écoulements en réservoir fracturé s’appuie généralement sur une représentation dite double-milieu. La fiabilité du calcul des transferts matrice-fissure est alors essentielle pour les prévisions de production. A l’échelle de la maille d’un simulateur double-milieu, ces transferts sont formulés en supposant un écoulement pseudo-permanent entre un bloc matriciel représentatif, non discrétisé, d’une part, et le réseau de fissures limitrophes homogénéisé d’autre part. Si elle peut suffire à estimer les échanges monophasiques, une telle formulation se révèle par contre inadaptée à la prévision des mécanismes de production polyphasiques. Cette thèse revisite une méthode de sous-maillage des blocs matriciels et l’optimise en vue de la rendre opérationnelle et intégrable aux simulateurs double-milieu tels qu’utilisés à ce jour par l’industrie pétrolière. Sur le plan théorique, un modèle mixte a été construit en couplant le modèle d’écoulement de fracture à grande échelle à un modèle d’écoulement à l’échelle locale du bloc matriciel désormais discrétisé et non plus comme un simple terme-source. Sur le plan pratique, la mise en œuvre de ce modèle mixte a comporté trois étapes principales, (a) la définition d’une méthode générale de discrétisation du bloc matrice réalisant le meilleur compromis entre caractère prédictif et coût de calcul, (b) la transcription numérique du couplage entre d’une part, le modèle double-milieu tel qu’utilisé actuellement et d’autre part, un modèle d’écoulement diphasique au sein du bloc matriciel maillé, (c) la validation des formules de couplage et des méthodes de résolution pour divers cas d’application qui mettent également en évidence l’impact de certaines hypothèses de travail. Le modèle mixte proposé offre de réelles et décisives perspectives d’amélioration des simulateurs double milieu de l’industrie.