Elaboration of an Elasto-Plastic Model for High Porosity Chalks. Application to the Compaction of Petroleum Reservoirs Elaboration d'un modèle de comportement élasto-plastique pour les craies très poreuses. Application à la compaction des réservoirs pétroliers

This paper presents a study of the compaction of petroleum reservoirs applied to very porous carbonate rocks such as chalk. In production estimates made in reservoir engineering, the processing of the mechanical problem is often greatly simplified. Good modelling of how materials behave gives special consideration to the influence of mechanical deformations on fluid recovery. After an analysis of the mechanical behaviour of very porous chalks, an elastoplastic behaviour model is derived so as to reproduce the principal experimental observations. This behaviour model can then be used to perform local simulations of the mechanical behaviour of a reservoir under- going depletion and thus to demonstrate the importance of the stress path and the initial stress state on the deformation of materials and hence on the recovery rate. Dans les applications pétrolières, les études de la compaction des roches réservoirs interviennent dans l'estimation des quantités de fluide récupérables et de la subsidence induite par la déplétion du champ de production. Dans la première partie du travail, nous montrons qu'à partir de l'équation linéarisée de la conservation de la masse de fluide, il est possible d'exprimer un taux de récupération distinguant les contributions respectives du fluide et de la roche. En ingénierie de réservoirs, l'hypothèse d'un chemin de contrainte prépondérant dans le milieu de production permet d'exprimer la contribution de la déformation de la roche au moyen de la compressibilité volumique des pores selon ce chemin. Le taux de récupération obtenu est alors dépendant du chemin de contrainte. Lorsque le chemin de contrainte dans le réservoir n'est pas homogène, il est alors nécessaire de connaître la loi de comportement mécanique du matériau étudié. Dans le cas des carbonates très poreux, nous désirons montrer l'influence liée au choix du chemin de contrainte sur les estimations obtenues par une méthode de type ingénierie de réservoir. A partir de résultats expérimentaux, nous présentons les particularités du comportement mécanique des craies très poreuses. L'importance des déformations irréversibles rencontrées dans ce type de matériau nous conduit à mettre au point un modèle de comportement à deux mécanismes permettant de représenter le comportement du matériau sur divers chemins de contrainte. Le mécanisme déviatorique caractérise la déformation du matériau par cisaillement. Le mécanisme qualifié d' isotropereproduit la forte contractance du matéria