Mesure de la porosité

TPN° :01 DE PETROPHYSIQUE LA POROSITE
2007/2008
INTRODUCTION :
La Terre et l'atmosphère possèdent 1.385·109 km3 d'eau, quantité qui n'a quasiment pas
varié depuis la création du Globe. Cependant les océans mobilisent représente 97,5%
des réserves d'eau du globe, l'eau douce n'en représente que 2.5% dont les 4/5 (2%) sont
situés dans les glaciers et les banquises. Le reste (0.5%) est essentiellement constitué par
les eaux souterraines, les lacs, les fleuves et rivières, l'humidité des sols. Les eaux
souterraines représentent la quasi-totalité (97 à 98%) des réserves d'eau douce stockées.
Mais qu'est ce qu'un réservoir souterrain ? Une citerne ?
En fait les roches peuvent contenir du liquide ! Pour le démontrer vous pouvez réaliser
cette expérience fort simple :
 Placez différentes roches dans une étuve pendant plusieurs heures pour les sécher.
Puis pesez les avec précision.
 Plongez les roches dans l'eau pendant une heure minimum. Retirez les et enlevez
l'excès d'eau en les secouant. Pesez-les de nouveau.
 Laissez les roches dans l'eau pendant plusieurs jours. Pesez-les de nouveau.
- Que pouvez-vous conclure de vos résultats ?
Dans une roche, l'eau occupe les espaces existant entre ses constituants sous forme de
pores, interstices ou de fissures.
Notion de porosité
L'eau peut, selon le type de roche, pénétrer : c'est la porosité de la roche.

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Les roches sédimentaires sont constitués par des grains de matière solide, de forme
arbitraire, cimentées entre eux et entre les quelles existe des espaces vides .le fluide va
occuper ces vides tel que l’eau, les hydrocarbures liquides ou gazeux.
La porosité est exprimée par qui représente le rapport entre le volume des pores
symbolisé par Vp au volume total de l’échantillon
T
V
..[...]..........100.
T
P
V
V
Vp : volume des pores
T
V
: volume total
 Comparaison de la porosité de deux roches :
Mettre quelques gouttes d'eau sur différentes roches, et observer.
En déduire la porosité de ces roches.
TYPES DE POROSITE
Dans les roches, il y’a des pores qui sont reliés entre eux et d’autre qui sont isolés
1-POROSITE TOTAL :
Symbolisé par
t
en globe tous les pores de la roche ie tous les espaces de la roche qui
ne sont pas occupés par la matrice, elle est exprimé par :
..[...]..........100.
T
Pt
tV
V
Pt
V
: Volume total des pores
2-POROSITE OUVERTE OU UTILE :
C’est le rapport de volume des pores reliés entre eux par rapport au volume total de
l’échantillon, cette porosité est aussi appelée porosité connecté ou efficace, elle est
exprimée par :
..[...]..........100.
T
Po
uV
V
:
PO
V
Volume des pores ouverts

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3-POROSITE FERMEE :
La différence entre la porosité total et utile représente la porosité fermée, qui est définie
par la relation suivante :
utfermée 
Mesure de la porosité
La porosité totale (pt) se définit de la façon suivante :
Pt (%) = Volume des vides / volume total de la roche x 100
Cette porosité totale peut se décomposer en :
- pe (porosité efficace) : c'est la quantité d'eau de gravité contenue dans une roche, ou
quantité d'eau mobile.
- cr (capacité de rétention) : c'est la quantité d'eau liée aux particules et/ou capillaire.
La porosité totale est la somme de ces deux composantes ; pt = pe (porosité efficace) +
cr (capacité de rétention).
Plus la particule est de petite dimension, plus la composante "pe" diminue et donc plus la
composante "cr" augmente.
Roches poreuses
pt (%)
pe (%)
Sable et gravier
25 à 40
15 à 25
Sable fin
30 à 35
10 à 15
Argile
40 à 50
1 à 2
Craie
10 à 40
1 à 5
Calcaire (fissuré)
1 à 10
10 à 50
MESURE DE LA POROSITE SUR DES ECHANTILLONS
Pour mesurer la porosité des échantillon, il faut effectuer des mesures sur 02 04 03
facteurs qui sont volume total
T
V
, volume des pores et volume des grains solides.
1- préparation des échantillon pour la mesure de la porosité, on doit obéir à
certaines condition.
-volume total de l’échantillon
T
V
est compris entre 5 et 70 cm
3

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-si on utilise une forme régulière (formes géométriques tel que cubique, cylindrique).
-si on utilise des formes irrégulières, il faut que les arrêtes ne soient par vives.
-les échantillons qui contiennent la substance ou matière organique, ce dernier doivent
être extrait, ensuite l’échantillon doit être lavé.
-l’échantillon doit être sèche avant toute opération de la mesure de la porosité.
2-mesure du volume total des échantillon :
a- échantillon régulière :
Pour mesurer le
T
V
des échantillons régulières, on a besoin seulement d’un pied à
coulisse
b- échantillon irrégulière
Pour mesurer le
T
V
des échantillons irrégulières, on utilise plusieurs méthodes dont on
s’intéresse seule et on procède au :
-pesage de l’échantillon à l’air libre
-peser l’échantillon dans une solution de mercure
P1 : poids de l’échantillon a l’air libre Pa : poussée d’Archimède
P2 : poids de l’échantillon dans le mercure
Pa
Solution de Hg
P2
L’échantillon P1
Pesage de l’échantillon dans une solution de Hg
On aura : P2-Pa=P1-
THg V.
Hg
TPP
V
21
3-mesure de la phase solide V
S
-pour déterminer V
S
, il existe plusieurs méthodes, dont on cite :
*Utilisation de pycnomètre
*Méthode d’immersion qui vent dire mesure de la poussée d’Archimède sur la phase
solide dans un fluide mouillant.
*emploi d’une chambre de compression
- les deux premières méthodes exigent que l’échantillon soit saturé

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Fluide mouillant (huile)
R(robinet)
Échantillons
*afin de saturer l’échantillon, on doit procéder de la manière suivante –
-on effectue un vide poussé sur l’échantillon sec afin d’aspirer l’air contenu dans les
pores de l’échantillon
-saturation des échantillons sous vide avec un fluide dégagé
-mise à la pression atmosphérique et sous pression des échantillons saturés : 150 a 200
bars
-le temps de saturation des échantillons dépend de la perméabilité de la roche.
a) usage de pycnomètre
1 2 3 Solvant
Échantillon
1-P0 : poids du pycnomètre 2- P0 : poids du pycnomètre plein de
V : volume de pycnomètre solvant de masse volumique
P1=P0+ V
3-P2=P0+Ps+ (V-Vs)
P2=poids du pycnomètre +échantillon+solvant
P1-P2=-Ps+ Vs
PsPP
Vs  21
-
-
-
-
…
…
…
..
…
…
…
…
Pompe