Stimulation dynamique des réservoirs d'hydrocarbures

La migration des fines dans les formations fracturées est une cause majeure de la perte de production d’hydrocarbures. Ces fines vont adhérer à la surface des fractures et au proppant, et ainsi colmater les drains hydrauliques, réduisant localement la perméabilité des fractures ainsi que la production globale du puits. Il a été découvert que la stimulation dynamique de la formation rocheuse (oscillations de pression) contenant les fissures peut augmenter la perméabilité en déstabilisant les amas de fines. Pour mieux comprendre ce phénomène, cette thèse étudie le processus de décolmatage dans des fractures proppées. La première partie de cette thèse est une étude expérimentale en laboratoire dans laquelle nous créons une fracture artificielle, colmatée et remplie de proppant. Les résultats montrent une augmentation remarquable de la perméabilité suite à l'application des chargements dynamiques. Un taux de récupération élevé a été atteint suite à l’évacuation d’une partie importante des fines. L'influence de la densité de distribution du proppant, de la taille du proppant, de l'amplitude, de la fréquence et de la forme du signal dynamique appliqué sont également étudiés. La deuxième partie de ce travail est une étude numérique qui a été menée en utilisant la méthode des éléments discrets (DEM) pour modéliser le milieu granulaire (proppant + fines) à l'intérieur de la fracture. En suivant la même procédure expérimentale, le modèle numérique démontre sa capacité à reproduire l'étude expérimentale. Le modèle numérique montre aussi que l'augmentation de la perméabilité de la fracture est fortement liée au mouvement du proppant, ce qui contribue à la libération et à la déstabilisation des agrégats de fines.