Stage de diagraphie

1. Stage de diagraphie La Soutte, Mai 2014

2. Objectifs : Se familiariser avec diverses techniques de diagraphies et observer comment des mesures complémentaires permettent de caractériser un aquifère en milieu fracturé Organisation du stage : 4 ateliers (faire 4 groupes de 8 + 1 de 9) • A1: Thermographie, conductivité électrique, essai de pompage (Pascal Sailhac) • A2: Radar (MaksimBano) • A3: Profils sismiques verticaux (Matthias Zillmer) • A4: Imagerie électrique, mesures de contrainte (Olivier Lengliné, Francois Cornet, Alain Steyer, Miloud Talib ) Rapport de stage : faire des groupes de 3 pour le rapport de stage, selon model défini ; une note par rapport.

3. Déroulement du stage • Départ en bus : lundi 12h45 / mardi 8h00 / mercredi 8h00 • Repas mardi à la Rothlach à 12h30 • Dans le bus, lundi, faire les groupes de 9 pour les ateliers et les groupes de 3 pour les rapports

4. Localisation du site d’étude Site test dit « La Soutte », source de l’Ehn

7. Modèle pour les rapports A rendre sous forme informatique, mercredi 4/06 – 10h00, dernier délai • Description du travail dans les ateliers- principe des mesures effectuées- Minute des mesures- Résultats obtenus • Intégrer les résultats déduits des diagraphies réalisées dans le forage B1 (80 m). Les fichiers correspondants seront fournis par les encadrants. En particulier identifier la zone d’écoulement majeur dans le forage B1 d’après la thermographie et comparer à la diagraphie d’imagerie électrique, à la diagraphie radar et aux résultats du PSV. • Discussion des résultats et conclusion

8. Atelier A4 sur forage B1 Objectifs • Reconnaître le champ de fractures recoupé par le forage B1 (80 m); les fractures seront caractérisées par leur normale. • Essais hydrauliques sur une fracture; • Introduction à la mesure des contraintes par la méthode HTPF; • Essais de production par « air lift » et diagraphie thermique A le fin de la session sur le terrain, récupérer les données sur une clef USB + récupérer à l’EOST les données de la diagraphie thermique du mercredi matin dans B1.

9. Installation sur atelier A4

10. Principe de la sonde HTPF • HTPF (Hydraulic Tests on Preexisting Fractures) La sonde HTPF couple un système d’imagerie électrique avec un système d’essai hydraulique (double obturateur gonflable, ou inflatable straddle packer) • Les essais comportent normalement quatre phases : • Diagraphie d’imagerie • Sélection des cotes des essais • Positionnement de la sonde sur la/es fracture(s) choisie(s) et reconnaissance de ses (leur) propriétés hydrauliques • Imagerie après essais hydraulique pour détecter les modifications

12. Imagerie électrique

15. Localisation et orientation de la sonde dans l’espace • Dans l’espace, on doit déterminer 3 angles • Pendage et azimuth de l’axe de la sonde = axe du forage • Rotation autour de l’axe de la sonde. • Dans un forage incliné, on repère les figures par rapport au point haut (top of hole); dans un forage vertical, on se contente d’orienter la sonde par rapport au Nord magnétique. • Orientation des fractures : d’abord par rapport à un repère associé à la sonde, ensuite par rapport au repère géographique. • Pour un forage dévié, on doit connaître le profil du forage pour localiser la sonde à partir de la longueur de câble déroulé.

16. Localisation et orientation de la sonde dans l’espace • Dans l’espace, on doit déterminer 3 angles • Pendage et azimuth de l’axe de la sonde = axe du forage • Rotation autour de l’axe de la sonde. • Dans un forage incliné, on repère les figures par rapport au point haut (top of hole); dans un forage vertical, on se contente d’orienter la sonde par rapport au Nord magnétique. • Orientation des fractures : d’abord par rapport à un repère associé à la sonde, ensuite par rapport au repère géographique. • Pour un forage dévié, on doit connaître le profil du forage pour localiser la sonde à partir de la longueur de câble déroulé.

17. Données acquises et échanges sonde-surface durant une diagraphie ou un essai hydraulique • Mesure de profondeur • Tension sur le câble • Orientation de l’outil • Mesures des électrodes • Pressions dans l’outil et en surface, débit d’injection • Ordres de contrôle de l’outil (gain d’injection) • Paramètres de contrôle de l’outil • 7 conducteurs : 2 pour le 220 V, 1 pour les signaux, 2 pour la synchronisation, 1 pour les ordres, 1 pour l’injection • Nécessité de multiplexage

18. Principe du système d’acquisition de données • Multiplexage : les diverses mesures (40), exprimées en volts (sur une base 0-10 volts) sont échantillonnées, l’une après l’autre, tous les ¼ de seconde et sont transmises, en volts, de façon continue vers la surface. • En surface, le signal analogique est converti en signal numérique et acquis en binaire dans l’ordinateur. • Simultanément, les signaux numériques sont « démultiplexés » et tracés à l’écran pour une visualisation en temps réel. La sonde et l’ordinateur sont synchronisés au millième de seconde prêt par un signal approprié • Les fichiers binaires seront traités à l’EOST et les notes prises sur le terrain permettront d’interpréter les résultats.

19. Hydraulic Tests on Preexisting Fracture (HTPF) method • Preliminary electrical imaging log yields images of « preexisting » fractures • Hydraulic testing on preexisting fracture yields normal stress supported by corresponding fracture : n =  n . n • If more than 6 different directions are tested, then the 6 components of  may be determined • In practice integrate HF and HTPF : 3 to 4 HF tests yield direction and magnitude of minimum principal stress while 2 to 3 HTPF tests yield magnitude of other principal stress components

20. Hydraulic Tests on Preexisting Fracture (HTPF) method Contrainte normale supportée sur la fracture = la pression de fluide nécessaire pour ouvrir la fracture Dès que la fracture s’ouvre, le débit injectée dans la chambre nécessaire pour maintenir la pression constante augmente rapidement. L’affichage du débit en fonction de la pression permet de déterminer facilement la pression nécessaire pour ouvrir la fracture.

21. Production par Air Lift • On allège la colonne d’eau en injectant de l’air comprimé. Ce qui fait produire le forage. • On abaisse le niveau d’eau dans le forage d’une quantité mesurée lors de la diagraphie thermique. • A la fin de l’essai, on réalise une diagraphie thermique et on corrèle les zones d’anomalie thermique avec les images électriques.