Download - Exposé Diagraphie
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
1/42
Réalisé par:
AZOUGAY Abdellah
ASSAL Azeddine
BOUZEIDI Yassine
RAKOTONIRINA ANJARALOVA
BOULAID Ghizlane
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
2/42
I. Généralités:
1. Définition de la diagraphie.2. Classification de la diagraphie.
3. Domaines d’application.
II. Types de diagraphies: 1. Diagraphies nucléaires.
a) La diagraphie Gamma Ray (radioactivité naturelle).
b) La diagraphie Gamma-Gamma.c) La diagraphie Neutron-Neutron.
2. Diagraphie de résistivité.
3. Diagraphie microsismique.
PLAN DE PRESENTATION
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
3/42
Définition De La Diagraphie
Les diagraphies sont des techniques géophysiques mises en œuvre àl’intérieur d’un forage.
Le terme diagraphie est le terme français, qui désigne aussi bien la
technique que le résultat de la mesure sous forme d’une courbe.
Pour le jargon anglais on trouve
le terme logging (pour les
techniques) et log pour la courbe
(log signifie enregistrement)
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
4/42
Le résultat d’une diagraphie se présente donc sous la forme d’une
courbe dans un système de coordonnées où la profondeur est
indiquée sur un axe vertical orienté vers le bas et le résultat de la
mesure (résistivité, densité, vitesse d’avancement...) est indiqué sur
un axe horizontal.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
5/42
Classification de diagraphies
Lesdiagraphies
Instantanés( réalisée pendant
la foration )
Diagraphiesgéophysiques
(résistivité, radio-activité naturelle …)
D. d’enregistrementdes paramètres de
forage (vitessed’avancement)
différées
Diagraphie lourd
Diagraphie léger
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
6/42
Caractérisationin situ d’un
massif rocheuxExplorationpétrolière et
minière
1
3
2
4
Carrières, chantiersroutiers et
autoroutiers
Domaine d’application
Recherchede l’eau
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
7/42
Les Types de diagraphies:
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
8/42
Les Laboratoires des Ponts et Chaussées ont développé une méthode de
diagraphie différée permettant d’effectuer in situ des mesures de paramètres
d’état. Cette méthode utilisant des sources radioactives a pris le nom de
diagraphies nucléaires.
On distingue:
o
La diagraphie Gamma Ray (radioactivité naturelle).o La diagraphie Gamma-Gamma.
o La diagraphie Neutron-Neutron.
Diagraphies nucléaires
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
9/42
La diagraphie Gamma-ray:
Désintégration nucléaire
La diminution de l’intensité du rayonnement de toute substance radioactive au
fil du temps en raison de l’émission spontanée de rayonnement depuis un noyauatomique.
énergie
Particules
émises
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
10/42
Principes:
L’objectif de cette sonde est d’enregistrer les variations de radioactiviténaturelle des terrains en fonction de la profondeur.
L’intérêt de cette mesure est de repérer les formations par leur émission
naturelle de rayonnements gamma.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
11/42
Principes:
Mettre en évidence les charbons, les évaporites et surtout les niveauxd'argiles qui constituent souvent les limites des réservoirs dans le sous-sol.
Une sonde de diagraphie de radioactivité naturelle comporte en effet un
capteur constitué d’un cristal qui transforme les impacts de photons gamma en
signal électrique et d’un circuit électronique associé.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
12/42
Radioactivité des différents types de roche:
Roches à radioactivité élevée Roches à radioactivité moyenne Roches à radioactivité faible
•les argiles•les schistes noirs•les évaporites potassiques•les phosphates•certains sables et grès riches enminéraux accessoires à uranium etthorium•les granites potassiques et lesroches en découlant
•les grès et les sables•les gneiss•les craies•les sables quartzeux
•les calcaires et les dolomies•les charbons en général•les évaporites sans potassium,la halite et l'anhydrite•les roches basiques etultrabasiques
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
13/42
Des diagraphies de radioactivité provoquée, qui fournissent une
information quantitative précise sur les grandeurs qui sont directement
utilisables par le concepteur de l’ouvrage:
o La masse volumique (gamma-gamma)
o La teneur en eau (neutron-neutron)
Elle contribue à la connaissance de:o Nature,
o Profondeur
o Epaisseur des couches.
Diagraphies nucléaires Provoques
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
14/42
Les mesures sont faites sur place, dans un terrain non remanié, ce qui est
particulièrement utile lorsque des échantillons intacts sont difficiles à prélever.
On réalise un forage puis on y introduit une sonde qui va mesurer les
rayonnements émis par le sol. Le puits peut être tubé ou non tubé.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
15/42
Les diagraphies Gamma-gamma
Principes
Ils utilisent le phénomène de diffusion
Compton des rayonnements gamma par la
matière. Le principe de cette diagraphie consiste
à envoyer dans le matériau un flux de photons
gamma et de mesurer les rayonnements diffusés
par le matériau. Plus le matériau est dense et
moins les rayonnements reçus sont nombreux.
Pour mesurer la densité.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
16/42
La sonde est composée de:
o Une source de rayonnement g (par exemple du césium 137) émet danstoutes les directions ;
o Un premier détecteur de rayonnement
o Un deuxième détecteur
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
17/42
Mise en œuvre du Principe
L’information obtenue est un taux de comptage N, fonction du nombre de
photons diffusés par le matériau. Cette information dépend de nombreux
paramètres dont il n’est pas possible d’isoler les influences propres:
N = f (M, G, ∅)
M: Influence des matériaux (masse volumique: porosité et densité des grains; composition chimique de la
matrice; la teneur en eau.
G: représente la géométrie de la sonde (ses composants et leurs dispositions)
∅: tout ce qui définit la position de la sonde par rapport au matériaux (Le tubage, les lame d’air entre sonde et
tubage ainsi qu’entre tubage et matériaux).
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
18/42
Les diagraphies Neutron-Neutron
Principes
Les neutrons rapides sont émis par une sonde dans le forage et sont ralentis
par la collision avec les noyaux des atomes du matériau jusqu’à une limite
correspondant à l’énergie d’agitation thermique du milieu. Ces neutrons dits
« thermiques » sont diffusé puis sont absorbés par le matériaux. L’hydrogène
étant l’élément ayant le plus d’influence sur le ralentissement et la diffusion,
ceci permet de relier la teneur en eau volumique à la mesure de la densité de de
neutrons thermiques dans le milieu.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
19/42
Le principe de la diagraphie neutron-neutron est le même qu’avec les principes
de la diagraphie gamma-gamma:
o La source de rayonnement est une source
à neutrons rapides (source d’américium-beryllium)
o Le premier détecteur est un détecteur de neutrons,
o Le deuxième détecteur détecte, lui aussi, des neutrons.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
20/42
matériel utilisé :
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
21/42
Diagraphie de résistivité
La résistivité des roches dépend essentiellement de :
o La porosité totale communicante de la roche
o La quantité des électrolytes
o La qualité des électrolytes
o La teneur en eau
Roche eau ou polluant Gamme de résistivité (Ω m)
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
22/42
Résistivité de différentes roches, eaux et de polluants
Roche – eau ou polluant Gamme de résistivité (Ω.m)
Eau de mer 0.2
Eau de nappes alluviales 10-30
Eau de source 50-100
Jus décharge 5
Sables et graviers secs 1000-10000
Sables et graviers imbibes d’eau douce 50-500
Sables et graviers imbibes d’eau salée 0.5-5
Argiles 2-20
Marnes 20-100
Calcaires 300-10000
Grès argileux 50-300
Grès, quartzites 300-10000
Gneiss, granite sains 1000- 10000
Gneiss, granite altérés 100-1000
Tuf volcanique 20-300
Basalte 800-15000
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
23/42
Principe:
La sonde de diagraphie de résistivité est un cylindre fait dans un matériau
isolant qui porte des électrodes en forme d’anneaux métalliques.
Selon le nombre des électrodes d’injection de courant et des électrodes de
mesure de potentiel et leur espacement on distingue différentes dispositifs.
La mesure de résistivité électrique en forage :
ρapp= K. ΔV/I
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
24/42
Les dispositifs
• Le dispositif normal (sonde normal)
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
25/42
On mesure deux résistivités apparentes:
On obtient donc deux courbes de diagraphies :
La diagraphie petite normale N 16" (AM1= 40 cm)
o Sensible au variation verticale de résistivité
o Résultat influencé par diamètre de forage
La diagraphie grande normale N 64" (AM2= 1,60 m)
o Moins sensible au variation verticale de résistivité
o Résultat dépend peu de diamètre de forage
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
26/42
Réponse de la sonde normal
Le rayon d'investigation d'une telle sonde est égal à 2AM.Le point de mesure de la résistivité est le milieu O de l'espacement AM.
La résistivité lue est en général inférieure à la résistivité vraie.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
27/42
Les sondes normales donnent une courbe centrée sur
le milieu des couches.
Pour les couches minces résistantes il se produit une
phénomène d'inversion, la couche apparaît comme
conductrice.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
28/42
• sonde latéral
• L'espacement dans ce cas est de 18'8", 5.7 m. La profondeur d'investigation
est égale à AO.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
29/42
• L'expression de la résistivité est dans le cas d'une sonde latérale:
Réponse de la sonde latérale
• La sonde latérale fournit une courbe dissymétrique qu'il s'agisse de couchesrésistantes ou conductrices.
• Si les couches ont une épaisseur suffisante on peut dire que la sonde latérale
lit une résistivité proche de résistivité réelle.
• Pour les bancs minces il existe un certain nombre de règles empiriques qui
permettent de trouver la résistivité.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
30/42
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
31/42
• Dispositifs focalisésCe sont les outils où le courant électrique que l'on envoie est focalisé, c'est à
dire que grâce à un système d'électrodes on réalise un faisceau de lignes de
courant parallèles, ce faisceau pénètre les formations perpendiculairement à
l'axe du trou.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
32/42
Domaine d’application
En génie civil, la diagraphie de résistivité est indiquée lorsque l’on veut
préciser :
o La lithologie de terrain traversée par le forage
o Étude de fracturation de massif rocheux
o Complémentaire au compagne de prospection électrique de surface
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
33/42
Conditions d’applications
o Le contacte électrique entre les électrodes porter par la sonde et le terrain
doit être de bonne qualité.
o Si le forage est tubée , celui-ci doit être crépiné.
o Forage sec ne convient pas, on utilise des forages mouiller (eau ou boue
conductrice).
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
34/42
Diagraphie Microsismique
• Principe :
Cette technique consiste à mesurer les temps de propagation des ondes de
compression à la périphérie d’une paroi de forage au moyen d’une sonde
descendue dans un forage.
Les mesures sont effectuées dans tous les types de forages non tubés
(verticaux, inclinés, horizontaux, noyés ou secs).
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
35/42
• Matériel :
La sonde Microsismique est constituée par trois éléments reliés par desamortisseurs (silent block).
o Le premier élément porte la source sismique, qui est un petit marteau.
o Le deuxième élément porte un accéléromètre à environ 35 cm de la source.
o Le troisième élément porte un autre accéléromètre à environ 35 cm du
premier accéléromètre.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
36/42
• Le matériel microsismique :
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
37/42
• Principe de mesure :
La mesure se fait point par point, la source devant être bloquée au forage
pour chaque mesure.
Le pas de mesure est généralement de 35 cm. Il y a donc un recouvrement
des bases de mesure correspondant à la plus grande des deux distances
source-capteur.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
38/42
• Organisation et déroulement d’une campagne :
La préparation de la campagne de mesure consiste à vérifier l’état des
forages.
o vérifié qu’ils ne sont pas tubés.
o vérifié que leur diamètre est suffisant pour pouvoir y passer la sonde.
o vérifié que leur diamètre n’est pas trop grand pour que la course des vérins
permette de la bloquer.
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
39/42
• Exemple d’enregistrement :
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
40/42
• Vitesse des ondes sismiques :
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
41/42
CONCLUSION
-
8/17/2019 Exposé Diagraphie
42/42