La modélisation géologique des réservoirs

A l’heure où les discussions vont bon train concernant la fiabilité des modélisations climatiques, revenons sur ces méthodes de modélisation, appliquées aussi bien au climat qu’aux réservoirs sous terrain.

Dans un cas comme dans l’autre, il s’agira de décrire un objet naturel complexe en le simplifiant sous une forme numérique maîtrisable, pour en tirer des conclusions fiables.

L’objet à décrire (la terre dans un cas, un volume de roche sous terrain dans l’autre) sera d’abord discrétisé, c’est-à-dire décrit géométriquement par un ensemble de petites boites unitaires. Pour la planète il faudra prévoir des boites pour le sol, l’atmosphère, les océans… Si leur géométrie semble facile à définir, c’est leur taille qu’il faudra choisir convenablement. Le réservoir sous terrain aura lui une géométrie plus complexe avec des couches, des plis, des failles, devant refléter l’hétérogénéité du milieu. De plus cette géométrie n’est pas visible et devra être appréhendée à travers des observations indirectes, en particulier la géophysique.

Une fois les petites boites réalisées, on va s’attacher à définir pour chacune, un jeu de paramètres pertinent : pression, température, humidité, précipitation, évaporation… pour la planète et pression, température, porosité, perméabilité, fluide saturation… pour le réservoir. La définition de ces paramètres à un instant donné est déjà un sacré challenge. La planète est immense et il a fallu attendre l’arrivée des satellites pour disposer de mesures représentatives sur l’ensemble du globe. Le réservoir lui n’est caractérisable qu’à travers les échantillonnages très ponctuels que sont les forages. Il faudra alors toute la finesse du géologue, assisté d’outils performants comme la géostatistique, pour estimer comment ces valeurs échantillonnées évoluent en trois dimensions. Dans les deux cas, il faudra faire preuve de rigueur dans l’analyse des données: vérifier la qualité des mesures et leur représentativité. (Voir la charge récente de Claude Allègre concernant la validité du calcul d’une moyenne des températures mondiales !)

Une fois les boites et leurs paramètres définis, il reste à « faire vivre » tout cela grâce à la définition d’équations physiques traduisant le mieux possible la nature. Un puits de pétrole en production va entraîner une baisse de pression et un déplacement des fluides à travers les zones poreuses, selon des lois physiques maintenant bien connues – écoulements des fluides principalement. Les interactions entre tous les paramètres influençant le climat sont eux plus complexes et encore difficiles à mettre en équation. Les nuages et les embruns sont encore mal pris en compte et sont actuellement responsables des plus grosses divergences sur les modélisations climatiques. Dans le réservoir, les interactions chimiques entre un gaz comme le CO2 et la roche sont encore à l’étude.

Mais le modèle, une fois calé sur une période d’observation, va donc permettre de simuler des situations futures en fonction d’hypothèses : augmentation de la température atmosphérique en fonction des scénarios de rejet de CO2 , capacité de stockage sous terrain du même CO2 en fonction d’un nombre de puits donné.
Le principal point commun de ces modèles reste qu’ils doivent servir à décider : Décider de l’économie d’un projet industriel ou décider d’une action politique en réponse à un risque. Dans les deux cas, il faut bien différencier le travail scientifique, qu’il faut analyser et critiquer avec sérieux, du processus de prise de décision, toujours potentiellement pollué par les passions et les intérêts. Laissons cela aux décideurs , mais attachons nous en scientifique à mieux détailler et expliquer le travail d’analyse des données. Bref, travaillons les nuages et les embruns !

3 thoughts on “La modélisation géologique des réservoirs

  1. Marius,
    tes peintures de poisson sont vraiment très belles.

    Blague à part, c’est un très bon document qui permet à un pas trop initié d’y voir plus clair. Bravo!

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