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Thèse soutenue

Caractérisation d'un fluide polyphasique en écoulement par des mesures hyperfréquences en réflexion

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Auteur / Autrice : Benjamin Jannier
Direction : Florence Ossart
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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Le LGEP travaille depuis 2003, avec la société Geoservices, sur un projet d'étude pour la conception d'un capteur de fractions de phases, basé sur des mesures hyperfréquences en réflexion, utilisé dans le contexte de l'exploitation d'un champ pétrolier. Le fluide s'écoulant dans un puits est le mélange d'une phase liquide (huile et eau) et gazeuse dont l'ingénieur réservoir cherche à mesurer les débits respectifs afin d'optimiser le fonctionnement du champ. Au sein d'un débitmètre à venturi, le capteur électromagnétique doit mesurer la fraction volumique d'eau présente dans la phase liquide ainsi que la fraction surfacique de gaz. La contribution de ce travail de thèse a consisté en l'application d'une méthode originale de calcul des fractions des trois phases sur des mélanges en régime dynamique et dans des conditions proches de celles rencontrées sur le terrain. Le capteur initial a été modifié pour prendre en compte les contraintes d'intégration dans le débitmètre. Les modèles associés ont été adaptés en conséquence et validés par des mesures sur fluides statiques en laboratoire. Des mesures sur fluides dynamiques pour des régimes d'écoulement annulaires et turbulents ont été faites sur des boucles polyphasiques. La méthode d'étude adoptée a permis de caractériser la répartition des phases dans le conduit et les structures liquide/gaz en écoulement. Ainsi, il a été montré que de bonnes performances pouvaient être obtenues pour la mesure de la fraction d'eau lors d'écoulements où le taux de gaz est modéré. Concernant la fraction de gaz, les limitations sévères, intrinsèques à la mesure électromagnétique en réflexion, ont été établies et expliquées.