Brevet FR2728342A1 — publié le 19960621

La présente invention concerne un prise de pression sélective permettant d'appliquer sélectivement à un capteur de pression approprié, la pression d'un fluide dans un échantillon d'un matériau poreux contenant au moins deux fluides distincts tels que de l'eau et de l'huile par exemple. La prise de pression selon l'invention peut servir par exemple dans des laboratoires faisant des tests et des mesures sur des échantillons géologiques, notamment pour mesurer des pressions capillaires de fluides dans des milieux poreux. La connaissance que l'on peut acquérir de différents paramètres pétrophysiques des roches durant des phases de drainage ou d'imbibition, peut servir par exemple à choisir le fluide le plus apte pour déplacer les hydrocarbures pétroliers qu'elles contiennent et d'améliorer de ce fait l'efficacité des procédés de récupération assistée d'hydrocarbures dans un gisement. Il est connu de déterminer par exemple la saturation et la mouillabilité des roches vis-à-vis de fluides tels que l'eau (sous forme de saumure) et l'huile qui peuvent y être contenus. A cet effet, on procède à des phases de drainage de la roche c'est-à- dire à un déplacement des fluides visant à diminuer la saturation en eau, suivies de phases d'imbibition, visant au contraire à augmenter sa saturation en eau (Sw). Des dispositifs pour la mesure de paramètres pétrophysiques de roches sont décrits par exemple dans les demandes de brevet FR.2.603.040, E.N 93/09.481 ou E.N 94/10.783 du demandeur ou bien encore dans - les brevets US 4 868 751 ou 5 069 065. Pour mesurer la pression capillaire en un point d'un échantillon poreux en présence de deux fluides en phase continue (de l'eau et de l'huile par exemple), qui se définit, on le rappelle, comme la différence Pc à l'équilibre entre la pression P(huile) et la pression P(eau), il faut pouvoir mesurer séparément ces deux pressions. Les prises de pression existantes ne permettent pas de faire des prélèvements sélectifs de pression dans un 3 5 écoulement dynamique de deux fluides. La prise de pression selon l'invention permet l'application sélective à un capteur de pression d'au moins un fluide particulier situé dans un échantillon solide présentant une certaine porosité et saturé par ce fluide particulier et au moins un autre fluide, cet échantillon étant contenu dans une enveloppe ou gaine étanche. Elle comporte un corps allongé pourvu d'un canal axial, des moyens de fixation (une partie pourvue extérieurement d'un filetage par exemple) permettant sa mise en place dans un logement ménagé au travers de la gaîne de l'échantillon, et des moyens de liaison connectant le canal axial avec un capteur de pression. Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte un embout muni de moyens d'étanchéité, adapté à plaquer contre la paroi de i 5 I'échantillon d'une membrane semi-perméable perméable à ce fluide particulier. Suivant un mode de réalisation, I'embout comporte une face terminale concave dont la partie périphérique est adaptée à presser étroitement la membrane contre la paroi de l'échantillon, de façon à éviter toute fuite périphérique de fluide. Suivant un mode de réalisation avantageux, la membrane semi-perméable peut être constituée de plusieurs couches superposées. Il s'agit par là de minimiser les risques d'endommagement mécanique de la membrane au contact de la paroi de l'échantillon qui est le plus souvent rugueuse, quand elle se trouve plaquée contre elle par l'insertion du corps dans son logement de la gaîne. Suivant un mode de réalisation, le corps comporte une partie filetée pour son vissage dans le logement de la gaine 3 0 Suivant un mode préféré de mise en oeuvre, on place la membrane contre la paroi de l'échantillon, au fond du logement dans la gaîne, et on la plaque contre la paroi par vissage du corps de la prise de pression dans le logement de la gaîne. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode de réalisation décrit à titre d'exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé o - la Fig.1 montre la prise de pression dans un logement au contact d'un échantillon gainé; et - la Fig.2 montre plus en détail en coupe partielle un embout terminal de la prise de pression. La prise de pression selon l'invention permet d'appliquer sélectivement à un capteur approprié, la pression exercée par un fluide en un point d'un échantillon solide poreux, contenant au moins deux fluides distincts, qui se trouve placé à l'intérieur d'un étui ou gaine étanche. Cette prise de pression comporte (Fig.1, 2) un corps allongé 1 pourvu d'un canal central 2, et sur une partie de sa longueur, d'un filetage extérieur 3 permettant son vissage dans un 1 5 logement ménagé au travers de la gaine ou l'étui 4 de l'échantillon 5. Le corps 1 de la prise comporte un embout 6 dont la face terminale 7 est adaptée lors du vissage, à venir appliquer étroitement contre la paroi de l'échantillon 5, une membrane semi-perméable 8 que peut traverser le fluide en question. L'extrémité extérieure de la prise de pression opposée à l'embout, comporte des moyens de fixation 9 d'un conduit 10 permettant la mise en communication du canal central 2 avec un capteur de pression 11, et des méplats de serragel2. L'embout 6 est pourvu extérieurement de joints toriques d'étanchéité 13. De préférence, la face terminale 7 de l'embout est de forme concave. C'est sa partie périphérique 14 qui, au moment du vissage de la prise de pression dans son logement, vient presser étroitement la membrane semiperméable 8 contre la paroi de l'échantillon. De cette manière, on évite toute fuite 3 0 possible entre la prise de pression et son logement dans la gaine 4 de l'échantillon 5 qui lui ferait perdre son caractère sélectif. Cela permet en outre de délimiter très précisément le point de prélèvement de la pression. Suivant un mode de mise en oeuvre, la membrane semi- perméable est mise en place directement au fond de la cavité ménagée dans la gaîne avant d'y visser le corps de la prise de pression. Pour renforcer la membrane semi-perméable il est possible de superposer plusieurs couches semi-perméables, la partie périphérique 14 de la face terminale 7 venant les presser ensemble contre la paroi de l'échantillon. REVENDICATIONS 1) Prise de pression pour l'application sélective à un capteur de pression (11) d'au moins un fluide particulier dans un échantillon solide (4) présentant une certaine porosité qui est saturé par ce fluide particulier et au moins un autre fluide, cet échantillon étant contenu dans une enveloppe ou gaine étanche (5), comportant un corps allongé (1) pourvu d'un canal axial (2), des moyens (3) de fixation permettant sa mise en place dans un ! 0 logement ménagé au travers de la gaine de l'échantillon, et des moyens de liaison (9, 10) connectant le canal axial avec un capteur de pression, caractérisée en ce qu'elle comporte un embout (6) muni de moyens d'étanchéité (13), adapté à plaquer contre la paroi de l'échantillon (5), au moins une membrane ! 5 semi-perméable (8) perméable à ce fluide particulier. 2) Prise de pression selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embout (6) comporte une face terminale (7) de forme concave dont la partie périphérique est adaptée à presser étroitement la membrane contre la paroi de l'échantillon, de façon à éviter toute fuite périphérique de fluide. 3) Prise de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la membrane semi- perméable (8) peut être constituée de plusieurs couches superposées. 4) Prise de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps (1) comporte une partie filetée (3) pour son vissage dans le logement de la gaine (4). ) Méthode pour la mise en place de la prise de pression 3 0 selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'on dépose la membrane semi-perméable (8) contre la paroi de l'échantillon (5) au fond du logement dans la gaîne, et on la plaque contre cette paroi par vissage du corps (1) de la prise de pression dans son logement de la gaine (4).