Brevet FR2803034A1 — publié le 20010629

La présente invention a pour objet un procédé de vérification de l'étanchéité d'une caverne de stockage souterrain de gaz liquéfié sous pression. Selon des procédés connus, il est possible de stocker un gaz liquéfié sous pression dans un terrain saturé d'eau, à condition que le produit stocké ne soit pas miscible avec l'eau. Avant la mise en produit du stockage, il est nécessaire de vérifier l'étanchéité de la caverne. Pour ce faire, on injecte dans la caverne un gaz tel que de l'air à une pression dite d'épreuve, sensiblement supérieure à la pression de service, et on observe les variations de pression et de températures dans la caverne ainsi que du volume de la caverne pendant une période d'observation qui suit, d'une durée prédéterminée de stabilisation, la mise en pression de la caverne à la pression d'épreuve, afin de déceler une éventuelle baisse de pression dans la caverne qui, si elle était significative, traduirait une fuite de ladite caverne. Dans l'art antérieur, on procédait à des mesures des paramètres indiqués ci-dessus au début et à la fin de la période d'observation, et la différence entre les pressions initiales et finale, corrigées des éventuelles variations de températures et de volume, donnait une indication sur l'étanchéité de la caverne, à la précision des mesures près. Un des buts de la présente invention est de proposer un procédé de vérification de l'étanchéité d'une caverne de stockage souterrain d'un gaz liquéfié sous pression permettant de déceler une fuite avec une meilleure précision qu'avec les procédés de l'art antérieur, sans prolonger la durée d'observation. Selon la présente invention, un procédé de vérification de l'étanchéité d'une caverne de stockage souterrain de gaz liquéfié sous pression non miscible avec l'eau, dans un terrain saturé d'eau, comprenant pendant une durée prédéterminée d'observation suivant, d'une durée prédéterminée de stabilisation, la mise en pression de ladite caverne à une pression dite d'épreuve, des mesures périodiques d'au moins les paramètres physiques suivants - pression totale dans la caverne, - volume de la caverne, - températures dans la caverne, afin de déceler une éventuelle baisse de pression dans le temps dans la caverne, qui, si elle était significative, traduirait une fuite de ladite caverne, comprend en outre un traitement statistique qu'on fait subir aux résultats des mesures comprenant l'association desdites mesures périodiques par couples de mesures périodiques également espacées dans le temps d'une certaine durée et l'optimisation de cette dernière durée, partant de la durée prédéterminée d'observation et de la fréquence des mesures, dans le but d'obtenir une meilleure précision sur la mesure de la baisse de pression susceptible de se produire dans la caverne pendant ladite durée d'observation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront mieux à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple non limitatif des formes possibles de réalisation de l'invention, en regard du dessin ci-joint et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La Figure unique est un diagramme de temps illustrant la périodicité des mesures et comportant les différents symboles utilisés dans la description. Partant d'une durée totale d'observation To et d'une période Te entre deux séries de mesures successives, chaque série de mesures comportant au moins des relevés de pressions et de températures et une mesure du volume de la caverne, on recherche par le calcul un intervalle de temps Tm tel que le calcul de la moyenne arithmétique Apm des différences de pressions relevées avec un intervalle de temps Tm, corrigées des variations de température et de volume suivant la loi de Mariotte, permette d'obtenir une estimation de la véritable variation de pression dans la caverne dans un intervalle d'un niveau de confiance égal à 95% qui soit aussi petit que possible. Cet intervalle de temps Tm permet de déduire le nombre n de couples de mesures à prendre en compte dans les calculs. Sur la Figure, on a représenté sur un axe de temps Ot la succession temporelle des différentes phases des mesures â effectuer pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Après une durée de stabilisation Ts, on effectue des séries de mesures espacées dans le temps de la période Te pendant une durée d'observation To. On associe ensuite les résultats d'une série de mesures effectuée à l'instant t avec ceux de la série de mesures effectuée à l'instant t +Tm. On obtient ainsi n couples supposés indépendants de séries de mesures pendant la durée d'observation To et on a Ainsi, le couple de séries de mesures numéro j est constitué des mesures initiales numéro j de pression (pij), de températures (Tij) et de volume (Vij) relevées â l'instant tij, et des mesures finales numéro j de pression (pfj), de température (Tfj) et de volume (Vfj) relevées à l'instant tfj. On calcule ensuite les variations de pression Apj Opj = pfj - pij x (Tfj = Tij) x (Vij = Vfj) Le calcul de la moyenne arithmétique Apm des n variations de pression Apj permet d'obtenir une estimation de la véritable variation de pression dans la caverne entre la première et la dernière série de mesures, c'est-à-dire pendant la durée d'observation To. Avec le procédé de l'invention, la vérification de l'étanchéité d'une caverne est effectuée avec une incertitude qui, pour une même durée d'observation To, est divisée par par rapport aux procédés de l'art antérieur mentionnés ci-dessus, n étant le nombre de couples de séries de mesures indépendantes. A titre d'exemple, le calcul optimisé de n et Te donne, pour To = 101 heures et Te = 1 heure : n = 34 couples de mesures et Tm = 68 heures. REVENDICATION Procédé de vérification de l'étanchéité d'une caverne de stockage souterrain de gaz liquéfié sous pression non miscible avec l'eau, dans un terrain saturé d'eau, comprenant pendant une durée prédéterminée d'observation (To) suivant, d'une durée prédéterminée de stabilisation (Ts), la mise en pression de ladite caverne à une pression dite d'épreuve, des mesures périodiques d'au moins les paramètres physiques suivants - pression totale dans la caverne, - volume de la caverne, - températures dans la caverne, afin de déceler une éventuelle baisse de pression dans le temps dans la caverne, qui, si elle était significative, traduirait une fuite de ladite caverne, caractérisé en ce qu'on fait subir aux résultats des mesures un traitement statistique comprenant l'association desdites mesures périodiques par couples de mesures périodiques également espacées dans le temps d'un intervalle de temps (Tin) et l'optimisation de cet intervalle de temps, partant de la durée prédéterminée d'observation (To) et de la période (Te) des mesures, dans le but d'obtenir une meilleure précision sur la mesure de la baisse de pression susceptible de se produire dans la caverne pendant ladite durée d'observation.