Brevet FR2855552A1 — publié le 20041203

PROCEDE POUR REALISER DES FRACTURATIONS HYDRAULIQUES DANS LES GISEMENTS AQUIFERES OU PETROLIFERES La présente invention concerne un procédé pour réaliser des fracturations 5 hydrauliques dans les gisements aquifères ou pétrolifères notamment dans le cas o l'on utilise un fluide de trop faible efficacité et/ou ayant des propriétés rhéologiques insuffisantes de sorte que la fracture induite lors de l'injection forcée soit trop étroite pour que le granulat du diamètre adapté à la réalisation d'un drain efficace puisse être entraîné librement par l'écoulement du gel dans le sein du massif rocheux à fracturer, 10 réduisant ainsi considérablement voire empêchant pratiquement toute extension horizontale du drain et partant grevant largement voire annihilant le bénéfice de la stimulation envisagée. La fracturation hydraulique telle qu'elle est actuellement connue est la suivante: MECANISME DE PRODUCTION D'UN PUITS IMPLANTE DANS UNE NAPPE Sur la Fig. 1 est représentée schématiquement la partie inférieure d'un puits de production d'un effluent mobile, liquide ou gazeux, avantageusement de l'eau ou un hydrocarbure, captif dans une nappe souterraine au sein d'une strate ou d'une série de strates géologiques 1 poreuse et perméable, limitée vers le haut par le toit 2 et vers le bas par le mur 3. Le puits est constitué d'un cuvelage tubulaire 4 avantageusement en 20 acier, le plus souvent cimenté à la paroi rocheuse depuis le fond jusqu'à la surface. Un obturateur annulaire 5 permet d'isoler la section du puits 6 qui fait face aux niveaux productifs 1 couramment appelée le fond du puits dont le rayon fait typiquement dix centimètres et qui collecte l'effluent à travers une liaison couche-trou perméable 7 souvent constituée de perforations rayonnantes ou d'une crépine; d'autre part 25 I'obturateur annulaire 5 est hermétiquement connecté vers le haut du puits à une colonne de production tubulaire 8 avantageusement en acier qui permet l'évacuation de l'effluent vers la surface 9. Le puits reste en production si l'on parvient à maintenir au niveau du fond une pression constamment inférieure à celle qui règne dans la nappe à exploiter: d'après la loi de Darcy il se crée alors un écoulement, horizontal, comme 30 illustré sur la Fig. 1, qui dans un premier temps converge vers le puits et dont les vitesses approximativement radiales croissent continûment depuis les marges de l'aire de drainage du puits 10 jusqu'aux abords 11 de la liaison couche-trou 7 avant d'être détourné vers le haut 12 dans le fond du puits 6 et de remonter 13 vers la surface 9 guidé par la colonne de production 8; dans son voyage au sein du gisement, horizontal 35 dans le cas représentatif de la Fig. 1, les vitesses qui se répartissent sensiblement suivant un modèle radial centripète suivent une loi de croissance quasi logarithmique et ainsi, I'effluent dépense sensiblement la même énergie pour parcourir les quelques centaines de mètres séparant les marges de l'aire de drainage de la limite extérieure d'une zone 14 entourant le puits et quasi circulaire de quelques mètres de rayon, que 5 pour traverser la zone 14 elle-même jusqu'à la liaison couche-trou 7 du puits. La zone 14 apparaît donc comme un goulot d'étranglement qui freine l'écoulement et pour améliorer la capacité de production du puits, on voit tout l'avantage qu'il peut y avoir à diminuer les pertes de charge de l'écoulement dans cette zone 14 par un procédé approprié comme la fracturation hydraulique. Il est a souligner que la partie inférieure du puits d'extraction, Fig. 1, a été représentée verticale par simplification car il s'agit simplement ici d'illustrer un mécanisme d'action physique sur un cas particulier simple bien que très représentatif mais dont la portée est générale et de ce fait englobe également tous les autres types de puits possibles, inclinés, horizontaux et/ou à entrées multiples. MECANISME DE PRODUCTION D'UN PUITS STIMULE PAR FRACTURATION HYDRAULIQUE Comme représenté sur la Fig. 2, pour stimuler un puits par fracturation hydraulique, le long de deux génératrices méridiennes de la liaison couche-trou 7, on le relie à un drain 15, artificiel, beaucoup typiquement vingt mille fois - plus perméable que le gisement 1, constitué d'un granulat très dur de faible granulométrie - les billes 20 ont un diamètre typique d'un millimètre- disposé en couche de faible épaisseurtypiquement un centimètre- répartie sur une surface approximativement plane à l'intérieur d'un rectangle de grande extension horizontale - typiquement trente à soixante mètres -, symétrique par rapport au puits, et qui traverse largement la zone 14 de sorte qu'il collecte directement l'effluent dans les profondeurs du gisement o les 25 vitesses d'écoulement 10 sont encore faibles pour le transporter jusqu'au fond du puits 6 à grande vitesse 16 mais quasiment sans perte de charge du fait de sa très grande perméabilité. Une coupe horizontale du gisement illustrée sur la Fig. 3, montre que le champ des vitesses de l'effluent régnant autour d'un puits fracturé n'est plus radial comme dans le cas d'un puits ordinaire mais que la fracture drainante agissant 30 comme une surface isobare force le flux à se répartir sur toute son étendue en lui restant orthogonal 17, ce qui a pour effet d'augmenter significativement le potentiel de production du puits en limitant fortement les pertes de charge à travers la zone 14: dans le cas o la perméabilité du granulat est adéquate, on peut calculer que le puits stimulé produit comme un puits circulaire ordinaire dont le diamètre serait égal à 35 I'extension horizontale de l'une des deux ailes de la fracture artificielle. Il est aussi à noter que sur les Fig. 2 et Fig. 3 on a représenté la fracture dans une position méridienne par rapport au fond du puits par simplification car il s'agit simplement ici d'illustrer un mécanisme d'action physique sur un cas particulier simple bien que largement représentatif mais dont la portée est générale et de ce fait englobe 5 également tous les autres modes de connexion possibles entre une ou plusieurs fracture(s), verticale(s), inclinée(s), horizontale(s) et/ou à branchements multiples, et tous les types de puits existants, inclinés, horizontaux et/ou à entrées multiples. DEROULEMENT D'UNE FRACTURATION HYDRAULIQUE Si dans le fond du puits 6 on est capable de maintenir un fluide de fracturation 10 sous une pression dite de fracturation suffisamment plus élevée que la pression interne de la roche constitutive du gisement 1 - plus précisément, il s'agit de la contrainte principale géostatique horizontale mineure 18 représentée sur la Fig. 3, elle-même largement supérieure à la pression interstitielle initiale de l'effluent-, la paroi rocheuse située immédiatement derrière la liaison couche-trou 7 va se fendre le long des deux 15 génératrices méridiennes qui forment un plan vertical orthogonal à la contrainte principale géostatique horizontale mineure 18 régnant dans le massif rocheux au voisinage du puits; ensuite le fluide de fracturation va envahir les deux amorces de rupture symétriques ainsi crées pour les agrandir dans le même plan tant que l'on maintient la pression de fond audessus de la pression de fracturation locale en 20 alimentant constamment en fluide de fracturation, réalisant ainsi une fracture à deux ailes symétriques par rapport au puits. En accord avec la théorie, on constate que la fracture est d'autant plus ouverte i) que le fluide de fracturation reste dans la fracture au lieu de percoler dans le sein du gisement à travers les parois de la fracture, ii) que la viscosité apparente du fluide fracturation est importante, et iii) que le débit d'injection du fluide fracturation est élevé. Lorsque l'injection de fluide de fracturation cesse, la fracture se referme sous l'effet de la poussée générée par la contrainte géostatique 18 cependant que le fluide de fracturation est évacué par percolation à travers les parois de la fracture dans les pores du gisement en chassant 30 I'effluent dont la pression propre reste bien inférieure à la sienne. On utilise cette propriété pour réaliser une fracturation hydraulique: pour disposer d'un fluide de fracturation, à l'aide de produits chimiques et d'équipements de surface appropriés, on fabrique un gel visqueux, le plus souvent à base d'eau, avantageusement à la demande et en continu; on peut en régler chimiquement la 35 viscosité apparente à volonté ainsi que la durée de vie, période au-delà de laquelle il se détruit et redevient de l'eau. On dispose également d'un silo rempli de granulat très dur et bien calibré qu'à l'aide d'un matériel adapté on sait instantanément mélanger au gel en n'importe quelle proportion définie préalablement et ce avec une grande précision; la viscosité apparente du gel -typiquement de 3.1 0-1 Pascai-seconde pour les gels de 5 bonne qualité - est suffisante pour qu'il soit capable d'entraîner les billes de granulat sans qu'elles puissent significativement sédimenter sous leur propre poids. On dispose d'autre part d'une batterie de pompes dont le débit est avantageusement asservi par programmation et qui sont suffisamment puissantes pour maintenir le régime de fracturation. L'ensemble de tout le dispositif de surface est équipée d'une métrologie 10 complète couplée à des ordinateurs de chantier permettant de connaître en temps réels soit par mesure directe à partir de capteurs spécifiques soit par estimation indirecte comme le résultat d'un calcul numérique, notamment le débit instantané et le volume cumulé de fluide de fracturation, le débit massique instantané et la masse cumulée de granulat, la pression d'injection instantanée du fluide de fracturation en tête de puits 15 ainsi que la pression d'injection du fluide de fracturation régnant au fond du puits 6 dite PRESSION D'INJECTION. Le TRAITEMENT débute par une PHASE D'OUVERTURE o l'on crée une fracture d'une taille appropriée à la fois au diamètre représentatif des billes du granulat et à la dimension du drain que l'on cherche à mettre en place en envoyant un bouchon 20 de gel pur dans le fond du puits 6 à l'aide. Commence ensuite la PHASE DE REMPLISSAGE o tout en maintenant le débit de l'injection forcée, on mélange progressivement du granulat au gel suivant une SEQUENCE D'ENSABLAGE prédefinie et si le volume du bouchon de gel pur de la PHASE D'OUVERTURE a été correctement dimensionné, au moment o les premières billes de granulat atteignent la liaison 25 couche-trou 7, la fracture créée par le bouchon de gel pur est déjà suffisamment ouverte pour que les billes puissent y entrer facilement pour ensuite avancer librement dans les profondeurs du gisement emportées par le flux de gel qui circule entre les faces de la fracture sous l'action de l'injection forcée. Quand toute la masse de granulat prévue pour réaliser le drain artificiel a été mélangée, sans arrêter les pompes, on 30 coupe l'alimentation en granulat et on abaisse la viscosité du gel: c'est le bouchon de CHASSE dont le volume est légèrement mais strictement inférieur - typiquement quatre-vingt dix pourcents- au volume de la colonne de production 8. Quand le bouchon de CHASSE est complètement passé dans la colonne de production 8, on arrête brusquement les pompes et on isole le puits des équipements de surface en 35 fermant une vanne de surface. Les opérations s'achèvent par la PHASE DE FERMETURE au cours de laquelle la plus grande partie du gel arrivé dans la fracture lors de la PHASE D'OUVERTURE et de la PHASE DE REMPLISSAGE s'évacue en percolant dans les pores du gisement cependant que les parois de la fracture emprisonnent progressivement le granulat tout en l'écrasant -sans le broyer si sa 5 résistance est adaptée- sous l'action de la contrainte géostatique 18. La PHASE DE FERMETURE dure plus longtemps que la durée de vie du gel injecté - typiquement quelques heures de plus que la durée des PHASES de pompages - de sorte qu'il ait le temps de prendre la consistance rhéologique de l'eau. Enfin au cours d'une PHASE DE NETTOYAGE, à l'aide d'un équipement adapté, avantageusement une unité connue 10 par les techniciens dans le domaine sous le terme de "tubage bobiné" , on élimine le gel dégradé ainsi que le granulat qui est resté dans le puits après la PHASE DE FERMETURE par circulation vers la surface, après quoi on démarre le puits à l'aide des techniques habituelles, connues en elles- mêmes, et on le laisse ensuite débiter sur torche le temps qu'il faut pour que la majeure partie de l'eau provenant du gel dégradé 15 ait le temps de ressortir des profondeurs du gisement; lorsque la production devient suffisamment anhydre, on remet normalement le puits en production en le raccordant au réseau de collectes du champ. Dans la pratique, le TRAITEMENT -à savoir, successivement: les PHASES D'OUVERTURE, DE REMPLISSAGE, LA CHASSE, les PHASES DE FERMETURE et 20 DE NETTOYAGE- est souvent précédée d'une INJECTION préparatoire dont le but est de déterminer des PARAMÈTRES PHYSIQUES, à savoir: i) la PRESSION D'INJECTION qu'il faut mobiliser pour fracturer le gisement, ii) les paramètres de percolation du gel dans la roche à fracturer et iii) la pression de fermeture de la fracture, c'est-à-dire la PRESSION 25 D'INJECTION minimale qui maintient la fracture ouverte. L'INJECTION PREPARATOIRE débute par une PHASE D'OUVERTURE exécutée avec un volume de gel suffisant -typiquement vingt pour cent du volume de gel nécessaire à la réalisation du TRAITEMENT à venir - pour qu'injecté au débit prévu pour le TRAITEMENT à venir, on développe une fracture de taille suffisante pour qu'elle soit 30 représentative du comportement mécanique de la fracture à réaliser lors du TRAITEMENT à venir. Après la CHASSE, I'opération s'achève par une PHASE DE FERMETURE d'une durée adéquate mais généralement assez courte - typiquement une demi-heure - au cours de laquelle on enregistre le déclin de pression associée à la fermeture de la fracture provoquée par la percolation du gel dans les pores du 35 gisement. C'est par l'analyse de ce déclin de pression par des procédés connus en eux- mêmes que l'on détermine les PARAMETRES PHYSIQUES qui, à l'aide de logiciels de simulation numérique de fracturation hydraulique disponibles et connus en eux-mêmes, permettront de dimensionner les paramètres caractéristiques des PHASES D'OUVERTURE et DE REMPLISSAGE du TRAITEMENT à venir en fonction de 5 I'envergure de la fracture qu'il faudra réaliser pour stimuler adéquatement le puits à traiter. Avantageusement, on peut contrôler la hauteur de la fracture au puits en enregistrant un profil de la température du puits au droit du gisement et de ses épontes quelques heures après la fin du pompage: la zone fracturée qui a été refroidie en profondeur par le fluide de fracturation reste relativement plus froide plus longtemps 10 que les autres sections du puits. MECANISMES PHYSIQUES MIS EN JEU LORS DE LA MISE EN PLACE DU GRANULAT MODES D'EXPANSION DU FLUIDE DE FRACTURATION DANS LA ROCHE Lorsque l'on fracture une roche à l'aide d'un fluide de fracturation quasi 15 incompressible, il ne peut se faire une place dans la roche que suivant l'un des trois MODES D'EXPANSION élémentaires qui le plus souvent se combinent. En supposant que la fracturation s'effectue à hauteur constante - par exemple que la fracture reste confinée dans le gisement 1 entre le toit 2 et le mur 3 comme sur le schéma de la Fig. 2-, on peut alors définir de façon simple la géométrie du volume envahit par le 20 fluide de fracturation à un instant donné par une coupe horizontale de l'une des deux ailes de la fracture. MODE D'EXTENSION PURE Dans ce MODE on suppose: i) que la roche est imperméable, et ii) que la fracture s'étend horizontalement en gardant une ouverture constante à l'entrée c'est-à-dire au puits. Sur la Fig. 4.1 on a représenté en pointillés 19 la fracture à un instant quelconque et en trait plein 20 la même fracture à un instant ultérieur après qu'elle s'est propagée en MODE D'EXTENSION PURE et on constate que la surface de la fracture a augmenté de toute la section 21 située à l'intérieur du périmètre 30 rectangulaire. Comme la PRESSION D'INJECTION est relative à l'entrée de la fracture, elle ne dépend que de l'ouverture au puits et quand le débit d'injection est maintenu constant, elle reste également constante durant une phase de propagation en MODE D'EXTENSION PURE. MODE DE GONFLEMENT PUR Dans ce MODE on suppose: I) que la roche est imperméable, et Il) que la fracture ne se propage pas et partant garde une surface constante de sorte que la seule façon pour le fluide de fracturation de trouver de la place est d'ouvrir d'avantage la fracture en la gonflant comme un vérin plat. Sur la Fig. 4.2 on a 5 schématisé le début 23 et la fin 24 de la phase d'évolution en MODE DE GONFLEMENT PUR. On constate que l'ouverture de la fracture augmente sur tout le profil et singulièrement au puits 25; aussi en MODE DE GONFLEMENT PUR, la PRESSION D'INJECTION augmente-t-elle constamment et ce, proportionnellement à l'accroissement du volume de fluide de fracturation entré dans la fracture. 10 MODE DE PERCOLATION PURE Dans ce MODE on suppose: I) que la roche est poreuse et perméable à I'effluent qu'elle contient comme au fluide de fracturation, et Il) que la fracture garde la même géométrie sans se propager ni se gonfler: le 15 fluide de fracturation trouve un débouché en envahissant l'espace poreux du gisement après avoir refoulé l'effluent autour de la fracture en le comprimant. Sur la Fig. 4.3 on a représenté le profil immobile de la fracture 26 ainsi que la zone du gisement envahit par percolation respectivement au début 27 et à la fin 28 de la phase d'évolution en MODE DE PERCOLATION PURE. Pendant ce MODE o il faut réguler le débit d'injection de 20 telle sorte que l'on compense exactement le volume de fluide de fracturation perdu par percolation, comme la géométrie de la fracture reste inchangée et en particulier l'ouverture de la fracture au puits 29, la PRESSION D'INJECTION ne varie pas non plus. Une roche imperméable ne peut se fracturer qu'en MODE D'EXTENSION PURE 25 ou DE GONFLEMENT PUR ou encore par une combinaison des ces deux MODES, occurrence qui survient d'ailleurs naturellement au cours d'une opération classique o la fracture s'étend horizontalement tout en s'élargissant. Lorsque la roche est un gisement à la fois poreux et perméable - le cas qui nous intéresse ici -, lors d'une fracturation simple telle qu'une PHASE D'OUVERTURE, les trois MODES se 30 conjuguent suivant le schéma de la Fig. 4.4 dont chacun des éléments a déjà été décrit dans trois sousfigures précédentes et ont gardé leur référence d'origine: simultanément, la surface de la fracture s'accroît 21, son ouverture augmente 25 cependant qu'une grande proportion du fluide fracturation se perd par percolation dans le gisement 27 et 28. Parfois on observe des phases d'évolution à PRESSION D'INJECTION quasi constante en MODE D'EXTENSION PURE associé au MODE DE PERCOLATION PURE. Avec du fluide de fracturation pur, il n'est pas possible d'observer des phases d'évolution en MODE DE GONFLEMENT PUR ou DE PERCOLATION PURE ou 5 encore une combinaison des ces deux MODES car la surface de la fracture augmente toujours. Cependant au cours d'une PHASE DE REMPLISSAGE on verra que le granulat peut bloquer l'extension surfacique de la fracture, auquel cas on aboutit à une phase d'évolution en MODE DE GONFLEMENT PUR et DE PERCOLATION PURE conjuguées, toujours associée à une forte montée de la PRESSION D'INJECTION ou 10 même à une phase en MODE DE PERCOLATION PURE si l'on régule adéquatement le débit en le réduisant progressivement pour maintenir la PRESSION D'INJECTION constante. CRITERES DE TRANSPORTABILITE DU GRANULAT PAR LE FLUIDE DE FRACTURATION Le granulat est transporté dans le gisement par convexion, entraîné par le flux du 15 fluide de fracturation qui a une viscosité apparente suffisante pour que l'on puisse négliger les effets de la gravité. On ne peut pas toujours transporter n'importe quelle quantité de n'importe quel granulat dans n'importe quelle fracture car il faut en fait respecter deux CRITERES dits de TRANSPORTABILITE: CRITÈRE DE FLUIDITÉ Un mélange de fluide fracturation et d'un granulat de billes peut être caractérisé physiquement par la proportion du volume du mélange occupé par les billes: du fluide de fracturation pur donne une proportion de 0% et une boite cubique complètement remplie du matériau constitutif des billes donnerait 100%. Sur la Fig. 5.1, on a tracé une échelle 30 graduée de 0%, 31 à 100%, 32 et en dessous, on a représenté différents 25 mélanges d'un même granulat en proportion de plus en plus élevée: les deux états limites monophasiques respectivement " fluide pur " 33 et " granulat pur " 34 encadrent des mélanges de plus en plus enrichis en granulat: on constate de visu que lorsque le mélange est peu chargé 35, 36 et 37 les grains ne se touchent pas et a contrario que si la proportion de granulat est importante 38 et 39 les grains se touchent 30, ce qui génère des forces de contact du type " frottement solide sur solide "; dans le premier cas le mélange garde la rhéologie d'un fluide et se comporte comme un fluide de fracturation un peu plus visqueux que s'il était pur tandis que dans le second cas le mélange prend la rhéologie d'un tas de sable et si cet état survient alors qu'il voyage dans la fracture, il s'arrête sur place en s'arc-boutant sur les parois de la fracture. Pour un granulat de billes sphériques de même diamètre la limite de fluidité théorique 40 est voisine de 52%. Une remarque importante: le critère de fluidité est absolu en ce sens qu'il ne fait intervenir i) ni la grosseur du granulat et ainsi, trois échantillons de mélange préparés avec des billes de taille différente mais en proportion identique tels que ceux représentés sur la Fig. 5.2 auront des comportement rhéologiques identiques, ii) ni la géométrie du conduit à travers lequel on compte injecter le mélange: le bourrage surviendra aussi bien dans une fracture que dans une conduite tubulaire voire 10 dans un bac. Pour évaluer les conséquences du CRITERE DE FLUIDITE sur le transport convectif du granulat par le fluide de fracturation, sur la Fig. 5.3 on a schématisé un échantillon particulier de mélange à plusieurs instants successifs pris au cours de son voyage dans la fracture 41 dont on n'a représenté que l'extension ultime pour ne pas 15 surcharger le dessin: au moment o il 42 rentre dans la fracture, il est suffisamment peu chargé en granulat 43 pour qu'il respecte le CRITERE DE FLUIDITE; entraîné par le courant, il avance dans la fracture cependant qu'une partie du fluide de fracturation quitte l'intérieur de la fracture pour envahir les pores de la roche par percolation et comme les billes du granulat sont beaucoup plus grosses que le diamètre des pores du 20 gisement, la totalité du granulat demeure à l'intérieur de la fracture, transportée par de moins en moins de fluide de fracturation. Conséquence: si l'injection perdure, tôt ou tard on finira par atteindre puis par dépasser le seuil de fluidité et, I'échantillon s'arrêtera sur place. En 44, I'échantillon a perdu la moitié de son fluide de fracturation 45 par percolation, sa charge a donc doublé 46 mais il reste transportable 25 car le CRITERE DE FLUIDITE est encore respecté; ce n'est plus le cas en 47 o les trois quarts du fluide de fracturation se sont perdus 48 et le taux de chargement 49 atteint 72%. Dans les conditions décrites par ce schéma, cet échantillon particulier n'atteindra jamais la moitié aval de la fracture 50 que l'on a hachurée. CRITERE DE PASSAGE Si l'on cherche à transporter un mélange de fluide de fracturation et de granulat entre les parois d'une fracture, il faut naturellement respecter le CRITERE DE FLUIDITE mais également un second critère qui cette fois est relié à la géométrie des éléments en présence: (a) Si l'écartement des parois de la fracture est supérieur ou égal à trois fois le 35 diamètre représentatif du granulat, il suffit de respecter le CRITERE DE FLUIDITE pour que la convexion s'effectue normalement: tant que le mélange est suffisamment peu chargé en granulat pour conservé la rhéologie d'un fluide, les grains ne " ressentent " pas l'exiguïté de la fracture. (b) Si l'écartement des parois de la fracture est compris entre une et trois fois le 5 diamètre représentatif du granulat, les grains peuvent être gênés dans leur mouvement par les parois de la fracture et la charge limite en granulat dans le mélange doit être sensiblement abaissée relativement au seuil du CRITERE DE FLUIDITE pour que le mélange avance sans problème et ce d'autant plus que la fissure est étroite, sans quoi des arches de billes se forment en prenant appui sur les parois rocheuses, qui 10 s'opposent à la propagation du mélange et qui le bloquent progressivement, et tous ces frottements se traduisent par une augmentation parasite continue de la PRESSION D'INJECTION. En s'appuyant sur des résultats expérimentaux, Gruesbeck et Collins ont publié en 1978 une expression mathématique de cette charge limite supplémentaire exprimée en pourcentage du volume de mélange occupé par le granulat Si par exemple l'ouverture n'est seulement que le double du diamètre représentatif du granulat, la charge maximale transportable n'est plus que de 8,5% au lieu des 52% du seul CRITERE DE FLUIDITE que l'on pourrait atteindre si l'ouverture valait au moins trois fois le diamètre représentatif du granulat: dans ce cas, la limite supérieure est divisée par six, ce qui compromet la réalisation d'un drain de bonne 20 qualité dans la plupart des cas. (c) Naturellement, si l'écartement des parois de la fracture est inférieur au diamètre représentatif du granulat, les grains subissent un blocage absolu et immédiat car la section transversale de la fracture agit alors comme un tamis aux mailles trop fines, ce qui provoque une augmentation immédiate de la PRESSION D'INJECTION qui 25 peut être brutale si le problème survient à l'entrée de la fracture. Pour analyser les conséquences du CRITERE DE PASSAGE sur le transport du granulat, on doit se reporter aux schémas de la Fig. 6. Sur la Fig. 6.1, on a représenté une aile de fracture en coupe 51 en rapportant son ouverture à un axe transversal 52 dont l'unité est précisément le diamètre représentatif du granulat que l'on veut 30 transporter dans cette fracture. L'ouverture est maximale au puits o elle vaut approximativement six fois le diamètre représentatif du granulat et l'on constate qu'elle reste supérieure au triple du diamètre représentatif du granulat sur la majeure partie de sa longueur, plus précisément jusqu'au début de la zone 54 relative au CRITERE DE PASSAGE (b) qui commence o l'ouverture est moins large que trois diamètres et qui 35 s'achève sur la zone interdite hachurée 55 correspondant au CRITERE DE PASSAGE (c) o l'ouverture est plus faible que le diamètre représentatif du granulat. Dans une telle fracture, la mise en place du granulat s'effectue sans aucun problème. En revanche, la situation de la Fig. 6.2 est beaucoup moins favorable car cette fois, la fracture 56 est moins large avec une ouverture maximale 57 qui n'excède pas quatre 5 diamètres représentatif du granulat; on constate alors que la zone moins large que trois diamètres relative au CRITERE DE PASSAGE (b) 58 s'étend sur près de la moitié de la section fracturée tandis que la zone interdite hachurée correspondant au CRITERE DE PASSAGE (c) 59 occupe environ un dixième de la longueur totale: on aura les plus grandes difficultés à remplir une telle fracture avec un granulat aussi gros. Cependant si 10 comme sur la Fig. 6.3, on décide de remplir cette même fracture 56 avec un granulat dont les billes 60 ont un diamètre deuxfois plus faible, on se retrouve dans la situation favorable à la réalisation aisée d'une fracturation hydraulique comme dans le cas de la Fig. 6.1 o les zones critiques 54 et 55 n'occupent que le fond de la fracture. REALISATION DU DRAIN PAR FRACTURATION HYDRAULIQUE 15 L'objectif de cette réalisation: La QUALITE HYDRAULIQUE du drain, c'est-à-dire sa capacité à évacuer l'effluent vers le fond du puits 6 sans perte de charge significative est directement liée au type et à la granulométrie du granulat mais aussi à la masse surfacique qu'on en a déposée entre les parois de la fracture: Type et granulométrie du gqranulat: un bon granulat a des grains très arrondis, de gros diamètre et à granulométrie resserrée; de plus le matériau qui le constitue doit apporté une résistance mécanique suffisante pour que les grains ne soient pas broyés par les parois de la fracture sous l'effet de la contrainte géostatique principale mineure. Pour un type de granulat retenu, c'est le diamètre représentatif qui a le plus d'influence 25 sur la QUALITE HYDRAULIQUE du drain car la perméabilité équivalente du granulat dépend approximativement de la taille moyenne des pores élevée à la puissance quatrième. Masse surfacique du granulat: c'est la masse de granulat déposée par unité de surface fracturée au cours de la fracturation hydraulique. Pour que le soutènement soit 30 satisfaisant, il faut déposer au minimum la masse correspondant à une couche de billes contiguës, faute de quoi la fracture se referme car, primo les deux parois de la fracture entrent immédiatement en contact dans les espaces dépourvus de granulat, et secundo les grains disséminés qui supportent alors des efforts considérables ont tendance à s'incruster dans la roche avec le temps. La bonne pratique recommande de placer au 35 moins deux couches de billes superposées et à partir de ce seuil, la QUALITE HYDRAULIQUE du drain devient proportionnelle à la masse surfacique de granulat déposée. La masse surfacique de granulat en un point donné de la fracture s'obtient comme le produit de l'ouverture de la fracture en ce point exprimée en unité de longueur par la charge du fluide de fracturation en granulat à l'arrêt de l'injection en ce point exprimée en unité de masse de granulat par unité de volume du mélange. Conséquence: pour obtenir un drain de bonne QUALITE HYDRAULIQUE, il faut choisir un granulat de type adapté à la situation géologique, de granulométrie resserrée, aux grains les plus gros possibles, et en déposer une masse surfacique élevée sur toute la surface de la fracture. Or on vient de voir que la mise en place d'une masse 10 surfacique élevée implique à la fois une charge en granulat du mélange élevée ainsi qu'une ouverture de fracture importante. LES DEUX TYPES DE MISE EN PLACE ACTUELLEMENT PRATIQUES Comme les deux CRITERES DE TRANSPORTABILITÉ limitent la charge en granulat du mélange, en fin de compte, le seul paramètre sur lequel on puisse 15 pratiquement jouer reste l'ouverture de la fracture et c'est ce qui est mis à profit avec plus ou moins d'agressivité dans les deux types de MISES EN PLACE du granulat actuellement pratiquées: MISE EN PLACE NATURELLE Pour bénéficier d'une ouverture de fracture la plus large possible, on se contente 20 d'utiliser un gel très visqueux et à faible pouvoir de percolation comme fluide de fracturation; durant l'injection, spontanément, le développement de la fracture s'effectue simultanément suivants les trois MODES D'EXPANSION (cf. Fig. 4.4) pour la PHASE D'OUVERTURE comme pour la PHASE DE REMPLISSAGE et la CHASSE; de plus, la SEQUENCE D'ENSABLAGE est programmée i) pour que les deux 25 CRITERES DE TRANSPORTABILITE soient strictement respectés durant tout le transport du mélange et ii) pour qu'à l'arrêt des pompes la charge en granulat soit à peu près constante et légèrement inférieure à la limite donnée par le CRITERE DE FLUIDITE sur toute la section soutenue de la fracture. C'est le type de MISE EN PLACE qui a prévalu jusqu'à la fin des années 1980 et qui donne des résultats d'autant 30 plus acceptables que l'on fracture des roches moins perméables, facilement déformables et/ou soumises à des contraintes géostatiques de faible intensité. MISE EN PLACE PAR BOURRAGE PROGRAMME Ce type de MISE EN PLACE a été employé pour la première fois en mer du Nord à la fin des années 1980 pour réaliser de très grandes fractures très fortement 35 soutenues dans des gisements crayeux. Comme la MISE EN PLACE NATURELLE ne permettait pas de déposer une masse surfacique suffisamment importante, on a eu l'idée de programmer une SEQUENCE DE REMPLISSAGE qui après un certain temps engendrait un arrêt de la progression du mélange en fond de fracture par suite d'un dépassement local du seuil de charge en granulat fixé par le CRITERE DE FLUIDITE; 5 à partir de cet instant, la surface de la fracture n'augmente plus et dans toute la suite du programme de fracturation jusqu'à l'arrêt des pompes, I'expansion de la fracture ne s'effectue plus que dans les MODES DE GONFLEMENT PUR ET DE PERCOLATION conjugués, ce qui provoque une augmentation considérable de l'ouverture de la fracture sur toute sa longueur conjointement à une augmentation rapide de la PRESSION 10 D'INJECTION; souvent, en jouant adroitement à la fois sur la SEQUENCE D'ENSABLAGE et sur une réduction adéquate du débit de l'injection, on parvient même à provoquer un BOURRAGE rétrograde depuis le fond de la fracture jusqu'à son entrée en induisant un dépassement généralisé de la charge critique donnée par le CRITERE DE FLUIDITE sur toute l'étendue du drain, un peu comme se forme un gigantesque 15 bouchon sur une autoroute après un accident qui vient interrompre la circulation. Cette procédure qui requiert une grande maîtrise de l'ensemble des phénomènes impliqués assortie d'une bonne connaissance des PARAMETRES PHYSIQUES ainsi que l'accès à un simulateur numérique de fracturation hydraulique réaliste, conduit à de meilleurs gains de production que la MISE EN PLACE NATURELLE car pour une masse similaire 20 de granulat elle conduit à un drain de meilleure QUALITE HYDRAULIQUE puisque moins étendu et plus épais. Aujourd'hui elle est assez largement répandue quelle que soit la nature géologique du gisement. LIMITATIONS PRATIQUES - LES FLUIDES DE FRACTURATION Les fluides de fracturation les plus visqueux actuellement disponibles sur le 25 marché sont fabriqués en laissant tout d'abord s'hydrater les longues chaînes moléculaires de dérivés sucrés que l'on gélifie dans un deuxième temps à l'aide d'un additif chimique ionisé approprié qui crée des liens chimiques ponctuels très résistants entre les longs filaments de sucre, ce qui justifie leur dénomination de gels réticulés. Leur forte viscosité apparente associée à un faible pouvoir de percolation fait qu'on les 30 utilise encore pour réaliser la plupart des fracturations hydrauliques car ce sont eux qui induisent naturellement et même spontanément les fractures les plus ouvertes; ils souffrent cependant d'un grave inconvénient: en fin de vie, après la MISE EN PLACE du drain, ils se liquéfient sous l'action d'un agent chimique spécifique dont on sait retarder les effets à volonté, en laissant un pourcentage non négligeable de résidus 35 solides qui se fixent tant sur les billes du granulat que sur les parois rocheuses de la fracture, ce qui a pour conséquence de réduire considérablement - parfois jusqu'à un facteur dixla QUALITE HYDRAULIQUE du drain et partant le bénéfice de la stimulation. Cet effet de pollution du drain par les résidus du gel réticulé est suffisamment pénalisant qu'il soit souvent plus efficace de réduire un peu l'extension du 5 drain en diminuant la masse de granulat à mettre en place si en contrepartie on peut la déplacer avec un volume de gel réticulé nettement réduit. C'est pour tenter d'apporter une parade à cet effet pervers qu'on a lancé ces dernières années un nouveau type de fluide de fracturation dit le NOUVEAU GEL: il s'agit d'une saumure de chlorure de potassium que l'on épaissit suffisamment pour la 10 rendre capable de transporter le granulat en la mélangeant à quelques pour cents d'un agent tensioactif spécifique; son avantage a priori décisif sur le gel réticulé est qu'au contact d'un hydrocarbure liquide ou gazeux, ce fluide de fracturation perd instantanément sa consistance visqueuse pour retrouver son état rhéologique de simple saumure sans laisser le moindre résidu solide; si l'on restreint le sujet à la stimulation 15 des seuls puits d'hydrocarbures liquides ou gazeux, on voit immédiatement tout le parti que l'on peut tirer d'un tel fluide de fracturation qui " s'évanouit " dès que le puits fracturé est remis en production après la MISE EN PLACE du granulat sans rien altérer de la QUALITE HYDRAULIQUE du drain. En dehors de cet avantage spécifique, il faut également noter que la fabrication 20 en continu de ce nouveau type de fluide de fracturation ne requiert que la mobilisation sur site d'un équipement approprié beaucoup moins complexe que celui nécessaire à la préparation d'un gel réticulé. Malheureusement ce fluide si prometteur voit dans les faits son utilisation assez restreinte car ses propriétés rhéologiques sont médiocres: sa viscosité apparente n'atteint que le tiers, voire le quart, de celle d'un bon gel réticulé et 25 son pouvoir de percolation reste trois ou quatre fois plus élevé; résultat: la conjugaison de ces deux facteurs aggravants fait qu'avec des moyens de pompages raisonnables et des volumes de fluide de fracturation qui soient acceptables, on obtient fréquemment des fractures trop étroites au regard du CRITERE DE PASSAGE (b) relatif au diamètre représentatif du granulat retenu, ce qui empêche la MISE EN PLACE effective d'un 30 drain dont les dimensions puissent satisfaire aux exigences propres à une bonne stimulation du puits, car on se trouve placé dans la situation de la Fig. 6.2 o la plus grande partie de la fracture créée par le fluide de fracturation n'est pas assez large pour laisser passer librement un mélange suffisamment chargé en granulat pour qu'il soit compatible avec la réalisation du drain projeté. Naturellement, on a cherché a contourner le problème, principalement de deux manières différentes dont aucune n'est satisfaisante: tout d'abord en diminuant au maximum le diamètre représentatif du granulat comme dans le cas de la Fig. 6.3, ce qui conduit à un drain plus étendu mais trop peu drainant car un granulat fin n'offre qu'une 5 faible perméabilité, mais aussi en injectant une PHASE D'OUVERTURE au gel réticulé qui va procurer une bonne ouverture suivie d'une PHASE DE REMPLISSAGE au NOUVEAU GEL pour le transport du granulat, auquel cas, primo on doit mobiliser sur site un double équipement pour fabriquer deux fluides différents, et secundo le granulat reste malgré tout pollué par les résidus provenant du gel réticulé qui est resté collé aux 10 parois de la fracture. En conclusion, lorsqu'il cherche à réaliser une fracturation hydraulique d'une certaine ampleur, le choix du fluide de fracturation place l'homme du métier devant un dilemme: Sélectionner un gel réticulé et placer presque à coup sûr une fracture d'extension 15 adéquate, même grande, bien soutenue mais de QUALITÉ HYDRAULIQUE médiocre. Ou bien: Utiliser le NOUVEAU GEL quitte à ne pouvoir mettre en place qu'un drain trop court mais présentant une excellente QUALITÉ HYDRAULIQUE. La présente invention a pour but de faciliter le travail de l'homme du métier et de 20 perfectionner le procédé pour réaliser des fracturations hydrauliques dans les gisements aquifères ou pétrolifères en tentant de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus, et notamment de proposer une nouvelle technique de réalisation du drain avec un granulat possiblement de gros diamètre représentatif, en n'utilisant que le NOUVEAU GEL comme fluide de fracturation dans toutes les PHASES de 25 I'opération, et ce, tout en se plaçant dans l'hypothèse représentative pessimiste o la fracture créée par la PHASE D'OUVERTURE n'est pas suffisamment ouverte pour ne pas gêner le cheminement du granulat comme dans le cas illustré par la Fig. 6.2. Naturellement la méthode est applicable à toutes les situations o les CRITERES DE PASSAGE (b) voire (c) empêchent la mise en place d'un granulat de diamètre 30 représentatif adéquat. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé pour réaliser des fracturations hydrauliques dans les gisements aquifères ou pétrolifères caractérisé par le fait qu'il consiste en neuf phases successives, à savoir: - une phase I d'ouverture au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation 35 sensiblement pur non chargé en granulat, - une phase II de blocage au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation chargé en granulat, - une phase III d'élargissement au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation sensiblement pur non chargé en granulat, d'un volume déterminé pour repousser le 5 granulat de la phase Il jusqu'au périmètre du futur drain à mettre en place, au cours de laquelle, à partir d'un certain temps, la pression d'injection en fond de puits monte significativement, - une phase IV de remplissage au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation chargé en granulat une phase V de chasse au moyen d'un bouchon de fluide, - une phase VI de fermeture à débit nul d'une durée suffisante pour laisser la fracture se refermer sur le granulat de soutènement, - une phase VII de nettoyage, - une phase VIII de dégorgement pour laisser le gisement régurgiter la majeure 15 partie du fluide de fracturation, et - une phase IX de remise en service du puits stimulé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels: Les figures 1 à 6 sont des représentations permettant d'illustrer la technique et l'art antérieur à la présente invention.Comme elles ont été décrites ci-dessus, elles ne le seront pas plus amplement ci-après, sauf pour s'y référer si nécessaire, et Les figures 7 à 9 représentent différentes phases du procédé selon l'invention. Il est bien précisé, pour l'interprétation du contenu de la présente description, 25 que: - sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en 30 se reportant à une autre figure; - les figures représentent un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, mais qu'il peut exister d'autres modes de mise en ceuvre qui répondent à la définition de cette invention; - lorsque, selon la définition de l'invention, I'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments; - si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte 5 plusieurs éléments de fonction identique et que si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, I'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces éléments; et que - lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans 10 mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, [par exemple Z = L(a, 13, y, ...)], ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, [par exemple a, et/ou 6, et/ou y, ...], soit en combinaison totale et/ou partielle, [par exemple E(ac,3,y), et/ou '(oc,1), et/ou E(13, y), et/ou Y(a,y)]. Le procédé selon l'invention peut débuter par une INJECTION PREPARATOIRE classique conduite avec le NOUVEAU GEL, défini auparavant, suivie d'une PHASE DE FERMETURE et d'une thermométrie de façon à déterminer la valeur des PARAMETRES PHYSIQUES relatifs au puits à traiter ainsi que la hauteur fracturée; il est ainsi possible d'étalonner le simulateur numérique de fracturation hydraulique en 20 simulant a posteriori le déroulement de l'INJECTION PREPARATOIRE jusqu'à retrouver les conditions réelles du pompage par ajustements successifs de certaines données mal connues; on peut alors utiliser le simulateur numérique de fracturation hydraulique pour dimensionner les différentes PHASES du TRAITEMENT à venir. Le TRAITEMENT proprement dit commence par une PHASE D'OUVERTURE 25 qui induit dans le gisement une fracture correspondant à la fois i) au cas défavorable de la Fig. 6.2 relativement au GRANULAT DE SOUTENEMENT à mettre en place pour constituer le drain mais également ii) à la situation favorable de la Fig. 6.3 correspondant à un granulat plus fin dit GRANULAT DE BLOCAGE dont on dispose sur le site en quantité suffisante dans un 30 second silo. Sur la Fig. 7.1 on a représenté la forme de la fracture 61 à la fin de la PHASE D'OUVERTURE en reprenant les symboles de la Fig. 6: on retrouve les axes respectivement gradués en diamètre représentatif du GRANULAT DE BLOCAGE 60 et du GRANULAT DE SOUTÈNEMENT 52, ce qui permet de constater d'après les indicateurs du CRITÈRE DE PASSAGE 54 et 55 d'une part et 58 et 59 d'autre part que l'entrée de la fracture est suffisamment ouverte pour recevoir facilement le GRANULAT DE BLOCAGE mais qu'en revanche le GRANULAT DE SOUTÈNEMENT serait immédiatement freiné à cause du CRITERE DE PASSAGE (b). On a également signalé d'une double flèche 62 I'extension du drain à réaliser. Le TRAITEMENT se poursuit par une PHASE DE REMPLISSAGE PRELIMINAIRE dont on a illustré la fin sur la Fig. 7.2; elle est effectuée au moyen d'un bouchon de NOUVEAU GEL que l'on charge en GRANULAT DE BLOCAGE 63 selon une SEQUENCE D'ENSABLAGE suffisamment légère pour respecter le CRITERE DE 10 PASSAGE relatif au diamètre représentatif du GRANULAT DE BLOCAGE 58 et 59 mais assez longue pour que la masse globale de GRANULAT DE BLOCAGE transportée puisse constituer la future ceinture de blocage. À la fin de cette PHASE DE REMPLISSAGE PRELIMINAIRE, I'ouverture de la fracture 64 est toujours insuffisante 54 au regard du CRITERE DE PASSAGE (b) relatif au GRANULAT DE 15 SOUTENEMENT et l'on ne peut pas l'envoyer immédiatement dans la fracture 65 à ce stade du TRAITEMENT sans provoquer son arrêt rapide par coincement et/ou bourrage et partant l'arrêt prématuré des opérations. Le TRAITEMENT est continué par une seconde PHASE D'OUVERTURE au NOUVEAU GEL pur, dite PHASE D'ELARGISSEMENT, qui, dans un premier temps 20 illustré par la Fig. 7.3, va pousser le bouchon 65 chargé en GRANULAT DE BLOCAGE dans la fracture 66 qui s'agrandit régulièrement en largeur 64 comme en longueur 67 selon les trois MODES D'EXPANSION conjugués sous l'effet de l'arrivée du NOUVEAU GEL, suffisamment longtemps pour qu'il atteigne la charge limite donnée par le CRITERE DE FLUIDITE et/ou par le CRITERE DE PASSAGE (b) au-delà de la 25 distance de l'objectif final 62, ce qui provoque son immobilisation progressive comme dans la situation 47 de la Fig. 5.3 puis dans un deuxième temps illustré par la Fig. 7.4, va élargir la fracture en MODES DE GONFLEMENT PUR et de PERCOLATION PURE conjugués après que l'EXPANSION de la fracture s'est bloquée sous l'effet du bourrage du GRANULAT DE BLOCAGE 69, cependant que la PRESSION D'INJECTION 30 augmente à proportion de l'élargissement de l'ouverture au puits 64. À la fin de cette PHASE D'ELARGISSEMENT, la fracture est remplie de NOUVEAU GEL sur la plus grande partie de sa surface 68, laquelle est bordée par une ceinture compacte de GRANULAT DE BLOCAGE 69 qui stoppe totalement son expansion à une distance préférablement voisine de l'envergure optimale 62 retenue pour le drain à mettre en 35 place et qui constitue un barrage pour l'alimentation en NOUVEAU GEL du fond de la fracture 70 qui va se refermer progressivement à mesure qu'il se vide par percolation dans le gisement. Quand le NOUVEAU GEL a suffisamment élargi 64 la fracture, -ce qui se détecte grâce au niveau atteint par la PRESSION D'INJECTION- pour que le 5 GRANULAT DE SOUTENEMENT puisse circuler librement dans la fracture 58 comme dans le cas favorable de la Fig. 6.1, on passe à la PHASE DE REMPLISSAGE proprement dite. Pour ce faire, on commence par réduire le débit et on l'ajuste constamment pour que le déplacement du mélange chargé en GRANULAT DE SOUTENEMENT s'effectue entièrement en MODE DE PERCOLATION PURE, c'est-à10 dire à PRESSION D'INJECTION constante: comme le montrent les Fig. 7.5 et 7.6, la géométrie de la fracture ne varie plus 71 et le mélange chargé en GRANULAT DE SOUTENEMENT selon une SEQUENCE D'ENSABLAGE assez agressive respectant néanmoins le CRITERE DE FLUIDITE va peu à peu envahir la fracture 72 et 73 en repoussant dans les pores du gisement le bouchon de NOUVEAU GEL pur 74 et 75 qui 15 maintient la fracture largement ouverte du fait de sa pression élevée. Pendant ce temps la ceinture de blocage 76 s'est immobilisée au niveau du repère 62 marquant l'objectif final et le fond de la fracture 77 s'est complètement refermé. Quand on parvient au stade de la Fig. 7.7 o le front de GRANULAT DE SOUTENEMENT78 rejoint pratiquement 79 la ceinture de GRANULAT DE BLOCAGE 76 on peut au choix i) arrêter l'injection comme pour une MISE EN PLACE NATURELLE pour obtenir le drain 80 schématisé par la Fig. 7.8, ou bien ii) comme lors d'une MISE EN PLACE PAR BOURRAGE PROGRAMME, poursuivre la PHASE de REMPLISSAGE comme dans les Fig. 7.9, 7.10 et 7.11 jusqu'à provoquer un bourrage rétrograde 81 et 82 généralisé qui a pour effet de gonfler 84, 85 25 d'avantage la fracture et donc d'augmenter notablement la PRESSION D'INJECTION finale. Comme le GRANULAT DE SOUTÈNEMENT est compacte au maximum par le bourrage rétrograde, les parois de la fracture ne peuvent plus se rapprocher quand la pression retombe après la fin de l'injection et le drain final 87 illustré Fig. 7.12 est 30 identique à celui obtenu à l'arrêt des pompes Fig. 7.11; pour une extension identique 62, ce drain 87 est plus conducteur - 1,8 fois dans notre exemple- que celui 80 obtenu sans bourrage rétrograde: bien que son prix soit plus élevé puisqu'il faut d'avantage de NOUVEAU GEL et presque le double de GRANULAT DE SOUTÈNEMENT pour le réaliser, il peut cependant s'imposer quand le gisement est 35 très perméable. Quelle que soit l'option retenue, on anticipe la fin de la PHASE DE REMPLISSAGE en lançant la CHASSE à l'eau gélifiée avant d'arrêter l'injection. On achève le TRAITEMENT par les PHASES DE FERMETURE et DE NETTOYAGE usuelles. Sur la Fig. 8 on a représenté l'évolution théorique simultanée de la pression et du débit au cours d'une fracturation hydraulique typique réalisée selon le mode de MISE EN PLACE A DOUBLE PHASE D'OUVERTURE proposé: L'origine des temps coïncide avec le début de l'injection ainsi qu'avec l'arrivée du bouchon de NOUVEAU GEL pur de la PHASE D'OUVERTURE à l'entrée de la 10 fracture; autrement dit, à des fins didactiques, on simplifie l'exposé en supposant que le volume de la colonne de production est négligeable: sitôt passé la tête de puits, le fluide de fracturation entre dans le gisement. La valeur de la contrainte géostatique horizontale mineure 89 a été fixée à 50 MPa. La PHASE D'OUVERTURE commence à l'origine de l'axe du temps et s'achève 15 au repère 90; le débit augmente progressivement 97 pour se stabiliser au palier 98 de 400 m3/h et dans le même temps la pression d'injection s'accroît suivant une loi en puissance car on suppose que le fracture reste confinée entre ses épontes comme représenté sur la Fig. 2. LA PHASE DE REMPLISSAGE PRELIMINAIRE se déroule entre les repères 90 20 et 91: comme le mélange de NOUVEAU GEL et de GRANULAT de BLOCAGE respecte à la fois le CRITERE DE FLUIDITE et le CRITERE DE PASSAGE (a) et que d'autre part le débit reste constant, rien ne vient perturber l'évolution de la pression qui poursuit sa croissance suivant la même loi en puissance. Au temps 91 on se trouve dans la configuration de la Fig. 7.2. Commence alors la phase d'élargissement à nouveau au NOUVEAU GEL pur que l'on continue à injecter au débit de palier 98: c'est la situation de la Fig. 7.3 qui voit la pression continuer son évolution initiale jusqu'au moment 92 o le granulat de blocage s'arrête comme sur la Fig. 7.4 et force la fracture à se gonfler, ce qui se traduit par une montée quasi linéaire de la pression; quand la pression nette s'approche de la 30 valeur voulue 93 - ici 10 MPa valeur qui correspond au double de celle correspondant à l'instant du blocage 92 - on réduit le débit d'injection 99. Quand la valeur recherchée est atteinte, I'ouverture est suffisamment large pour recevoir le GRANULAT DE SOUTENEMENT et on commence la PHASE DE REMPLISSAGE proprement dite en régulant le débit du mélange 100 pour que la 35 pression reste constante 101. C'est la situation des Fig. 7.5 et 7. 6. Si l'on ne cherche pas à provoquer un bourrage rétrograde généralisé, on arrête les pompes au temps 94. A contrario si l'on veut mettre en place un drain plus soutenu, on peut augmenter modérément le débit 102 pour élargir un peu plus la fracture et favoriser le développement du bourrage rétrograde illustré par les Fig. 7. 9 et 7.10 dont l'amorce se 5 détecte par la pression qui se remet à croître linéairement 103. Lorsque l'on pressent que la fracture est presque complètement remplie, on abaisse le débit 104 pour éviter qu'un coup de bélier trop important ne survienne au moment 95 o le fluide fracturation ne trouve plus d'exhaure qu'en gonflant la colonne de production du puits, ce qui a pour effet de provoquer une montée brutale de la pression 105 qui vient dépasser le seuil de 10 coupure des unités de pompage provoquant du même coup leur arrêt instantané automatique 96. Le drain est mis en place à la distance voulue: c'est la situation finale que l'on a représentée sur la Fig. 7.11. Il faut remarquer que, en analysant l'évolution de la PRESSION D'INJECTION enregistrée lors de l'INJECTION PREPARATOIRE selon des procédures connues en 15 elles-mêmes, il arrive que l'on détecte que la liaison couche-trou n'est pas directement reliée à l'entrée de la fracture selon une génératrice et que pour quitter le fond du puits, le fluide a préféré se créer un chemin compliqué pour rejoindre la fracture: par exemple, la fracture s'est amorcée sur une fissure naturelle dont l'azimut n'est par perpendiculaire à la contrainte géostatique horizontale mineure ou encore, le fluide de 20 fracturation s'immisce d'abord entre la paroi du forage et le ciment du tubage de la liaison couche-trou avant de bifurqué brusquement dans la fracture, etc. On dit alors que l'entrée de la fracture est affectée par de la " tortuosité " et cette tortuosité qui est toujours causée par un rétrécissement marqué du passage laissé au fluide de fracturation i) engendre une perte de charge locale très importante et surtout ii) gêne 25 considérablement le transport du granulat. Le meilleur moyen d' y remédier consiste à répéter l'INJECTION PREPARATOIRE en intercalant un bouchon de mélange modérément chargé en granulat au milieu du bouchon de fluide de fracturation pur; son mécanisme d'action est le suivant: le granulat se bloque sur la section tortueuse qui le plus souvent ne respecte même pas le CRITERE DE PASSAGE (c), ce qui provoque 30 une brusque montée de la PRESSION D'INJECTION qui se faisant donne au fluide de fracturation un surcroît d'énergie pour se frayer un nouveauchemin d'accès vers la fracture que l'on espère plus direct. L'opération peut être renouvelée au besoin. On peut aussi tenter la chance et injecter le TRAITEMENT proprement dit en intercalant un bouchon de mélange modérément chargé en granulat au milieu du bouchon de fluide 35 de fracturation pur de la PHASE D'OUVERTURE classique, au quel cas le programme a l'air d'être identique à celui qui vient d'être exposé, du moins au premier abord; en fait il n'en est rien car, si l'on se trouve dans le cas défavorable o de toute façon la fracture dans son ensemble n'est pas assez ouverte au regard du diamètre représentatif du granulat, même si l'on supprime la tortuosité, on ne parviendra pas à la 5 soutenir sur une distance satisfaisante. La différence se met en évidence en prêtant attention à l'évolution de la PRESSION D'INJECTION: si le bouchon de granulat diminue ou a fortiori s'il supprime totalement la tortuosité, la PRESSION D'INJECTION baisse puisque la disparition de la restriction aux abords de la liaison couche- trou élimine du même coup la perte de charge locale qu'elle engendrait; en revanche, dans 10 la MISE EN PLACE A DOUBLE PHASE D'OUVERTURE proposée, le bouchon chargé en GRANULAT DE BLOCAGE entre d'abord librement dans la fracture sans modifier l'évolution de la PRESSION D'INJECTION mais finit par provoquer une augmentation significative de la PRESSION D'INJECTION dès que l'on se trouve en MODES DE GONFLEMENT PUR et DE PERCOLATION PURE conjugués par suite du blocage de 15 I'expansion de la fracture par le bourrage du GRANULAT de BOCAGE. Au cours de la PHASE D'ÉLARGISSEMENT, pendant que la fracture se gonfle, il est possible que sous l'effet de l'accroissement de la PRESSION D'INJECTION, la fracture rompe le mur et/ou le toit qui la confinaient dans le gisement et que la ceinture de blocage ne soit plus que partielle, ce qui permettrait à la fracture de s'étendre vers le 20 haut et/ou vers le bas tout en l'empêchant de s'élargir. C'est la situation illustrée par la fig. 9.1 o l'on a représenté une aile de la fracture dans son plan de propagation: la zone d'entrée du fluide de fracturation 106 est figurée par un trait noir épais; la fracture s'est étendue à la fois horizontalement et vers le bas 107 mais a été arrêtée vers le haut 108 par une barrière 109. Le champ des 25 vitesses du fluide de fracturation 111 a poussé le GRANULAT DE BLOCAGE vers le front mobile 107 de la zone d'expansion et on a réalisé une ceinture de blocage 110 partielle mais efficace en cela qu'elle permet à la fracture de se gonfler puisque l'expansion verticale est stoppée par la barrière 109. Si la barrière cède sous l'effet de l'accroissement de la pression d'injection associé à cet élargissement de la fracture 30 comme on l'a supposé sur la Fig. 9.2, on obtient un nouveau front de propagation 112 qui va empêcher l'élargissement de la fracture. Dans ce cas, il faut envoyer une seconde PHASE DE REMPLISSAGE PRÉLIMINAIRE suivie d'une seconde PHASE D'ÉLARGISSEMENT et espérer que le nouveau champ des vitesses du fluide fracturation 113 entraînera le second bouchon de GRANULAT DE BLOCAGE vers la 35 zone de fuite achevant ainsi la fermeture de la ceinture de blocage 114. Comme l'expansion de la fracture sera à nouveau bloquée, on pourra alors réamorcer son gonflement, ce qui se traduira par une montée significative de la PRESSION D'INJECTION. Sur un plan strictement théorique, on peut être amené à répéter cette sequence " nième PHASE DE REMPLISSAGE PRÉLIMINAIRE suivie d'une nième 5 PHASE D'ÉLARGISSEMENT " autant que nécessaire pour bloquer la propagation de la fracture. Dans toutes les PHASES du TRAITEMENT o l'injection s'effectue en MODE DE PERCOLATION PURE, le débit de NOUVEAU GEL requis doit seulement compenser les pertes dans le gisement; aussi est-il très faible: typiquement dix pour cents de celui 10 d'une PHASE D'OUVERTURE standard. En conséquence, on peut prévoir avantageusement d'utiliser une unité de pompage spéciale capable de délivrer un petit débit sous haute pression car les pompes de fracturation classiques qui sont optimisées pour ne délivrer que de gros débits sous haute pression ne peuvent pas travailler en deçà d'un débit plancher qui n'est pas adapté à cette situation particulière. Une autre 15 solution théoriquement concevable mais difficilement réalisable sur site consisterait à couper l'injection quand la PRESSION D'INJECTION atteint la valeur maximale requise et à laisser la fracture se refermer un peu pendant une courte période, puis à reprendre le pompage jusqu'à ce que la PRESSION D'INJECTION maximale soit à nouveau atteinte, puis à encore couper l'injection, etc. On peut aussi envisager de détourner tout 20 ou partie du débit d'une grosse pompe vers un bac ad hoc à l'aide d'une vanne de dérivation autorégulée ou non. En résumé, le procédé selon l'invention, comporte neuf phases successives numérotées de I à IX, au cours de laquelle les cinq premières phases numérotées de I à V sont injectées dans le gisement en régime de fracturation, dans l'ordre et 25 continûment, et o les quatre dernières numérotées de Vl à IX sont à la fois nécessaires. Une phase d'ouverture au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation sensiblement pur non chargé en granulat, et choisi de telle sorte qu'il se détruise sans laisser de résidus. Une phase de blocage au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation avantageusement choisi de telle sorte qu'il se détruise sans laisser de résidus chargé en proportion possiblement variable d'un granulat avantageusement de faible diamètre représentatif et dont la masse totale mélangée doit être suffisante pour former une ceinture de blocage sur l'ensemble du périmètre du futur drain à mettre en place dans 35 le gisement. Une phase d'élargissement au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation par exemple avantageusement, pur, non chargé en granulat, et choisi de telle sorte qu'il se détruise sans laisser de résidus, d'un volume suffisamment important pour repousser le granulat de la phase Il jusqu'au périmètre du futur drain à mettre en place, au cours de 5 laquelle, à partir d'un certain temps, on verra la pression d'injection en fond de puits, souvent calculée mais avantageusement mesurée, monter significativement, souvent de façon quasi linéaire en fonction de l'accroissement du volume de fluide de fracturation injecté, ce qui traduira un blocage de l'expansion de la fracture. Une phase de remplissage au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation 10 avantageusement choisi de telle sorte qu'il se détruise sans laisser de résidus chargé en proportion possiblement variable d'un granulat de soutènement injecté à un débit régulé en fonction de la pression d'injection et dont la masse est suffisante pour constituer le drain à réaliser. Cette phase de remplissage, de même que la phase V suivante, peut avantageusement dans certains cas s'achever par un bourrage 15 rétrograde généralisé du granulat de soutènement dans la fracture qui provoquera une forte montée de la pression d'injection en fond de puits, souvent calculée mais avantageusement mesurée. Une phase de chasse au moyen d'un bouchon de fluide, avantageusement peu visqueux, dont le volume est avantageusement choisi un peu inférieur à celui de la 20 colonne de production du puits traité, injecté à un débit régulé en fonction de la pression d'injection. Une phase de fermeture à débit nul d'une durée suffisante pour laisser la fracture se refermer sur le granulat de soutènement. Une phase de nettoyage avantageusement réalisée suivant une technique 25 connue des hommes du métier sous la terminologie " tubage bobiné " pour éliminer la fraction du granulat de soutènement restée dans le puits. Une phase de dégorgement sur torche, sur bac ou sur collecte pour laisser le gisement régurgiter la majeure partie du fluide de fracturation. Une phase de remise en service du puits stimulé. Il existe une possibilité o, avant de passer à la phase IV, on répète les phases Il et III autant que nécessaire jusqu'à ce qu'on détecte que l'élargissement est effectif en constatant une montée de la pression d'injection durable, utile quand la fracture rompt ses épontes sous l'effet de l'accroissement de la pression d'injection à la fin de la phase III initiale. Il existe une possibilité, o l'une au moins des phases respectivement 1, III et V est constituée d'une succession de bouchons de fluide de fracturation sensiblement pur non chargé en granulat dont l'un au moins est constitué d'un fluide de fracturation différent de par sa composition chimique, ses additifs, ses propriétés rhéologiques, etc. Il existe une possibilité, o l'une au moins des phases respectivement Il et IV est effectuée au moyen d'une succession de bouchons d'un mélange de fluide de fracturation et de granulat en proportion possiblement variable dont l'un au moins est constitué d'un mélange dont l'un au moins des deux constituants diffèrent, les fluides par leur composition chimique, leurs additifs, leurs propriétés rhéologiques, etc. et les 10 granulats par la nature de leurs constituants, la forme de leurs grains, leur granulométrie ou leur densité. Il existe une possibilité, o la phase de fermeture VI est précédée d'une phase de dégorgement brutale du puits suivant des procédures connues en elles-mêmes. Il existe une possibilité, o tout ou partie d'au moins l'un des granulats utilisés 15 comme blocage ou comme soutènement, est mélangé à des fibres qui lui ou leur apportent une cohésion artificielle. Il existe une possibilité, o tout ou partie des grains d'au moins l'un des granulats est revêtue d'un enduit collant à prise différée qui leur confère une cohésion artificielle. Il existe une possibilité, o l'on utilise un moyen de pompage approprié comme 20 une petite pompe ou une vanne de dérivation permettant d'injecter facilement de faibles débits de gel de fracturation éventuellement chargé en granulat dans le puits en les régulant avantageusement sur la valeur de la pression d'injection de fond, calculée ou avantageusement mesurée. REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser des fracturations hydrauliques dans les gisements aquifères ou pétrolifères caractérisé par le fait qu'il consiste en neuf phases successives, à savoir - une phase I d'ouverture au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation sensiblement pur non chargé en granulat, - une phase II de blocage au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation chargé en granulat, - une phase III d'élargissement au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation sensiblement pur non chargé en granulat, d'un volume déterminé pour repousser le granulat de la phase Il jusqu'au périmètre du futur drain à mettre en place, au cours de laquelle, à partir d'un certain temps la pression d'injection en fond de puits monte significativement, - une phase IV de remplissage au moyen d'un bouchon de fluide de fracturation chargé en granulat, - une phase V de chasse au moyen d'un bouchon de fluide, - une phase VI de fermeture à débit nul d'une durée suffisante pour laisser la fracture se refermer sur le granulat de soutènement, 20 - une phase VII de nettoyage, - une phase VIII de dégorgement pour laisser le gisement régurgiter la majeure partie du fluide de fracturation, et - une phase IX de remise en service du puits stimulé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, avant de passer à la phase IV, on effectue plusieurs fois les phases Il et III jusqu'à ce qu'on détecte que l'élargissement est effectif en constatant une montée de la pression d'injection durable, utile quand la fracture rompt ses épontes sous l'effet de l'accroissement de la pression d'injection à la fin de la phase III initiale. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une au moins des phases respectivement 1, III et V est effectuée au moyen d'une succession de bouchons de fluide de fracturation sensiblement pur non chargé en granulat dont l'un au moins est constitué d'un fluide de fracturation différent de par sa composition. 35 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une au moins des phases respectivement Il et IV est effectuée au moyen d'une succession de bouchons d'un mélange de fluide de fracturation et de granulat dont l'un au moins est constitué d'un mélange dont l'un au moins des deux constituants est différent des autres. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, la phase de fermeture VI est précédée d'une phase de dégorgement brutale du puits suivant des procédures connues en elles-mêmes. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que tout ou partie d'au moins l'un des granulats est mélangé à des fibres qui lui apportent une cohésion artificielle. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que tout ou partie des 15 grains d'au moins l'un des granulats est revêtue d'un enduit collant à prise différée qui lui confère une cohésion artificielle. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est utilisé un moyen de pompage approprié permettant d'injecter facilement de faibles débits de gel 20 de fracturation éventuellement chargé en granulat dans le puits. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les débits d'injection du gel de fracturation éventuellement chargé en granulat dans le puits sont régulés sur la valeur de la pression d'injection de fond, calculée ou avantageusement 25 mesurée.