Assessing the Permeability in Anisotropic and Weakly Permeable Porous Rocks Using Radial Pulse Tests

Abstract

Re´sume´-Estimation de la perme´abilite´d'une roche anisotrope tre`s faiblement perme´able par pulse tests radiaux -Le pulse test est ge´ne´ralement conside´re´comme un essai adapte´pour la mesure de la perme´abilite´des roches poreuses tre`s faiblement perme´ables. Classiquement, l'essai consiste aì mposer un saut de pression a`la base d'un e´chantillon cylindrique et a`mesurer les variations de pression dans les re´servoirs amont et aval. Dans les pre´sents travaux, nous proposons un nouveau dispositif et une nouvelle proce´dure sur e´chantillon de type cylindre creux : le saut de pression est impose´dans un trou axial et la pression mesure´e dans le trou et a`la circonfe´rence de l'e´chantillon. Cette configuration ge´ne`re un e´coulement a`la fois axial et transversal, et non seulement axial comme dans le cas de l'essai classique. Pour les roches isotropes transverses, cela permet la de´termination de la perme´abilite´dans les directions paralle`le et perpendiculaire aux plans d'isotropie, a`partir d'un seul e´chantillon, judicieusement oriente´. L'essai est couple´hydro-me´caniquement, et en conse´quence aucune solution analytique ne peut eˆtre conside´re´e. L'essai est alors interpre´te´en ayant recours a`des mode´lisations nume´riques couple´es HM 3D, prenant en compte l'anisotropie des e´chantillons. Dans les travaux pre´ce´dents, une loi poro-e´lastique isotrope transverse, ainsi qu'une me´thode inverse couple´e aux mode´lisations nume´riques pour identifier des parame`tres, ont e´te´de´veloppe´es et implante´es dans le code aux e´le´ments finis Code_Aster (Edf). La me´thode est adapte´e pour l'interpre´tation de l'essai de pulse radial et applique´e a`des e´chantillons cylindriques creux d'argilites de Meuse/Haute-Marne, avec axe soit perpendiculaire soit paralle`le aux plans d'isotropie. Alors que pour l'essai de pulse axial classique, la me´thode requiert deux e´chantillons pour de´terminer les perme´abilite´s intrinse`ques dans les directions paralle`le et perpendiculaire aux plans d'isotropie, la me´thode applique´e al 'essai de pulse radial permet la de´termination des perme´abilite´s intrinse`ques dans ces deux directions sur un seul e´chantillon. Ceci permet de s'affranchir d'effets d'he´te´roge´ne´ite´s des e´chantillons.Abstract -Assessing the Permeability in Anisotropic and Weakly Permeable Porous Rocks Using Radial Pulse Tests -The pulse test is usually considered to be an efficient method for measuring the permeability of weakly permeable porous rocks. Classically, the test consists of imposing a pressure drop on the base of a cylindrical sample and measuring the pressure variations in the upstream and downstream reservoirs. In the present work, we propose a new apparatus and procedure for hollow Oil & Gas Science and Technology -Rev. IFP Energies nouvelles, Vol. 69 (2014), No. 7, pp. 1171-1189 Copyright Ó 2013, IFP Energies nouvelles DOI: 10.2516 cylindrical samples in which the pressure drop is imposed in an axial hole and the pressure is measured both in the hole and on the circumferen...

A modified pulse‐decay approach to simultaneously measure permeability and porosity of tight rocks

“…In recent decades, many modified pulse-decay methods with different experimental designs have also been developed. Giot et al 21 suggested measuring the permeability by imposing a pressure pulse on a hollow cylindrical sample, and similar ideas have also been proposed by other researchers. 22,23 Yang et al 24 presented a method in which one side of the sample was connected to the chamber and the other side was sealed.…”

Induced polarization of clay-rich materials — Part 2: The effect of anisotropy

“…The COx clay rock shows anisotropy in its permeability (Giot et al, 2014). 2017) obtained values of permeability of 3.0 and 6.0 ×10 −20 m 2 for perpendicular and parallel directions to the bedding plane, respectively.…”

“…This is especially true for their permeability (e.g., Ashworth and Doster, 2020), their diffusion coefficients (e.g., Zhang et al, 2017) as well as for their mechanical properties (e.g., Cheng, 1997;Coussy, 2003). In the case of the Collavo-Oxfordian clayrocks of the Paris Basin, recent studies have demonstrated a weak anisotropy in their permeability and mechanical properties (Giot et al, 2012(Giot et al, , 2014.…”