Vérification expérimentale de la formule de Gassmann dans les calcaires poreux
Résumé
Dans cet article, nous présentons une vérification expérimentale, originale et convaincante, de la formule de Gassmann. Cette dernière permet de calculer l'effet du fluide saturant l'espace poreux d'une roche, sur les vitesses sismiques. La méthode utilisée pour cette vérification consiste en la mesure précise de la variation de vitesse de propagation des ondes ultrasonores P et S, lors de la substitution de liquides de module d'incompressibilité variable, dans six roches calcaires et dans une lave perméable. On peut ainsi montrer l'existence d'une relation expérimentale linéaire entre le module d'incompressibilité de la roche (Ksat) et le module d'incompressibilité du liquide saturant (Kfl). Nous montrons que cette relation linéaire constitue une simplification de la formule de Gassmann tout à fait acceptable, quantitativement, pour les roches poreuses. L'ordonnée à l'origine de cette relation linéaire est égale au module d'incompressibilité de la roche sèche (Kdry) et sa pente est directement liée au coefficient b de Biot. On dispose donc d'un moyen de contrôle quantitatif par l'estimation du module d'incompressibilité du minéral formant la roche (Kgrain). Dans le cas de la calcite, constituant les échantillons de calcaire, la valeur de ce paramètre est bien connue. Sur un échantillon de calcaire, nous avons aussi pratiqué des substitutions de fluide en système diphasique (eau plus liquide non miscible à l'eau). Dans ce cas, la formule est encore vérifiée lorsque l'on prend pour valeur de la compressibilité du fluide (1/Kfl), la moyenne des compressibilités des fluides présents, pondérées par leur fraction volumique.
Domaines
Physique [physics]
Origine : Publication financée par une institution
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