Une \u00e9quipe pluridisciplinaire r\u00e9v\u00e8le la g\u00e9om\u00e9trie tridimensionnelle des pores contenus dans la mati\u00e8re organique (k\u00e9rog\u00e8ne) des roches m\u00e8res de p\u00e9trole et de gaz par tomographie \u00e9lectronique. En couplant cette information \u00e0 des simulations num\u00e9riques d\u2019\u00e9lasticit\u00e9 et de diffusion, cette \u00e9tude d\u00e9montre que la connectivit\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9chelle nanom\u00e9trique constitue une limite \u00e0 la production d\u2019hydrocarbures \u00e0 long terme pour ce type de gisement.<\/p>\n
L\u2019extraction de p\u00e9trole et de gaz depuis les roches m\u00e8res a r\u00e9cemment \u00e9t\u00e9 rendue possible par la fracturation hydraulique. Outre les probl\u00e9matiques environnementales qu\u2019elle suscite, cette technique ne permet pas un drainage effectif des hydrocarbures, et donc le maintien d\u2019une production satisfaisante. De mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, elle d\u00e9cro\u00eet au cours du temps avec des tendances abruptes. Ceci conduit invariablement \u00e0 une diff\u00e9rence notable entre les r\u00e9serves et les volumes finalement produits. Ce constat est potentiellement li\u00e9 aux propri\u00e9t\u00e9s intrins\u00e8ques de la mati\u00e8re organique g\u00e9n\u00e9rant et confinant les hydrocarbures. Afin d\u2019\u00e9valuer la pertinence de cette hypoth\u00e8se, des g\u00e9ologues et des physiciens du Centre Interdisciplinaire de Nanosciences de Marseille (CINaM, CNRS\/Aix-Marseille Universit\u00e9) et de l\u2019Unit\u00e9 Mixte Internationale \u00ab\u00a0Multi-Scale Materials Science for Energy and Environment\u00a0\u00bb (\u00b2, CNRS\/MIT\/Aix-Marseille Universit\u00e9) ont r\u00e9alis\u00e9 les premi\u00e8res reconstructions 3D de cette mati\u00e8re organique par tomographie \u00e9lectronique. Des simulations num\u00e9riques, bas\u00e9es sur la g\u00e9om\u00e9trie des reconstructions, montrent \u00e0 quel point la topologie du r\u00e9seau poreux d\u00e9termine \u00e0 la fois l\u2019\u00e9lasticit\u00e9 de la mati\u00e8re organique et le transport des hydrocarbures en son sein.<\/p>\n
Pour ce travail, des tranches microm\u00e9triques de mati\u00e8re organique ont \u00e9t\u00e9 pr\u00e9lev\u00e9es dans plusieurs roches m\u00e8res. L\u2019architecture des pores a \u00e9t\u00e9 obtenue exp\u00e9rimentalement par tomographie \u00e9lectronique avec une r\u00e9solution inf\u00e9rieure au nanom\u00e8tre. L\u2019analyse topologique de ces r\u00e9seaux r\u00e9v\u00e8le que la connectivit\u00e9 ne se fait qu\u2019au travers de pores de diam\u00e8tre inf\u00e9rieur \u00e0 2 nanom\u00e8tres. Les auteurs ont donc \u00e9tudi\u00e9 l\u2019impact de cette connectivit\u00e9 sur la diffusion des mol\u00e9cules d\u2019hydrocarbures par simulation num\u00e9rique. Un mod\u00e8le math\u00e9matique est propos\u00e9 pour \u00e9valuer les effets comp\u00e9titifs entre l\u2019adsorption et les processus de diffusion. Ce mod\u00e8le permet de confirmer que la diffusion au travers du r\u00e9seau de nanopores connect\u00e9s est un facteur limitant la migration des hydrocarbures depuis la mati\u00e8re organique vers les puits de production.<\/p>\n
Mesoscale structure, mechanics, and transport properties of source rocks\u2019 organic pore networks. J. Berthonneau, A. Obliger, P.-L. Valdenaire, O. Grauby, D. Ferry, D. Chaudanson, P. Levitz, J.J. Kim, F.-J. Ulm, R.J.-M.\u00a0Pellenq, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018, doi\u00a0: 10.1073\/pnas.1808402115<\/p>\n
![\"Liens](\"https:\/\/www.cinam.univ-mrs.fr\/cinam\/wp-content\/uploads\/2019\/01\/liens-entre-la-structure-poreuse-la-mecanique-et-les-proprietes-de-transport-des-kerogenes-de-roches-meres-dhydrocarbures-2.jpg\")
<\/a>