Étude de la mouillabilité des roches réservoir à l'échelle du pore par cryomicroscopie électronique à balayage

Le but de cette étude est de caractériser, à l'échelle du pore, la mouillabilité des roches réservoir, en relation avec leur géométrie et/ou leur minéralogie. Cette caractérisation se fait, après congélation des échantillons, par l'observation de la distribution des fluides au sein du milieu poreux (saumure et huile brute), en microscopie électronique à balayage. Les expériences ont d'abord été effectuées sur des roches modèles parfaitement mouillables à l'eau, verre fritté et grès naturels. Certains de ces minéraux ont été rendus hydrophobes par greffage de silane. L'étude de ces systèmes a mis en évidence une corrélation entre la mouillabilité et la distribution des fluides. Puis, une roche réservoir (grès argileux de la formation de Brent, de mer du Nord) connue comme étant de mouillabilité intermédiaire a été étudiée. Un travail précédent (étude de déplacements eau/huile par tomographie X) avait abouti à la conclusion que si ces roches présentaient des hétérogénéités de mouillabilité, l'échelle de ces hétérogénéités devait être inférieure au millimètre. Les études de cryomicroscopie ont montré le caractère hydrophobe de la kaolinite, tandis que les illites, le quartz et les feldspaths sont préférentiellement mouillables à l'eau. L'imbibition spontanée d'huile pourrait ainsi être attribuée à l'existence au sein de la roche d'un réseau de kaolinite, tandis que l'imbibition spontanée de saumure serait due à l'existence d'un second réseau plus ou moins imbriqué avec le premier et constitué des autres minéraux. Un autre cas de roche réservoir a été étudié, à savoir un carbonate du Moyen-Orient. Les mésopores intergranulaires y ont été observés comme étant mouillables à l'huile tandis que les micropores restaient mouillables à l'eau. Dans ce cas, la mouillabilité intermédiaire de ces échantillons s'explique par la géométrie plutôt que par la minéralogie qui est plutôt homogène