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1. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
Rappels sur la porosité, la perméabilité et la saturation
Une roche sédimentaire est constituée de grains, d'une matrice et de pores qui contiennent les
fluides. La matrice lie les grains entre eux. En absence de la matrice, la roche est meuble. En
diagraphie, le terme matrice est utilisé pour désigner la partie solide de la roche.
Le volume poreux d'une roche est généralement très hétérogène. Les pores présentent des
formes irrégulières et sont plus ou moins reliés entre eux par des canicules étroites et
tortueuses.
 La porosité
La porosité est la fraction du volume d'une roche non occupée par des éléments solides donc
La porosité d’une roche est sa porosité de présenter des vides, des pores et des fissures. Elle
s’exprime quantitativement par le pourcentage du volume poreux par rapport au volume total
de la roche.
La porosité totale Øt est égale au rapport du volume total des pores sur le volume total de la
roche : Øt = Vv / Vt (%)
Øt : Porosité totale en (%)
Vv : Volume des vides en Cm3
Vt : Volume total en Cm3
La porosité est influencée par la taille des grains, leur arrangement, leurs formes, le ciment et
la compaction.
Il existe deux méthodes de mesure :
Méthode directe : les mesure de porosité par cette méthode se fond au laboratoire sur des
échantillons extraits. La méthode consiste a mesure le volume du solide Vs qui est obtenu par
la poussée d’Archimède dans le xylène après saturation des échantillons par ce liquide.
Ce volume du solide (total) est obtenu en calculant le poids spécifiques exerce par la phase
solide. La porosité sera donnée par la formule suivante :
Ф = (Vt-Vs/Vt) = 1-(Vs/Vt) = Vv/Vt (%)
Vv : volume des vides en Cm3
Vs : volume solide en Cm3
Vt : volume total de l’échantillon en Cm3
Méthode indirecte : les mesures de porosité par cette méthode se font grâce aux diagraphies
électriques et nucléaires.
- Neutron C.N.L (compensated neutron log)

2. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
- F.D.C (formation density compensated)
 La perméabilité
Un milieu poreux ne permet le déplacement des fluides que dans la mesure où ses pores sont
liés entre eux ; on dit alors qu’il est perméable. La perméabilité représente ainsi la facilite
avec laquelle une formation permet à un fluide de viscosité donnée de la traversée. La
perméabilité est exprimée par la loi de Darcy, comme étant : la connectivité d’un milieu d’un
centimètre de long (dx), laissant passer un volume de 1 cmᶟ (Q) par unité du temps (s), d’un
fluide avec une viscosité d’un centipoise (u) sous l’effet d’un gradient de pression (A p) d’une
atmosphère a travers une section (s) d’un cm².
La formule a exprimée comme suit :
Q = k . S
 . P
l
Q : débit du fluide traversant la roche en cm3/s,
S : surface de passage du fluide en cm2,
 : viscosité du fluide en centipoises (viscosité dynamique),
P
l
: Gradient de pression en bar/cm,
k : perméabilité de l'échantillon exprimée en darcy (d).
La perméabilité peut être calculée à partir de trois mesures :
1. Au laboratoire.
2. A partir des essais des puits.
3. A partir des diagraphies.
 Saturation en fluides
La saturation d'un fluide est le rapport du volume du fluide considéré sur le volume total des
pores. Par exemple, la saturation en eau Sw est :
Sw = Volumed'eau
Volumedes pores
La somme des saturations est égale à 1.
Dans la quasi-totalité des réservoirs d'hydrocarbures, il existe une certaine quantité d’eau qui
mouille la paroi des pores dite eau irréductible. Le pourcentage de cette eau dépend de la
dimension des pores de la roche. La valeur moyenne est de l'ordre de 20 %.

3. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
 Relation entre Résistivité, Porosité et Saturation (Loi d’Archi)
Cette formule relie la résistivité d'une roche avec la résistivité de l'eau de formation. La
formule généralement utilisée est : R = F x
Rw
Sw
2
R : résistivité de la formation,
Rw : résistivité de l'eau de formation,
Sw : saturation en eau dans la formation,
F : facteur de formation fonction de la porosité et de la nature de la formation.
La relation habituellement utilisée est (Cas des roches compactes) :
F = 1
2
Où Ø est la porosité de la roche.
Dans ce cas, la formule d'Archie s’écrit :

R = 1
2 x
Rw
Sw
2
Phénomène de l’invasion
En raison de l'invasion, les résistivités seront différentes dans les trois zones (figure 1). Nous
laisserons de côté la zone de transition pour nous occuper uniquement de la zone lavée et de la
zone vierge.
Avec les notations habituelles, nous avons dans la zone envahie :

RXO = 1
2 x
Rmf
SXO
2
et dans la zone vierge :

Rt = 1
2 x
Rw
Sw
2
RXO et Rt sont les valeurs lues sur les différents logs.

4. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
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Fig. N° 01 : Phénomène de l’invasion

5. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
Diagraphie différée
 Introduction
Les diagraphies différées sont des enregistrements de phénomènes physiques liés aux
caractéristiques pétrophysiques des formations traversées par le forage et aux fluides qu’elles
contiennent.
Enregistrées après chaque phases de forage, avec un pas d’échantillonnage de 0,5 pied 15 cm
environ mais parfois moins : 3 cm ou même 2,5 mm, elles donnent une image “continue” du
sous-sol, in-situ, détaillée et localisée autour du forage (généralement à moins d’un mètre).
Parmi celles-ci, on peut distinguer 3 grandes familles d’enregistrement :
 Diagraphies à l’usage des géologues, permettant d’évaluer les caractéristiques des
formations et les fluides rencontrés et de les quantifier.
 Diagraphies à l’usage du foreur, apportant des informations techniques (ex : qualité
de la cimentation, détection du point de coincement, etc.)
 Diagraphies utilisées par les producteurs, pour étudier les phénomènes liés aux
fluides et à leur écoulement.
Dans ce qui suit, on va donner un aperçu sur les outils d’acquisitions utilisés dans notre région
d’étude et aussi quelle que notions pétrophysiques.
 Description des outils d’acquisitions
 Notions d’acquisition
Les diagraphies permettront d’interpréter les informations des puits à caractères qualitatifs et
quantitatifs, identifier les réservoirs et informer sur la nature des fluides.
Cependant la connaissance de certains paramètres qu’on va citer, va permettre de juge de la
qualité des enregistrements et faciliter ainsi l’interprétation des résultats.
 Diamètre du sondage :
Il peut varier suivant la nature des formations traversées.
b. Boue de forage :
Son influence est très importante, plus le diamètre du trou est grand, plus le volume du fluide
entourant l’outil est important, et plus la mesure en est affectée.
Sa nature influe aussi, la possibilité ou non de l’enregistrement de certaines diagraphies.
c. Tubage et ciment :
Dans certains cas, le trou de forage est tubé et cimenté, ce qui ne permet pas d’enregistrer
certaines diagraphies.

6. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
d. L’excentricité de la sonde :
Généralement le trou n’étant pas parfaitement vertical, la sonde à tendance à s’appuyer contre
la paroi du trou, ce qui peut avoir un effet sur la mesure, c’est pourquoi on place parfois des
centreurs sur certaines sondes.
e. Vitesse d’enregistrement :
Elle dépend principalement du paramètre enregistré donc elle varie avec le type d’outil,
chaque outil a une vitesse maximale qu’il ne faut pas dépasser pendant l’enregistrement. La
vitesse est lente si la constante du temps est élevée.
f. Température et pression :
Elles augmentent avec la profondeur et en fonction du gradient thermométrique et la densité
de la boue, donc les outils utilisés pendant et après le forage doivent supporter ces variations.
g. L’espacement :
Est la distance entre deux sources émettrices et l’écartement entre source émettrice et
réceptrice, joue un rôle important dans l’enregistrement désiré.
h. L’invasion :
Le filtrat qui envahit les formations poreuses et perméables, perturbe la répartition initiale des
fluides et donne naissance à une zone lavée dont l’eau de formation a été totalement expulsée,
cette invasion provoque des changements important des propriétés physicochimique des
roches, et donnent une mauvaise estimation des paramètres diagraphiques.
 Les différentes diagraphies enregistrées
Dans notre étude, on a enregistré les diagraphies suivantes :
 Mesure du diamètre du trou (Caliper)
La mesure du trou est réalisée à l’aide de deux bras articulés symétriques reliés à un curseur
d’un potentiomètre. Les variations de diamètre du trou avec la profondeur se traduisent par
des déplacements latéraux des bras et par conséquent par des variations de résistance.
Un simple étalonnage permet à l’inverse de passer des résistances aux diamètres.
L’outil comprend :
 Quatre bras couplés par des pairs ouvrant jusqu’à 30˝ et a besoin 40˝ par adjonction de
rallonges et donnant deux plans perpendiculaires.
 Un intégrateur de volume de trou.
 Une cartouche d’inclinométrie permettant la mesure en continu de l’angle et de
l’azimut de la déviation du trou et l’orientation du diamètre par rapport au nord
magnétique.

7. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
 Application :
La mesure du diamètre du trou est utilisée pour :
La reconnaissance des zones poreuses et perméables (présence d mud-cake), calcul de
l'épaisseur de mud-cake.
La mesure du volume du trou pour l'estimation du volume de ciment.
La localisation des intervalles consolidés pour l'ancrage du packer d'essai de formation.
La correction des mesures des différentes diagraphies pour effet de trou ou de mud-cake en
vue d'une interprétation plus précise
Une approche de la lithologie.
 Diagraphies de résistivité :
Les diagraphies de résistivité dépendent de la composition de la roche en élément solide et la
nature des fluides contenus.
Le principe de mesure consiste à envoyer un signal par une source émettrice d’énergie
(courant électrique ou champ magnétique), qui pénétra la formation et enregistrant la
différence du potentiel par un dispositif de mesure (récepteur), situé à une certaine distance de
la source dite : espacement
C’est ainsi que selon l’espacement et la nature de la source d’énergie, que plusieurs outils sont
définis.
Plusieurs combinaisons de résistivité (macro-résistivité et micro-résistivité) sont possibles
pour une meilleure estimation des résistivités Rt et Rx0.
 Application
La détermination des différentes résistivités Rt et Rx0.
Fournit une image de la distribution radiale du fluide autour du trou de forage ce qui aide à
l’évaluation qualitative de la perméabilité du réservoir.
Estimation du diamètre d’invasion.
 AIT (Array Induction Tool):
L’outil AIT est utilisé dans la boue à base d’huile, il est conçu d’une grande précision de
mesure de la conductivité dans la formation en trou ouvert à cinq profondeurs d’investigation
différentes, il nous permet l’enregistrement de cinq courbes de résistivité à des profondeurs

8. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
qui varient entre (10, 20, 30, et 90) pouces, en fonction de la profondeur, 1ft, 2ft et 4ft ; est
disponible selon 3 solutions verticales :
Un pied pour l’analyse des couches minces.
2 à 4 pieds pour la corrélation facile avec le log existant.
La détermination de l’hétérogénéité proche du puits de forage.
La résistivité variée aussi avec la porosité, l’argilosité.
La résistivité dépendra aussi de la salinité de l’eau dans les réservoirs.
 Diagraphies de radioactivité naturelle :
Ces diagraphies peuvent être enregistrées en trou ouvert et en trou tubé, puisque les rayons
gamma traversent suivant leur énergie une épaisseur plus ou moins importante d’un matériau
en fonction de sa nature (densité).
Diagraphie rayonnement gamma "GR" :
Cette diagraphie mesure à l’aide d’un compteur à scintillation descendu au bout d’un câble,
les rayons gamma naturelle émis par les formations traversés par le forage son symbole est le
GR est son unité est l’API. Le rayonnement gamma naturel est lié à la présence des trois
éléments radioactifs : le Potassium, Thorium et l’Uranium dans les roches sédimentaires.
 Application :
La détermination de la lithologie, en établissant un profil lithologique vertical.
Courbe de référence pour le calage des diagraphies en profondeur.
Estimation du pourcentage d’argile des réservoirs.
Les corrélations entre sondages et la détection de discordances.
Evaluation des minéraux radioactifs.
Une approche de la perméabilité.
 Diagraphies de porosité :
Elle englobe trois types de porosité :
Porosité neutron.
Porosité densité.
Porosité sonique

9. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
 Diagraphies Neutron (Indice d’Hydrogène) :
A l’aide de sources appropriées on soumet les formations à un bombardement intense de
neutrons rapides, d’énergie initiale comprise entre 4 et 6 MeV.
Grâce à leur vitesse initiale élevée (10.000 Km/s), les neutrons rapides ont un grand pouvoir
de pénétration. Ils vont entrer, de ce fait, en collision avec les noyaux des atomes des
formations qu’ils traversent et perdent progressivement de leur énergie.
La mesure de l’indice d’hydrogène (IHh) ou la porosité (Фn) dépend en quelque sorte et
surtout du nombre d’atomes d’hydrogène par l’unité de volume dans la formation, ceux-ci
étant soit liés à l’eau ou aux l’hydrocarbure (donc à la porosité et à la saturation), soit à la
composition moléculaire de la roche, mais aussi à un moindre degré, des autres atomes entrant
dans la composition de la roche soit par suite de leur pouvoir ralentisseur, soit par leur
pouvoir absorbant.
 Application :
Combiné avec d’autres outils, il permet d’identifier la lithologie.
L’évaluation de la porosité des roches de réservoirs.
Combiner avec le LDT pour les poches de gaz.
Evaluation de la densité des hydrocarbures.
Bon critère de corrélation de puits à puits.
 Diagraphie densité :
Elles sont toutes basées sur le principe de l’intersection entre une radioactivité incidente et les
composantes de la formation soumises au bombardement radioactif. La source radioactive
émet des rayonnements gamma qui heurtent les atomes de la formation.
Trois types d’interactions se produisent suivant l’énergie des protons incidents :
L’effet Compton si l’énergie des photons est entre 0,1 à 1MeV.
L’effet photoélectrique si l’énergie des photons est inférieur à 0,1 MeV.
L’effet de production de pair si l’énergie des photons est supérieur à 1,01 MeV.
Les courbes de densité enregistrées sont en échelle de sensibilité 1,95 à 2,95 g/cm3

10. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
 Application :
Détermination une porosité densité indispensable à l’interprétation moderne.
La comparaison du neutron, densité et résistivité permet une identification des fluides dans les
réservoirs et la localisation des contacts gaz/huile et huile/eau.
Détecter la présence de gaz dans la zone envahie car elle provoque une forte diminution de la
densité, donc une porosité densité anormalement haute.
Identification minéralogique des argiles, principalement par la combinaison
 Diagraphies sonique :
Des ondes acoustiques peuvent se propager dans n’importe quel milieu solide, dans un milieu
infini deux types d’ondes se propagent, une onde de compression et une onde de cisaillement.
Le principe est de mesurer le temps de propagation d’une onde sonique à travers la formation
; pour cela on dispose d’un émetteur et d’un récepteur éloigné sur la sonde. L’échelle du log
sonique varie de 140 à 40 µs/ft.
 Application :
Détermination de la porosité.
Détermination de la lithologie par la combinaison avec d’autres types de diagraphies.
Evaluation des vitesses utiles à l’interprétation sismique.
Estimation de la porosité secondaire.

11. Diagraphie différée Chargé du module : Belksier Med Salah (MAA)
Références bibliographiques :
D. Chapellier, diagraphies pétrole
O serra Tome 1, diagraphies différées, bases de l’interprétation, 1979
O serra Tome 2, diagraphies différées, bases de l’interprétation, 1985
O serra Final, diagraphies différées, bases de l’interprétation, 1979
Schlumberger, logs d’interprétation 1989