Convection naturelle dans les structures géologiques poreuses : deux exemples numériques

Résumé En Fr

In porous geological structures, free convection may have an extensive effect on phenomena such as mineral diagenesis or hydrocarbon migration. After a short account of relevant general results concerning natural convection in porous media, we present a 2D numerical model using the finite elements method. A program has been developed to study this kind of heat and mass transfer in porous structures. The simple case of the sloped porous layer and the simplified natural example of Alwyn field (North Sea) illustrate the complexity of the flow patterns that can occur, as well as the possibilities provided by numerical simulation. Preliminary results show that, in some cases, it may be necessary to take explicity the three-dimensional features of the phenomena into account.

La convection naturelle au sein des structures géologiques poreuses est un mode de transfert pouvant avoir des effets importants sur des phénomènes tels que la diagenèse minérale ou la migration des hydrocarbures. Après avoir rappelé un certain nombre de résultats généraux concernant la convection naturelle en milieu poreux, nous présentons un modèle numérique 2D utilisant la méthode des éléments finis. Ce programme a été développé pour étudier ce type de transfert de chaleur et de masse dans les structures poreuses. L'exemple simple de la couche poreuse inclinée et le cas réel simplifié du champ d'Alwyn (Mer du Nord) illustrent la complexité des écoulements pouvant se produire ainsi que les possibilités offertes par le recours à la simulation numérique. Les premiers résultats montrent qu'il peut être nécessaire de prendre en compte explicitement le caractère tridimensionnel des phénomènes.