Facteur de compressibilité

Définition

Le facteur de compressibilité, Z, est le rapport volumétrique moléculaire d'un fluide par rapport à un gaz idéal. Il décrit dans quelle mesure le fluide se comporte comme un gaz idéal.

Mesures de facteurs de compressibilité :

Le schéma montre des exemples de facteurs de compressibilité de plusieurs matériaux. En fait, il ne s'agit pas uniquement de gaz. Les gaz et les liquides ont beaucoup en commun, comme le montre par exemple la présence d'un fluide surcritique où la séparation entre l'état gazeux et l'état liquide disparaît.

Explications

Le facteur de compression décrit l'écart par rapport aux gaz parfaits. Le fluide se comporte très près d'un gaz idéal lorsque le facteur de compressibilité est égal à un et est considéré comme un fluide incompressible lorsqu'il est égal à zéro.

Pour un sol ou une substance plus solide, voir le tassement et le coefficient de tassement.

✅ Gaz de Van-der-Waals : les forces d'attraction entre les molécules de gaz peuvent conduire à la formation de fluides. Une indication de cela est qu'elles sont plus petites que 1 pour les basses pressions, ce qui est le cas par exemple pour l'ammoniac (NH). Tout comme dans l'eau, la liaison hydrogène entre les molécules de NH induit les forces d'attraction nécessaires. En revanche, H n'a pas de contribution attractive mais seulement des forces répulsives dues à la répulsion des électrons de liaison, donc est toujours plus grand que 1.

Utilités

Les mesures de compressibilité sont utilisées pour déterminer comment la porosité et la perméabilité sont réduites en passant des conditions de laboratoire à la contrainte du réservoir. Dans le cas de la porosité, cela est important si la porosité du noyau est utilisée pour calibrer les diagraphies ou même simplement pour vérifier la correspondance entre la porosité dérivée du diagraphie et la porosité du noyau. La compressibilité de la roche peut également être une source importante d'énergie du réservoir. En règle générale, les plus grandes réductions de porosité se produisent dans les grès non consolidés à forte porosité, où des réductions d'un facteur de 0,9 ne sont pas inhabituelles.

La réduction de la perméabilité sous contrainte est évidemment importante pour prédire les performances du puits. En règle générale, les plus grandes réductions se produisent aux perméabilités les plus faibles. Les sables à gaz compact en particulier peuvent montrer de fortes réductions de perméabilité lorsque les mesures sont effectuées dans des conditions de surcharge simulées.

Par exemple, les données pour le grès hautement cimenté suggèrent que les perméabilités in situ sont trois fois inférieures aux valeurs mesurées en laboratoire. En revanche, les sables meubles ayant une perméabilité de l'ordre de 1000 mD présentent souvent des réductions de 20 % au plus lors du passage aux conditions de réservoir.

⭐ Pour le CO2 proche du point critique, le facteur de compressibilité diminue à 0,2–0,5, et le travail de compression peut être considérablement réduit. De plus, comme le S-CO₂ est moins corrosif que la vapeur à la même température, le cycle S-CO₂ peut potentiellement augmenter la température d'entrée.

En rapport avec "facteur de compressibilité"

• coefficient de tassement

  

  Le coefficient de tassement correspond à la valeur de la réduction totale d'un volume de terre foisonné, due soit au compactage plus un tassement final...

• compressibilité

  

  La compressibilité désigne la mesure dans laquelle un solide ou un fluide change de volume lorsqu'il est soumis à un changement de pression.

• perméabilité

  

  La perméabilité est une aptitude d'un milieu à se laisser traverser par un fluide de forme liquide ou gazeuse.

• porosité

  

  La porosité est une mesure des pores dans un matériau indiquant les espaces vides par lesquels un liquide ou un gaz peut passer.