O rocă de rezervor este o formațiune de rocă a cărei porozitate permite acumularea de fluide. Această porozitate este ocupată în mod natural de apă, dar, în special în contexte structurale sau stratigrafice , apa poate fi înlocuită cu petrol sau gaze naturale . Rocile din rezervor sunt uneori folosite de oameni pentru stocarea subterană a dioxidului de carbon (cazul rezervorului Lacq ).
În geologia petrolului, roca rezervorului este una dintre cele trei componente ale unui sistem petrolier , împreună cu roca mamă și roca de acoperire . Distingem:
Calitatea rocilor din rezervor și clasificarea lor depind de valorile porozității și permeabilității lor .
Porozitatea unei roci este raportul dintre volumul golului (porii) și volumul total al rocii:
Această porozitate este, în general, inter-granulară (între boabele unei roci detritice), dar poate fi și fisurată (în interiorul fracturilor).
Când studiem un rezervor, distingem:
Porozitatea absolută este suma componentelor (porozitatea efectivă) și (capacitatea de reținere). Cu cât particulele unei roci de rezervor sunt mai mici, cu atât suprafața cerealelor disponibile crește, cu atât scade și crește mai mult . Astfel, argilele au, în general, o porozitate totală mai mare decât nisipurile, dar, datorită dimensiunii și geometriei boabelor, au o porozitate efectivă aproape zero:
Rezervor de roci | Porozitate totală ( ) | Porozitate eficientă ( ) |
---|---|---|
Nisip și pietriș | 25-40% | 15-25% |
Nisip fin | 30-35% | 10-15% |
Lut | 40-50% | 1 la 2% |
Cretă | 10 - 40% | 1 până la 5% |
Calcar | 1-10% | 10 până la 50% |
Permeabilitatea, în general notată cu k , este o proprietate a materialelor care caracterizează ușurința lor de a permite transferul fluidului prin porozitatea lor. Este implicat în legea lui Darcy , care exprimă modul în care fluxul de fluid depinde de gradientul de presiune aplicat pe rocă:
unde Q reprezintă debitul, k permeabilitatea, η vâscozitatea fluidului, (Δ P / Δ x ) gradientul de presiune și S secțiunea transversală a probei. Izolând k obținem:
În domeniul continental, vorbim despre un acvifer atunci când o rocă de rezervor are o permeabilitate ridicată și porozitatea sa este ocupată de apă dulce. Se spune că un acvifer este „captiv” atunci când este izolat de apa de suprafață de un nivel geologic impermeabil și „liber” atunci când este în contact cu suprafața. Evoluția gradienților de presiune, în special legată de activitățile antropice (pompare sau injecție geotermală ), poate provoca formarea de pene sărate pe litoral, adică incursiunea apei sărate într-o rocă de rezervor, anterior plină de apă.
În timpul producției de petrol și gaze naturale de către o sursă de roci , hidrocarburile se ridică la suprafață prin porozitatea rocilor din rezervor datorită celor două mecanisme:
Pe măsură ce se ridică la suprafață, petrolul se poate acumula într-o capcană stratigrafică sau structurală . Vorbim apoi despre un rezervor de petrol unde gazul natural, petrolul și apa (sare sau nu) sunt în general prezente. Gazul este în partea de sus a coloanei, plutind pe petrol, el însuși plutind pe apă.