Un modèle de puits de pétrole

Objectif:

Démontrer comment un fluide comme le pétrole ou l'eau peut sortir d'un gisement sous-terrain et remonter à la surface.
Découvrir les caractéristiques d'un gisement (porosité, perméabilité) et les caractéristiques importantes d'une roche-couverture.
Approfondir l'extraction de fluides par un puits.

Renseignements généraux :
La théorie et les principes Les roches sédimentaires clastiques contiennent généralement des fluides. Au moment du dépôt, l'eau associée aux grains de sédiments est piégée dans les roches clastiques. L'ensevelissement et l'induration (le durcissement) qui s'ensuit capte une grande partie de l'eau dans les sédiments. La génération et la migration d'hydrocarbures déplace souvent l'eau si les conditions de porosité et de perméabilité le permettent. Le mouvement des fluides dans une couche sédimentaire perméable résulte principalement de la pression. Les fluides circulent vers le haut (vers une pression moins élevée) jusqu'à ce qu'ils atteignent une couche imperméable (roche-couverture).

La construction du modèle servira à expliquer les concepts de porosité et de perméabilité, de roche-couverture et d'aquifère (réservoir). L'expérience indiquera la nécessité pour le fluide d'avoir une voie constituée par les espaces entre les grains de sable qui permettent le mouvement. La porosité en évidence dans le sable est mise en contraste avec la perception de la perméabilité qu'ont les élèves de la couche de pâte à modeler. Le rôle de la différence entre la charge hydrostatique et la pression interstitielle peut être examiné. Le lien évident est qu'une hausse de pression augmente le flux. Le concept de pompage de pétrole et de gaz naturel devrait être examiné.

Matériel : 1 récipient transparent, mesurant de préférence de 12 à 15 cm (minimum) sur le fond (un grand bécher) 1 grande bouteille de plastique transparent
1 petit aquarium
2 tubes de verre ou pailles de plastique
1 entonnoir
1 bout de tube de plastique (ou de caoutchouc) qui s'ajuste aux 2 tubes (pailles) et à l'entonnoir
Gravier d'aquarium
Sable
Pâte à modeler pour simuler l'argile
Eau (on peut y ajouter du colorant alimentaire)
Comment procéder :: Ajuste un tube (une paille) au tube de caouchouc et à l'entonnoir. Place les tubes de deux côtés opposés du récipient, de façon à pouvoir observer le fluide. Place le gravier d'aquarium (sable graveleux) au fond du récipient et remplis de gravier jusqu'à une hauteur de 8 à 10 cm. Place avec soin une solide couche de pâte à modeler (représentant l'argile) par-dessus le gravier et scelle bien la couche autour des tubes et sur les bords du récipient. Ajoute une couche de sable (6 à 8 cm) par-dessus la couche représentant l'argile.

Remplis l'entonnoir d'eau en tenant l'entonnoir en-dessous du niveau du gravier. Soulève lentement l'entonnoir et observe l'écoulement de l'eau. Ajoute de l'eau au besoin et continue de soulever l'entonnoir. Observe les résultats. Sers-toi de ta bouche pour souffler de l'air dans l'entonnoir et observe ce qui se produit. Souffle plus fort et observe.

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Modifié: 2004-12-10