Laboratory Analysis of Acoustic Emission Associated with the Hydraulic Fracturing of Sandstone Samples. The Problem of Fracture Location Étude au laboratoire de l'émission acoustique associée à la fracturation hydraulique d'échantillons de grès. Le problème de la localisation de la fracture

Abstract

Acoustic emission associated with the hydraulic fracturing of sandstone samples (dry or saturated) was investigated in the laboratory. The emission sources were located by triangulation from the differences in arrival time of the compressional wave at four sensors. On this experimental scale, the attenuation and dispersion factors, and the anisotropic character of the medium influence the choice of the method for measuring Delta t. For the same reason, the time measurements must be corrected for instrumentation effects. The velocity anisotropy of the medium is also taken into account for a simple geometric representation (ellipsoid). A comparison of the location results with the survey of the fracture after the test shows that the emission sources are located in the fracture plane. The tests also reveal a close correlation between acoustic activity and fracture behavior. The initiation and propagation of the fracture are accompanied by few events only, whereas the closure is characterized by very strong acoustic activity. Two types of event were observed, and those corresponding to the propagation of the fracture appear to confirm a tensile fracture mode. L'émission acoustique associée à la fracturation hydraulique d'échantillons de grès (secs ou saturés) a été étudiée au laboratoire. Les sources d'émission sont localisées par triangulation à partir des différences de temps d'arrivée de l'onde de compression sur quatre capteurs. A cette échelle expérimentale, les phénomènes d'atténuation et de dispersion ainsi que le caractère anisotrope du milieu influent sur le choix de la méthode de mesure des Delta t. Pour cette même raison, les mesures de temps doivent être corrigées des effets de l'instrumentation. L'anisotropie de vitesse du milieu est également prise en compte dans le cas d'une représentation géométrique simple (ellipsoïde). La comparaison des résultats de la localisation avec le relevé de la fracture après l'essai montre que les sources d'émission se situent dans le plan de fracture. Les essais font également apparaître une forte corrélation entre l'activité acoustique et le comportement de la fracture. La création et la propagation de la fracture sont accompagnées de quelques événements seulement, alors que la fermeture se caractérise par une activité acoustique très importante. Deux types d'événements ont été observés, ceux qui correspondent à la propagation de la fracture semblent confirmer un mode de rupture en traction.