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| Detailed view | PhD thesis |
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| Université Joseph-Fourier - Grenoble I (23/03/2005), J. DESRUES (Dir.) |
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| Etude expérimentale du comportement hydro-mécanique d'une roche poreuse en relation avec les problèmes d'excavation |
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| Mehdi Hosseini1 |
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| Dans l'industrie du pétrole et du gaz, on a estimé que plus de 500 millions de dollars US sont perdus tous les ans, en raison des instabilités de puits (Chen, Tan et Haberfield, 2000, [7]). Afin de limiter les problèmes d'instabilités relatifs à des excavations souterraines la prévision de l'évolution des contraintes et des déformations à proximité de l'ouverture est essentielle. Les essais sur des cylindres creux à parois épaisses sont un moyen facile, économique et réaliste pour mieux comprendre les mécanismes de rupture de puits pétroliers. La première partie de la présente recherche consistait à créer et développer un dispositif expérimental pour réaliser des essais sur cylindres creux à parois épaisses sous deux conditions distinctes : 1) Essais sans fluide interstitiel (pour modéliser l'ouverture souterraine pendant et après le creusement). 2) Essais avec écoulement radial convergent de fluide interstitiel (pour modéliser le puit de pétrole pendant sa phase de production). C'est un des avantages de ce dispositif expérimental puisque dans la majorité des cas, cette possibilité d'écoulement radial n'existe pas dans les études rapportées dans la littérature .La seconde partie de cette recherche est une campagne d'essais expérimentaux réalisée sur le matériau artificiel appelé CPIR09. Son comportement est similaire à certain grès très poreux qui constituent des réservoirs pétroliers. Le mode de rupture observé dans les essais est une paire de plans de rupture radiaux diamétralement opposés, parallèles à l'axe du trou et perpendiculaires à la paroi interne) qui correspond à un mécanisme compactant. Les mesures montrent que les valeurs de la perméabilité globale diminuent avec l'augmentation de pression externe. L'écoulement radial convergent de fluide interstitiel n'a pas effet sur la forme de la rupture mais cet écoulement enlève des particules de matière fracturée, ce qui crée une érosion à l'intérieure des bandes de localisation. L'écoulement radial convergent de fluide interstitiel (en raison du différentiel de pression interstitielle) peut légèrement diminuer la résistance des échantillons. |
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| 1: | 3S - Laboratoire Sols, Solides, Structures |
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| rupture – ouverture souterraine – instabilité – comportement hydromécanique |
| In the oil and gas industry, it has been estimated that in excess of US$ 500 millions [7] is lost each year because of wellbore instability. To prevent problems due to wellbore instability, accurate prediction of stress and deformation around the wellbore are essential. Laboratory tests on thick-walled hollow cylinders of rock are a relatively easy, economical and realistic means to better understand the mechanisms associated to wellbore failure. The first part of this research consisted in the development of an experimental device to carry out tests on thick-walled hollow cylinders under two distinct conditions: 1) Tests without pore fluid (to simulate the underground opening during and after the drilling). 2) Tests with convergent radial flow of pore fluid (to simulate the wellbore during its phase of production). The latter is one of the key advantages of this experimental device since this possibility of radial flow does not exist in the majority of studies reported in the literature. The second part of this research discusses the experiments carried out on the rock-like ceramic material called CPIR09. The behaviour of this material is similar to very porous sandstones which form certain oil reservoirs. The mode of rupture observed in the tests was a pair of radial rupture planes that are diametrically opposed (parallel with the axis of the hole and perpendicular to the internal wall) which corresponds to a compacting failure mechanism. The results obtained show that the global permeability decreases with increasing external pressure. The convergent radial flow of pore fluid does not affect the form of the rupture but acts to remove fractured materials to erode localization bands. The convergent radial flow of pore fluid (due to the imposed pore pressure) may slightly decrease the strength of the samples. |
| tel-00084656, version 1 | |
| http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00084656 | |
| oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00084656 | |
| From: Mehdi Hosseini | |
| Submitted on: Sunday, 9 July 2006 08:19:24 | |
| Updated on: Sunday, 9 July 2006 20:36:58 | |
