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Université Kasdi Merbah Ouargla Faculté des Hydrocarbures, des Energies Renouve

Université Kasdi Merbah Ouargla Faculté des Hydrocarbures, des Energies Renouvelables, Et Science de la Terre et de l’Univers Département des Hydrocarbures Production Professionnelle 2eme année LMD TRAVEAUX PRATIQUES PRODUCTION TP N°2 : « La Densité II » Groupe 01 : Boukezzoula Anis Benamer Oussama 1. Introduction : Le succès d’une opération de forage est assuré par plusieurs facteurs dont le choix du fluides complexes du fait de leur nature même (ces fluides peuvent être des émulsions/suspensions de divers constituants) dont les fonctions sont multiples (refroidir et lubrifier l’outil au cours de forage, maintenir la paroi du puit, assurer la remonté des déblais…). La connaissance et le contrôle des propriétés rhéologiques des fluides de forage ont donc une incidence majeure sur le bon déroulement d’une opération de forage. Ces fluides appelés « Boue » présentent un comportement non newtonien : ils sont habituellement rhéofluidifiants thixotropes. Elle est injectée à haute pression à l’intérieure des tiges de forage. La boue au niveau de l’outil de forage à une vitesse suffisante pour pouvoir entrainer les morceaux de roches forées jusqu’en surface dans l’espace annulaire situé entre les tiges de forage et les parois de puit. Les fluides de forage peuvent être subdivisés en trois groupes :  Fluides de forage à base d’eau  Fluide de forage à base d’huile  Fluide de forage gazéifié Une boue dense favorise l’ascension des cutting et permet l’équilibre des pressions hydrostatiques. Pour une boue à densité élevés, il y a le risque de détachement des parois (de la boue) et de retombée dans le trou de forage provoquent le coincement de l’outil Et pour éviter les problèmes (pertes et venues) on fait ajouter des additifs à la boue de forage qu’ils soient des solides (poudres) ou liquides (eau, huile) ou des mousses, c’est une étape très importante et trient en compte beaucoup de facteurs (indices de plasticité, densité, vitesse de mélange…) On définit volume totale de boue V T=V puit+V actif+V réserve 2. Définitions et quelques notions théoriques : 1)La densité : est un paramètre important dans les boues de forage, elle doit être supérieur à la pression hydrostatique PH. Exercée par boue sur la formation empêche les venues de gaz, eau, huile et par conséquent les évaporations. Et ne doit être pas dispose les limites de résistance des couches pour ne pas les fracturer. 2)Pression exercée par la boue : elle est donnée par l’expression Ph= ⅆz 10,2 D’où : Ph : pression hydrostatique en « bar » D : densité de boue « kg/m 3 » Z : profondeur de couche traversée en « mm » 3)Alourdissement : est une opération qui dépend l’augmentation de la densité de boue ’’barytine ou galène ’’ 4)Allégement : est une opération dépend la diminution de la densité de boue pour adapter la formation. 3. But de TP : Le but de travail principal consiste à déterminer les densités finales appliquant des manipulations ajoutant des substances(additifs) pour avoir une idée sur l’influence de ces derniers sur la boue de forage. Les objectifs de TP : - Faire bon choix de l’additif - Allégement de densité - Alourdissement de densité - Effet de densité sur la pression hydrostatique - Connaitre bien comment on doit être le mécanisme de mixage 4. Matériels de l’expérience : Matériels Définition Image Bécher Récipient utilisé pour nombreuses applications de laboratoires, en chimie et en physique Balance électronique Appareil de peser la masse d’un fluide on un objet avec précision L’eau distillé Eau utilisée dans notre expérience Sel Substance blanche d’un gout piquant et acre Densimètre électronique Appareil capable de faire des mesures de densité sur les liquides, gaz Condensat Fluide de réservoir, utilisé dans l’allégement Chaud Additif blanc utilisé dans l’alourdissement Adjutateur Appareil pour faire le mécanisme de mixage Chronomètre Pour marquer le temps de mixage OMO Émulsifions qui permet d’éliminer le déphasage 5. Mode d’opération et partie calcul: 1 ⅇrⅇ Étape : Dans le début notre objectif est de mesurer la densité d’eau salé (solvant « eau + sel », on fait plusieurs étapes : 1)on pose dans la balance électronique le bécher, puis mettre le en zéro. 2) Au bécher d’un 250ml, on prend V eau=200ml et on le pèse aux balances on trouve que meau=195,51 g 3) A l’autre côté, on prend un autre bécher, on prend une masse de sel 25g et V sel=23ml - On va calculer la masse volumique d’eau et de sel ρ=m v et trouve la densité de sel (additif) dsel= ρsel ρeau - Ensuite on mesure la masse d’eau et de sel sans bécher, et on met à dériver sur l’adjutateur et faire attention au temps qui prend dans ce mécanisme qui a fait par 500 tr/min - Après 3min et 40s le mécanisme est fait, et on relève le bécher puis mesure de masse volumique et de volume de ce mélange par densimètre ρsel Remarque : par densimètre on trouve que la masse volumique d’eau est ρeau=0,998g/cm 3 - On va comparer la valeur de densité avec la densité final df et déduire si on a alourdissement ou allégement Partie Calcule de cette étape : meau=195,51 g , V eau=200ml msel=25g , V sel=23ml ρeau= meau V eau=195,51 200 =0,977g/cm 3 , ρsel= msel V sel=25 23=1,08g/cm 3 Donc : dsel= ρsel ρeau=1,0821  On va mesurer la densité finale de mélange : meau=195,51 g V eau=200ml msel=25g V sel=23ml msel+eau=220,51 g V sel+eau=210ml ρ=meau+sel V eau+sel=1,05g/cm 3 dsel= ρmélange ρeau =1,063 Et par densimètre ρsel=1,076g/cm 3 dsel=1,078 On va calculer la pression Hydrostatique (Z=3000m) ph1=di. Z 10,2=0,998.3000 10,2 =293,52¯ ¿ ph2=df .Z 10,2 =1,078.3000 10,2 =317,05¯ ¿ Commentaire de ce résultat : On remarque que la valeur de densité final est différente que l’initial tel que df >di (di=0,998¿ augmente à dmélange=1,078 et voilà cet accroissement augmente la pression hydrostatique (gain de pression)ph2>ph1 . On conclure que le sel est un produit pour faire l’Alourdissement. 2 ⅇmeÉtape : - On va mesurer la densité d’un nouveau mélange avec le condensat. (Densité d’un additif). - On prépare V=40ml de de condensat et l’ajoute sur le mélange, par un adjutateur on fait le mécanisme cette fois par 750tn/min et après 4min on relève le bécher et mesure la masse volumique par un densimètre. Partie calcule de cette 2eme étape : Par densimètre on trouve : ρeau+sel+condensat=1,059 g/cm 3 Et voilà : dmélange= ρmélange ρeau =1,059 0,998=1,061 ph1=317,05¯ ¿ ph2=df .z 10,2 = 1,062.3000 10,2 =312,05¯ ¿ Commentaire de cette étape : En premier, dans cette étape il y aura un phénomène de déphasage, aussi on remarque que la densité précédente de mélange d’eau sel est réduit dans cette étape (dsel+eau>d sel+eau+condenstat) et voila une diminution aussi de pression hydrostatique donc le condensat a produit le l’allégement. 3 ⅇme Étape : Avant de commencer la dernière étape, on ajoute un émulsifions qui permet d’éliminer le déphasage, c’est l’OMO et après ça, on va mesurer la densité d’un nouveau mélange avec « le chaud » - On prépare V=30ml de chaud et ajoute sur le mélange par un adjutateur utilisé 750tn/min après 3min on relève le bécher et mesurer la masse volumique par densimètre Partie Calcule : Par Densimètre on trouve : ρeau+sel+condensat+chaud=1,114 g/cm 3 Et Voilà : dmélange= ρmélange ρeau =1,114 0,998=1,116 ph1=312,05¯ ¿ ph2=df .z 10,2 =328,23¯ ¿ Commentaires : One remarque une augmentation de densité que 1,116>1,059. Donc une augmentation de pression hydrostatique et on conclure que le chaud est un produit pour l’alourdissement. 6. Conclusion : D’aprés les résultats de ce TP, On conclure que nous pouvons augmenter la densité de boue s’appelle alourdissement aussi on peut aussi la diminuée « allégement » par des différents additifs, et cette variation influe surtout sur la pression hydrostatique du forage. Donc la densité est un paramètre important dans boue de forage, elle doit être suffisamment élevée par les venues d’eau, d’huile et de gaz et par conséquent les éruptions et il ne faut pas dépasser les limites de résistance des parois de puit pour ne pas les fracturer. Et c’est pour ça, n’importe quel ingénieur doit tenir en compte de ne pas négliger ou d’accélérer cette étape à cause de sa grande influence sur le parcours du forage ou production. uploads/Industriel/ tp-densite-02.pdf