Doctorat
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Item Etude de quelques problèmes inverses en génie pétrolier : application aux well tests(Universite M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2024) Saifi, Redha; Zeraibi, Noureddine(Directeur de thèse)Ce travail pr´esente une approche bas´ee sur l’application d’un pr´edicteur agr´eg´e form´e par plusieurs versions d’un r´eseau neuronal multicouche avec un algorithme d’optimisation de r´etro-propagation pour nous aider `a obtenir une liste de mod`eles les plus appropri´es d’interpr´etation de test de puits et ce pour un ensemble donn´e de pression./ donn´ees de production. La m´ethodologie retenue pour ce travail se d´ecompose en trois ´etapes : 1. R´eduction de la dimension des donn´ees pour r´eduire le nombre des variables input de la couche d’entr´ee dans le r´eseau de neurones artificiels, 2. R´epliques bootstrap de l’ensemble d’apprentissage o`u les donn´ees sont ´echantillonn´e `a plusieurs reprises avec une division al´eatoire des donn´ees en ensembles de trains afin de les utiliser comme nouveaux ensembles d’apprentissage, et 3. Identification automatique du mod`ele de r´eservoir via un pr´edicteur agr´eg´e form´e par un vote de pluralit´e lors de la pr´ediction d’une nouvelle classe. L’ensemble de donn´ees de formation et de test requis a ´et´e g´en´er´e `a l’aide de mod`eles de solution analytique. Dans notre cas, 600 ´echantillons ont ´et´e utilis´es : 300 pour l’apprentissage, 100 pour la validation crois´ee et 200 pour les tests. Diff´erentes structures de r´eseau ont ´et´e test´ees au cours de cette ´etude pour arriver `a une conception de r´eseau optimale. Nous remarquons que la m´ethodologie de r´eseau unique entraˆ?ne toujours une confusion dans la s´election du mod`ele correct. Nous remarquons ´egalement que la r´eduction des dimensions des donn´ees est une strat´egie efficace pour r´eduire le nombre de caract´eristiques d’entr´ee, simplifier la structure du r´eseau et r´eduire le temps de formation de l’ANN. Les r´esultats obtenus montrent que l’approche propos´ee offre une meilleures performances lors de la pr´ediction de nouvelles donn´ees avec un coefficient de corr´elation environ ´egal `a 95% Par rapport `a une approche classique qui est de 80%, la combinaison la technique de r´eduction de dimension est plus stable car elle permet d’atteindre le mˆeme objectif avec moins d’effort. L’approche propos´ee se montre comme un outil de classification avec une rigueur math´ematique et une pr´ecision int´eressante et de ce fait elle peut ˆetre g´en´eralis´ee `a l’´etude d’autres probl`emes semblablesItem La commande des systèmes multivariables fortement couplés par les lois de la commande avancée(Universite M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2023) Fartas, Nour El Houda; Khelassi, Abdelmadjid(Directeur de thèse)La commande d'ordre fractionnaire pour les systèmes multivariables est l'objectif principal de ce travail. La motivation d'utilisation de ce contrôleur est due aux résultats importants obtenus dans ce domaine. Pour ce faire, deux méthodes ont été utilisées : la première c'est l'utilisation d'un contrôleur fractionnaire avec un filtre et un découpleur en se basant sur la commande par modèle interne. La deuxième méthode est une combinaison entre l'optimisation par essaim particulaire (PSO) et la méthode de BLT. Les résultats des deux méthodes indiquent une amélioration dans la qualité de la réponse des systèmes multivariablesItem Contributions à la commande des vibrations dans le système de forage rotary par l'approche non linéaire(Universite M'Hamed Bougara : Faculté des hydrocarbures et de la chimie, 2022) Mendil, Chafiaa; Kidouche, Madjid( Directeur de thèse)Au cours du processus de forage, les dispositifs du système de forage peuvent être exposés à plusieurs types de phénomènes provoqués par des vibrations latérales, axiales et de torsion. Ces vibrations indésirables conduisent à une fatigue accrue de la garniture de forage qui peuvent provoquer leur rupture prématurée s'ils ne sont pas effi- cacement contrôlés et rapidement atténués. Ce travail de recherche est axé sur les vibrations de torsion, qui sont produit lors de l'interaction dynamique non linéaire entre les roches et le trépan. Différents modèles ont été conçus dans différents travaux pour démontrer la sévé- rité du phénomène de stick-slip. Cette thèse est divisée en trois parties. La première partie est consacrée aux effets de la variation paramétrique et les effets du nombre de degrés de liberté sur l'intensité des vibrations Stick-Slip en boucle ouverte. L'objectif de la deuxième partie est de concevoir un contrôleur robuste suivi d'une comparaison entre les contrôleurs PI, PID et en mode glissant. Enfin, pour améliorer les performances du système, une commande hybride backstepping-mode glissant a été proposée dans la troisième partie. Sur la base de la compa- raison entre ces différents types de contrôleurs, on remarque que l'efficacité et la robustesse du contrôleur hybride est mise évidence et protège mieux les équipements de forage des risques causés par les vibrations de la phase de glissement. Par conséquent, il est recommandé de mettre en œuvre le contrôleur proposé dans des systèmes de forage rotatifs pour l'industrie pétrolièreItem Utilisation des réseaux de neurones dans l’optimisation des paramètres de forage des puits des hydrocarbures en temps réel(Universite M'Hamed Bougara : Faculté des hydrocarbures et de la chimie, 2021) Youcefi, Mohamed Riad; Hadjadj, Ahmed(Directeur de thèse)Les adaptations des paramètres de forage en temps réel sont basées sur l’expérience du foreur. Ceci est principalement dû à l'incapacité des foreurs d'analyser et d'interpréter le flux de données en temps réel. De plus, la prise des décisions en temps réel dépend de la rapidité avec laquelle le foreur peut identifier le problème. L’expérience a montré qu’il y a également un retard distinct dans la détection des évènements indésirables. Une telle inefficacité peut augmenter considérablement le temps non productif. Cette thèse vise à construire un outil de support intelligent capable de surmonter ces limitations à travers l’agrégation des données, la recommandation des paramètres de forage optimaux, l’identification des tendances des paramètres de forage et la détection précoce des dysfonctionnements de forage. La méthodologie présentée dans ce travail de thèse utilise les différents segments de l’intelligence artificielle à savoir les réseaux de neurones artificiels, les algorithmes d’apprentissage supervisée et non supervisé, et les algorithmes d’optimisation métaheuristique pour permettre à la machine de simuler la pensée humaine pendant la surveillance des opérations de forage. Les résultats obtenus montrent que les modèles développés peuvent avoir un impact positif sur l’industrie du forage grâce à leur efficacité, précision et rapiditéItem Adaptation et développement des modèles SRM pour la simulation et l’optimisation des réservoirs fracturés(Universite M'Hamed Bougara : Faculté des hydrocarbures et de la chimie, 2021) Redouane, Kheireddine; Zeraibi, Noureddine(Directeur de thèse)La conception d’un plan de développement d’un réservoir fracturé est un problème ardu nécessitant l’utilisation de la simulation numérique pour la résolution et le traitement des modèles représentants le processus physique du système. Ces modèles reposent principalement sur un ensemble d’équations différentielles et intégrales non linéaires dont la solution même numérique est trop chronophage. Le but de cette thèse consiste en le développement d’un outil d’aide à la prise de décision basé sur les techniques d’intelligences artificielles et les algorithmes évolutionnaires pour faciliter la simulation des réservoirs fracturés afin d’optimiser leurs stratégies de développement/management à moindre cout. Pour atteindre notre objectif, nous développons dans un premier temps une stratégie d’optimisation auto-adaptative robuste multidisciplinaire qui utilise les modèles Surrogates et les algorithmes évolutionnaires pour non seulement fournir une approximation aux modèles de simulation avec un temps de réponse d’ordre de seconde, mais aussi pour faciliter la tâche d’optimisation globale de ce problème combinatoire de développement des réservoirs fracturés. Afin d’augmenter la précision de l’approche développée, nous proposons une procédure originale d’enrichissement via les plans d’expériences adaptatifs, qui sert ainsi à améliorer le pouvoir émulatif des modèles Surrogate particulièrement dans les zones pouvant contenir l’optimum de problème. Cette approche est couplée à une stratégie innovante d’articulation et de traitement des contraintes qui se présente aussi comme une clé pour automatiser la procédure d’optimisation et définir la forme générale de Framework élaboré qu’on appelle ASRM « Adpatative Surrogate Reservoir Model ». Le Framework développé est appliqué à : 1. L’optimisation des fonctions test complexes 2. L’étude d’un réservoir Benchmark Off-Shor. 3. L’étude et la mise en oeuvre sur un projet réel d’emplacement des puits directionnels sur un réservoir non-conventionnel fracturé d’un champ mature situé à Hassi-Massoud, Algérie. Les résultats ont permis de montrer la validité de la démarche ainsi que l’efficacité de la méthode ASRM pour une application dans un cadre industrielItem Etude des mécanismes d’inhibition des asphaltènes et prédiction des dépôts(2019) Gharbi, KheiraDe nos jours, la floculation et la déposition des asphaltènes constituent l’une des préoccupations majeures de l’assurance de l‘écoulement de pétrole brut dans les champs pétroliers, alors que les problèmes causés par les flocs d’asphaltènes génèrent des coûts supplémentaires dans le système de production. Dans cette étude, deux échantillons de pétrole brut léger ont été prélevés du champ de Hassi Messaoud, afin de caractériser leurs propriétés physicochimiques. L'inhibition de la floculation des asphaltènes a été étudiée en testant un inhibiteur commercial, les résines de pétrole, les fractions acide et basique des asphaltènes sous différentes conditions de pression et de température. Les résultats indiquent que les résines extraites peuvent avoir deux effets différents sur l'apparition de la floculation d'asphaltènes en fonction des conditions thermodynamiques du système et la concentration des résines ajoutées dans le pétrole brut. La fraction acide des asphaltènes a la meilleure performance contre le phénomène de floculation. Cette fraction a montré une bonne inhibition de la déposition des asphaltènes dans les deux cas statique et dynamique. Afin de prédire le seuil de floculation des asphaltènes dans une huile de surface qui constitue la première phase pour étudier l’efficacité des inhibiteurs, un modèle de réseau neuronal précis et robuste a été construit sur la base de données expérimentales. Il permet d’estimer le seuil de floculation de façon précise et rapideItem Modélisation du comportement rhéologique des fluides complexes : application aux fluides pétroliers(2019) Ouaer, HocineLa rhéologie des fluides de forage a toujours été considérée comme un aspect essentiel pour assurer le succès des opérations de forage. Par conséquent, le contrôle de leur comportement est d’une importance primordiale. Cette thèse fait l’objet de l’étude du comportement rhéologique des fluides de forage bentonitiques provenant des gisements Algériens (Mostaganem, Maghnia) seules et en présence d’additifs tels que : les polymères non ionique (Hydroxyéthylcellulose et polyéthylène glycol) et les sels (Chlorure de sodium et de potassium). Les résultats rhéologiques obtenus en régime stationnaire et dynamique sont confortés par des analyses de diffraction par rayons X. La modélisation et l’optimisation des paramètres rhéologiques a été réalisée en utilisant la méthode de régression non linéaire (Algorithme Levenberg-Marcquardt) et la méthode évolutionniste (Algorithme génétique). Il est à noter que les propriétés rhéologiques de ces fluides augmentent en fonction de la concentration en bentonite et cette augmentation est plus significative pour la bentonite de Mostaganem que celle de Maghnia, ce qui la rend prioritaire pour les applications de forage où des quantités énormes sont injectées dans les puits de forage. Ces résultats rhéologiques sont en parfait accord avec l’analyse granulométrique qui révèle que la bentonite de Mostaganem contient moins de sable (0.13 % en volume) que la bentonite de Maghnia (30.96 % en volume). Les rhéogrammes des solutions d’hydroxyéthylcellulose ont été bien corrélés par le modèle de Les essais rhéologiques combinés aux essais de diffraction par rayons X ont révélé que le comportement rhéologique et la stabilité du mélange bentonite-HEC sont contrôlés par la nature structurelle de ce polymère et ses mécanismes d’interaction avec les particules d’argile. L’optimisation des paramètres du modèle de Herschel-Bulkley a révélé que l’algorithme génétique qui est une méthode évolutionniste, permet d’estimer des paramètres plus réalistes par rapport à la régression non linéaire, en particulier dans le cas des fluides de forage formulés à base du chlorure de sodium, ce qui est en fait un avantage et un meilleur choix. En outre, l’essai en régime dynamique donne des valeurs de la contrainte seuil plus fiables que celles déterminées numériquement par les modèles rhéologiques en régime stationnaire. Les paramètres rhéologiques du fluide de forage écologique (bentonite-hydroxyéthylcellulosepolyéthylène glycol) sont très sensibles sous différentes conditions. La contrainte seuil et l’indice de consistance croissent avec l’augmentation de la concentration d’hydroxyéthylcellulose, pour atteindre des valeurs maximales à une température de 65 °C et décroissent avec la diminution du pH ainsi qu’avec l’ajout du chlorure de sodium au fluide de forage. Par contre, l’indice d’écoulement varie en sens inverse par rapport à la contrainte seuil et l’indice de consistance. Une comparaison entre l’effet du NaCl et du KCl sur le comportement rhéologique du fluide de forage écologique (bentonite-HEC-PEG) a révélé une dégradation des propriétés rhéologiques de ce fluide avec l’augmentation de la concentration de ces deux types du sel. Il est à noter aussi que la réduction de la viscosité apparente est plus importante dans de le cas de l’ajout du KClItem Elaboration et développement des modèles proxy pour l’étude et l’optimisation de WAG(2018) Nait Amar, MenadL’estimation des paramètres optimaux des processus WAG (water alternating gas) est un problème complexe nécessitant un nombre important de simulation numérique qui sont chronophages et couteuses. Le but de cette thèse est d’élaborer des modèles proxy dynamiques robustes basés sur des méthodes d’intelligences artificielles pour substituer les simulateurs numériques dans les études d’optimisation des processus du WAG, tout en palliant le calcul intensif demandé et en gardant la précision recherchée. Vu l’efficacité des proxy et le fait que l’optimisation des paramètres du WAG peut se formuler comme un problème mono ou multi objectif avec ou sans contraintes, l’hybridation de ces proxy avec des algorithmes évolutionnistes et méta heuristiques assure une optimisation adéquate et appréciable de ces paramètres. Les résultats obtenus montrent que les hybridations proposées sont très efficaces, précises et rapides