Gisements miniers et pétroliers
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Item Optimisation du «ROP» en utilisant les techniques d’apprentissage automatique : cas d’une boue à base d’eau haute performance(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2024) Doumane, Hamza; Toumi, Mohamed Ibrahim; Azril, Nadjet (Promoteur)Pendant des décennies, les puits pétroliers ont été forés en utilisant une boue à base d'eau conventionnelle « WBM » dans la section supérieure et des systèmes de boue à base d'huile « OBM » dans les autres sections du puits. La conception standard du puits générant des coûts élevés d'élimination des déchets à terre el en mer, notamment en ce qui concerne les déchets d'OBM. Dans le cadre de la stratégie d'amélioration environnementale, l'équipe de l'opérateur et du fouisseur de fluides a identifié des économies potentielles significatives en matière de coûts d'élimination pour un essai à terre. L'utilisation d'un système « WBM » pour le forage des sections supérieures ainsi que des sections inférieures pourrait entraîner des économies de coûts grâce à la réduction de la dilution du fluide de la section supérieure ainsi qu'à une réduction des couts d'élimination des déchets. Un système de boue à base d'eau à haute performance « HPWBM » avec des performances similaires à un système « OBM » a été propose dans le cadre d'un essai pour démontrer ces économies potentielles de coûts d'élimination pour un puits à terre. L'essai sur le terrain a été un grand succès par rapport aux systèmes et méthodologies de fluides conventionnels.Item Étude de l’effet de l’inclinaison et la rhéologie sur le transport des déblais(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2023) Doghmane, Bachir; Hadj Guenaoui, Younes; Azril, Nadjet (Promoteur)Le mauvais nettoyage de puits est un problème majeur rencontré lors du forage pétrolier causé par l'accumulation des déblais au fond du puits, en particulier dans les puits dévié et horizontaux. Dans cette étude, nous nous concentrons sur ce problème en utilisant l'outil de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) avec le logiciel commercial ANSYS FLUENT (2023-R1) pour simuler un écoulement multiphasique solide-liquide dans un annulaire. L'objectif principal de cette étude est d'analyser la concentration des déblais, la perte de pression et les profils des vitesses des solides en fonction de plusieurs paramètres de forage tels que la rotation de la tige, le débit d'écoulement, le taux de pénétration, l'angle d'inclinaison et la rhéologie du fluide. Les résultats obtenus mettent en évidence l'importance de ces paramètres dans l'efficacité du transport des déblais. Plus spécifiquement, la rotation de la tige, le débit d'écoulement et le taux de pénétration ont été identifiés comme les facteurs les plus influents qui régissent l'efficacité du nettoyage du puits. En comprenant comment ces paramètres affectent le transport des déblais, il est possible d'optimiser les opérations de forage afin d'améliorer le nettoyage du puits et d'augmenter la récupération des hydrocarbures.Item Analyse de la stabilité des parois du puits : cas d’étude, puits 15/9-F-15, Champ Volve, Mer du Nord(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2022) Aouidad, Nabil; Azril, Nadjet (Promoteur)Compte tenu de la complexité et de la régularité des problèmes de forage causés par cette opération, qui coûte au secteur pétrolier et gazier des milliards de dollars par an, la stabilité des puits est depuis longtemps un problème difficile pour les foreurs. Dans ce travail, nous nous sommes concentrés sur les aspects scientifiques, théoriques et méthodologiques de la modélisation géomécanique 1D et de l'étude de la stabilité des parois du puits. Afin d'analyser la stabilité du puits 15/9-F-15, situé au champ Volve, sous différents angles, un modèle géomécanique (1D MEM) a été créé et utilisé dans un scénario qui s'est produit en mer du Nord. La source des instabilités a été identifiée comme étant le choix inapproprié de la densité du fluide de forage utilisé. Les résultats du modèle géomécanique ont montré que la pression du puits dépasse la pression de fracturations sur plusieurs intervalles. Pour cela, une modification de cote de tubage a été proposée et un nouveau programme de boue élaboré.Item Simulation numérique de l’écoulement d’un fluide de forage dans un espace annulaire(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2022) Amrane, Walid; Rahmani, Oussama; Azril, Nadjet (Promoteur)L’objectif de ce travail est d’étudier le comportement d’un fluide de forage en écoulement dans un espace annulaire (perte de pression et profil de vitesse), pour le faire, plusieurs paramètres ont été pris en considération (paramètres rhéologiques du fluide, vitesse d’entrée du fluide ainsi que la rotation de la tige et enfin la position de la tige, concentrique ou excentrique). Le modèle rhéologique adapté dans cette étude est celui de Herschel Bulkley jugé plus significatif pour les boues à base d’eau, dont notre fluide fait partie. La simulation numérique a été réalisée à l’aide du logiciel ANSYS-Fluent 2020 R2 en résolvant les équations du mouvement, les résultats obtenus montrent que les paramètres rhéologiques (notamment le « n ») affectent directement les pertes de pression dans l’annulaire pour les deux cas concentrique et excentrique, et la rotation de la tige améliore l’écoulement dans l’annulaire et ceci en augmentant la vitesse.Item Étude numérique de l’écoulement d’un fluide polyphasique non newtonien dans l’espace annulaire (application au transport des déblais)(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2022) Abdessemed, Heythem Amine; Azril, Nadjet (Promoteur)L’accumulation des déblais résultants d’un mauvais nettoyage du puits est l’un des problèmes majeurs rencontrés lors du forage pétrolier. L’objectif de notre travail est d’étudier les facteurs qui affectent le transport des déblais. Un code CFD ANSYS est utilisé pour simuler l’écoulement polyphasique solide-liquide d’un fluide de forage, après vérification en utilisant une étude réaliste, nous avons étudié l'effet de la taille des déblais sur l'écoulement polyphasique, la qualité du nettoyage et l'effet de la rotation de la tige de forage ainsi que la vitesse et la densité du fluide, la quantité de déblais injectée et sa densité. Les résultats ont montré que plus la taille des déblais est petite plus le transport est meilleur et plus la densité du fluide est grande plus le nettoyage est plus efficace. Quant à la rotation de la tige de forage, elle n’est efficace que pour les déblais de petite taille ce qui exige l’utilisation des outils qui rendent les déblais aussi petits que possible.Item Effet de la température sur les propriétés rhéologiques et les paramètres d’écoulement des mélanges «Bentonite-PEO»(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2016) Zerdoudi, Abderraouf; Merimeche, Choayb; Azril, Nadjet (Promoteur)La boue de forage a une importance capitale dans un chantier de forage pétrolier grâce à ses rôles primordiaux, comme elle est la première barrière de sécurité contre les venues de fait de sa pression hydrostatique exercée sur les parois du puits, donc sa densité doit être assez élevée pour empêcher la pénétration des fluides de formation et elle ne doit pas être très grande, afin d’éviter la fracturation des roches. Grâce à la filtration de sa partie liquide, un film argileux sera formé sur les parois par conséquent il va les maintenir stables. Ainsi la boue doit avoir une viscosité bien déterminée pour assurer le nettoyage du puits et une bonne évacuation des déblais. Alors, ces paramètres et d’autres doivent être toujours contrôlés et ajustés pour minimiser les coûts et les problèmes de forage. Le gradient géothermique tend à augmenter au fur à mesure que le forage devient profond tout dépend de la zone forée «le cas général est 3 degrés Celsius chaque 100 mètres » à cause de l’augmentation de la température, un problème de floculation peut être rencontré dans le cas des boues bentonitiques (WBM), donc maintenir les caractéristiques rhéologiques et de dispersion à haute température est un paramètre très important pour la réussite de l’opérationdu forage et ceci représente l’intérêt pratique de notre travail. L’originalité de ce travail consiste à la formulation et la caractérisation rhéologique d’une suspension de bentonite de base à laquelle on ajoute 0.5% du polyéthylène oxyde, produit utilisé dans l’industrie comme fluidifiant et ceci pour des températures variables allons jusqu’à 65C°. Notre travail est divisé en deux volets, le premier est consacré à une revue bibliographique traitant les fluides de forage dans le premier chapitre, notion de rhéologie dans le deuxième et le troisième traite les caractéristiques physico-chimiques des suspensions à base de bentonite. Le deuxième volet est consacré à une étude expérimentale de nos suspensions de bentonite commençant par une caractérisation rhéologique des suspensions bentonite-PEO en fonction de la température en régime stationnaire (courbe d’écoulement) et dynamique (suivi cinématique) ceci a été l’objet du quatrième chapitre pour passer ensuite à une simulation de l’écoulement d’un fluide non newtonien à travers une conduite cylindrique dans le dernier chapitre.Item Étude de l’effet du polyéthylène glycol sur les propriétés rhéologiques et les paramètres d’écoulement des suspensions de Bentonite de base(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2016) Chenna, Mohand Akli; Koussouri, Abdallah; Azril, Nadjet (Promoteur)Le but de ce travail est de montrer l’influence de l’ajout du polymère non-ionique, le polyéthylène glycol (PEG) de poids moléculaire 10 000g/mol, sur les propriétés rhéologiques d’une suspension de bentonite à concentration massique de 6%. Le PEG présente une affinité pour les particules de bentonite, causant un ralentissement dans la cinétique d’agrégation. Pour la corrélation de nos résultats expérimentaux obtenus, deux modèles ont été utilisés, à savoir le modèle classique d’Herschel-Bulkley et le modèle structurale de Carreau, par la suite, nous avons simulé à l’aide d’un code de calcul numérique, l’écoulement de nos fluides en question à travers une conduite cylindrique, pour voir l’influence du caractère de rhéofluidification sur l’écoulement. Enfin, on pourra dire que le PEG affecte considérablement les propriétés rhéologiques des suspensions bentonitiques, et ce par divers mécanismes d’adsorption, permettant ainsi de contrôler la stabilité du comportement complexe des fluides de forage à base d’eauItem Prédiction du "ROP" par la méthode des réseaux de neurones artificiels : application pour la résolution des problèmes liés aux argiles gonflantes, cas du puits "HOUA-1"(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2019) Bellache, Hamid; Djafour, Aghiles; Azril, Nadjet (Promoteur)Le but de ce travail est de traiter du problème de la faible vitesse d’avancement du forage (ROP) lors de la traversée des formations argileuses dans le champ d’Ain-Amenas notamment dans le puits HOUA-1. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la contribution de la boue de forage dans ce problème par l’étude des caractéristiques chimiques, physiques et rhéologiques de cette dernière, et son influence sur la vitesse d’avancement (ROP), pour cela nous avons commencé par une modélisation du ROP en utilisant le réseau de neurones artificiels (ANN) en fonction des paramètres mécaniques, hydrauliques et rhéologiques. Dans un second temps, nous avons abordé la problématique de chute de la vitesse d’avancement du forage. Pour répondre à cette question nous avons fait un diagnostique afin d’identifier les causes qui y sont responsables, après des analyses diagraphiques, géologiques, stratigraphiques etc. De la phase 16’’ du puits HOUA-1, notre étude a révélé que la formation est principalement constituée d’argiles. Enfin nous avons montré que la chute de la vitesse d’avancements est directement liée à la nature de la boue utilisée et non pas aux paramètres appliqués, ce qui nous a mené à proposer d’autres types de boues, notamment les boues minérales et les boues synthétiques qui sont d’une part plus performantes et rentables, et d’autre part moins polluantes et engendrent moins d’impacts environnementaux, grâce à leurs biodégradabilité et leur toxicité réduite.Item Caractérisation rhéologique d’une boue "OBM" dans la phase "121/4" et simulation du transport des déblais : cas du puits El Gassi "GS-62", HMD(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2020) Aftisse, Kamel; Ouslimani, Adnane; Azril, Nadjet (Promoteur)Une étude de caractérisation a était entreprise sur une boue de forage OBM, d=1.30sg afin de connaitre son comportement rhéologique à l’aide du rhéomètre Anton Paar Physica MCR 301. Il a été montré que l’application du modèle classique de Herschel Bulkley, à savoir la détermination des constantes rhéologiques n, k et contrainte seuil ainsi que l’introduction du paramètre température (T) dans ce modèle, est bien adaptée pour la prédiction du comportement rhéologique. Le fluide de forage joue un rôle important dans la réalisation d’un puits, notamment la remonté des déblais du fond du puits en surface. La prédiction de l’efficacité du fluide sur la remonté des déblais est complexe à cause de divers paramètres, pour cela l’approche basée sur CFD (Computational Fluid Dynamics) est utilisé comme un outil de simulation numérique dans le but de la résolution de ce cas complexe. Ce travail consiste dans le couplage de la résolution numérique de l’écoulement du fluide dans l’espace annulaire avec la présence des déblais en transport, l’option DPM dans le code Fluent ANSYS nous a permet de réalisé ce couplage tout en variant des paramètres tel que la vitesse de rotation des tiges, la vitesse d’entrée du fluide, la densité des déblais ainsi que l’introduction de quelques données expérimentales du forage tel que le débit de pompage, la phase de forage…etc. Les résultats numériques s’avéraient conséquents suivant d’autres études que ca soit numériques ou expérimentales.