Filtrations statiques et dynamiques de differents systemes argile, electrolytes, polymeres

par Yidan Li

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de H. VAN DAMME.

Soutenue en 1996

à Orléans .


  • Résumé

    Les proprietes de filtration de fluides de forage modeles composes d'eau, d'argile, d'electrolytes (nacl, cacl2 et kcl) et de polymeres (carboxymethylcellulose et ter polymere sulfone) ont ete etudiees en condition statique et dynamique sur papier filtre et tranches de roches. Les experiences de filtration, combinees a l'observation des cakes par cryomicroscopie a balayage et microscopie electronique a transmission, mettent en evidence l'importance de la taille et la forme des particules d'argiles, ainsi que leur mode d'association en suspension, sur la texture du cake, sa permeabilite et ses proprietes de relaxation. Ces parametres dependent de la nature de l'electrolyte. Le polymere reduit la permeabilite du cake en ameliorant la dispersion de l'argile en suspension, mais surtout en colmatant le reseau poreux par ses proprietes d'auto-agregation. Le mode de depot en dynamique est lie a l'etat d'agregation de la suspension au depart, sa polydispersite et sa sensibilite au cisaillement ainsi qu'a la permeabilite du cake construit dans les premiers instants de la filtration. Dans tous les cas, le processus de croissance du cake est ralenti et on obtient des volumes de filtrat plus eleves qu'en statique. Le cisaillement a deux effets: d'une part dissocier les agregats laches presents en suspension et d'autre part exercer un tri granulometrique des particules dans le cas d'une suspension polydisperse. A fort gradient de cisaillement on obtient rapidement un cake fin d'epaisseur constante. L'epaisseur de ce cake limite depend de la fraction de petites particules presentes en suspension, ou susceptibles d'etre formees par dissociation d'agregats laches sous l'action du cisaillement. La permeabilite du cake limite forme en dynamique est, comme en statique, conditionnee par la taille et la forme des particules qui le constituent ou par la presence d'un polymere reducteur de filtrat. Les filtrations realisees sur un gres de fontainebleau permettent de visualiser le cake interne et de preciser les risques d'endommagement d'une roche reservoir par le fluide de forage


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  • Détails : 211 P.
  • Annexes : 126 REF.

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