Etude expérimentale et modélisation mécanique des effets du balayage à l'eau dans une craie saturée d'huile : application à l'industrie pétrolière

par Claudio Mata

Thèse de doctorat en Matériaux et géotechnique

Sous la direction de Luc Dormieux.

Soutenue en 2001

à l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées .

  • Titre traduit

    Experimental study and mechanical modelling of water-injection effects in oil-saturated chalk. Petroleum industry issues


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  • Résumé

    La production des hydrocarbures est à l'origine, parfois, d'une compaction de la couche réservoir et d'un affaissement important de la surface du sol (subsidence). Le remède classique à ce type de phénomène est le maintien de la pression de fluide par injection d'eau. Toutefois, dans le cas des craies très poreuses (porosité > 30 %), cette technique s'est révélée peu efficace : dans les gisements situés en Mer du Nord (champ d'Ekofisk) le taux de subsidence, après injection, est resté élevé. Ce travail de thèse a pour but de faire progresser les connaissances des mécanismes de compaction des calcaires très purs et de proposer, à l'échelle micromécanique puis à celle de l'échantillon, une modélisation en accord avec les observations. Le lithotype utilisé pour les essais est une craie blanche du bassin parisien (Craie de Gerville)de caractéristiques proches de celle de la Mer du Nord, mais qui affleure en surface et n'a jamais été en contact avec les hydrocarbures. Des essais d'injection d'eau de type oedométrique - à déformation latérale nulle -, couplés aux résultats de la campagne de mesures physico-chimiques, nous ont permis de mettre en évidence deux contributions de nature différente à la cohésion entre les grains de craie : une contribution (constante) due à des ponts solides entre les grains et une contribution (variable en fonction du degré de saturation en eau) donnée par les efforts de nature capillaire. Un modèle de comportement élastoplastique explicitant comment ces deux contributions se couplent est proposé. Dans ce modèles l'écrouissage du matériau est contrôlé, comme d'habitude, par la déformation plastique, tandis que son adoucissement par le degré de saturation en eau.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (165 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 69 réf.

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  • Bibliothèque : Ecole des Ponts ParisTech (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne). Bibliothèque Lesage.
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  • Cote : NS 26955

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  • Cote : 01 ENPC 0104
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