Towards a high pressure piezoelectric axial vibrator rheometer

par Muhammad Sultan

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Alain Graciaa.

  • Titre traduit

    Vers un rhéomètre piézo-électrique haute pression à vibrations axiales


  • Résumé

    La rhéologie des fluides complexes est un sujet à l’intérêt grandissant dans le domaine de la recherche appliquée. Toutefois, les rhéomètres classiques nécessitent de grands volumes d'échantillons et sont généralement limités à une plage relativement étroite de fréquences de fonctionnement. En outre, seuls quelques rhéomètres sont dédiés à desmesures à hautes pressions, qui sont pourtant essentielles pour résoudre certains des problèmes rencontrés dans l’industrie pétrolière. Par conséquent, dans le cadre de cette thèse, un rhéomètre piézo-électrique à vibrations axiales est présenté. Il peut produire des données sur une large gamme de fréquences continues (1 Hz à 8 kHz). Il peut êtreutilisé avec de faibles quantités d'échantillons (jusqu'à 10 μL) et a servi pour la caractérisation d’huiles de synthèse. Enfin, cet appareil a été adapté pour faire face à des conditions de haute pression. Pour ce faire, une nouvelle conception de la cellule a été nécessaire et est présentée dans ce travail. Ce projet de thèse permettra d'étudier les propriétés de transport des huiles lourdes et de concilier les données obtenues dans les domaines de la sismique et de la pétro-acoustique.


  • Résumé

    Rheology of complex fluids is growing topic in applied research. However, the conventional rheometers require large sample volumes and are usually limited to a relatively narrow range of operating frequencies. Furthermore, only few rheometers are dedicated to high pressures conditions, which are nevertheless crucial to tackle some of the petroleum industry problem. Therefore, in this thesis, a piezoelectric axial vibrator rheometer is presented which can produce data for a large continuous frequency range (1 Hz to 8 kHz). It can be used for very small amount of samples (down to 10μL) andhas been employed to characterize synthetic oil. Then, this apparatus has been adapted to deal with High Pressure conditions. To do so, a new design of the cell has been required and is presented in this work. This thesis project will allow studying the transport properties of heavy oils to conciliate the data obtained in the areas of seismic and petro-acoustic.


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