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Dissertations / Theses on the topic 'Fluides pétroliers'
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1
Carrier, Bruno. "Modélisation des coupes lourdes des fluides pétroliers." Aix-Marseille 3, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX30009.
Full textAbstract:
Les equilibres liquide-vapeur sont etudies. Un programme de traitement des donnees est developpe. Il est base sur la technique de regroupement de constituants, de maniere a reduire le temps de calcul. La methode d'abdoul est utilisee pour determiner les interactions moleculaires. La methode de contribution de groupes permet d'estimer les proprietes des hydrocarbures lourds, en particulier les pressions de vapeur et les volumes
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Yackow, Angeles. "Influence des transitions d’ordre sur les propriétés thermodynamiques des fluides pétroliers." Paris, ENMP, 2006. http://www.theses.fr/2006ENMP1413.
Full textAbstract:
La tendance actuelle des études PVT pétrolières veut remplacer les mesures des propriétés physiques des fluides par des prédictions. Pourtant, les modèles proposés ne sont pas transposables fluide à fluide : ils doivent être ajustés cas par cas, et ils n’ont pas un vrai caractère prédictif. La phénoménologie de ces fluides est complexe, et les causes doivent en être recherchées au cœur de la matrice hydrocarbonée. Le projet concerne l’étude de cette physique observée sous un angle encore peu abordé, à savoir les transitions de structure (architecture de l'organisation moléculaire) qui peuvent affecter certaines phases fluides. Ces transitions induisent le caractère atypique du raccordement critique liquide/vapeur des fluides pétroliers. Elles contrôlent leur PMMT (pression minimale de miscibilité totale), ainsi que les ségrégations supercritiques. Elles peuvent gravement affecter le point de trouble ou la viscosité des huiles, ou encore le taux de gonflement et la sédimentabilité des gels de solides hydrocarbonés transportés par les pipelines. Ces transitions de structure n'ayant pas d'équivalent modèle dans les mélanges simples d'hydrocarbures, on a travaillé à partir d'une banque de cas de fluides pétroliers réels<br>The current trends of research in petroleum thermodynamics want to replace PVT measurements by predictions made with the help of special thermodynamic models. However, these models cannot always be directly applied : their model parameters need to be adjust fluid by fluid. This phenomena cannot be explained without taking into account the hydrocarbon matrix physics. The purpose of this project is to study the hydrocarbon matrix physics and their order transitions or the changes in the molecular organisation within the hydrocarbon phase. These transitions might be responsible for different phenomena such as atypical critical point links, different MMP (Minimal Miscibility Pressure) for similar fluids or supercritical segregations. Moreover, the hydrocarbon structure changes might also influence the swelling ratios and the sedimentation of hydrocarbon solids. These order transitions do not occur in simple systems (a system with few known constituents), that is why this work was done with a real petroleum fluid database
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Solimando, Roland. "Equations d'état susceptibles de représenter les fluides pétroliers." Aix-Marseille 3, 1991. http://www.theses.fr/1991AIX30045.
Full textAbstract:
Ce travail a pour but l'etude d'equations d'etat susceptibles de representer les fluides petroliers. Nous avons d'abord etudie la restitution de proprietes thermodynamiques de fluides purs, apolaires ou faiblement polaires, par diverses equations d'etat proposees dans la litterature. Nous avons propose, ensuite, une nouvelle equation d'etat non cubique, obtenue a partir d'une modification de l'equation de peng et robinson corrigee. Cette equation de peng et robinson augmentee restitue tres correctement les equilibres liquide-vapeur et les proprietes p-v-t des corps purs dans un large domaine de pression et de temperature, y compris au voisinage du point critique. Nous avons applique a ces equations le modele equation d'etat-fonction d'exces a compacite constante, developpe par penelous et al. , 1989. Ceci permet le calcul des equilibres liquide-vapeur de melanges binaires d'hydrocarbures sans utiliser le formalisme dit a un fluide qui necessite la mise au point de regles de melange
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Touzet, Mathieu. "Caractérisation analytique et thermodynamique de fluides de gisements pétroliers." Pau, 2011. http://www.theses.fr/2011PAUU3008.
Full textAbstract:
L’étude de caractérisation des fluides de gisement est une étape importante dans l’ingénierie pétrolière. Néanmoins, la complexité de leur composition ainsi que les conditions de pression et de température auxquelles se trouvent les échantillons rendent délicat leur analyse. Les protocoles classiques en GC, contraignant à travailler à basse pression, engendrent différentes séparations de phase qu’il est nécessaire d’analyser indépendamment avant de procéder à une recombinaison des résultats. Ce procédé a fait l’objet d’une étude qui a mis en lumière un pic d’incertitudes pour des composés dits intermédiaires. La conception et le développement d’un prototype d’échantillonnage très haute pression a permis de s’affranchir de ces séparations de phase puisqu’il autorise un prélèvement jusqu’à une pression de 1000 bars. Les résultats obtenus sur différents types d’échantillons sont probants, avec une réduction des incertitudes et un gain de temps dans le protocole. En parallèle, deux méthodes visant à déterminer les propriétés critiques de pseudoconstituants ont été comparées. Il s’agit des règles de mélange dites classiques et une méthode de contribution de groupes. S’il s’avère que les écarts demeurent minimes pour les coupes de composés considérés, des écarts assez nets sont observés pour des composés aux valeurs de propriétés éloignées<br>The study of characterization of hydrocarbon fluids is an important stage in oil engineering. Nevertheless, the complexity of their composition as well as the conditions of pressure and temperature in which the samples are, make delicate their analysis. The classic protocols in GC, forcing to work at low pressure, engender phase separations which have to be analyzed independently before proceeding to a recombination of the results. A study of this process revealed a peak of uncertainties for intermediate compounds. The conception and the development of a very high-pressure sampling prototype allowed avoiding these phase separations thanks to a sampling limitation of 1000 bars. The results obtained on various types of fluids are convincing, with a reduction of uncertainties and a saving of time in the protocol. In parallel, two methods aiming to predict critical properties of pseudo-compounds were compared. It’s about the classical mixing rules and a group contribution method. If it turns out that deviations remain small for the studied cuttings, rather large deviations are observed for compounds with different values of properties
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Werner, Alexander. "Viscosité des fluides pétroliers riches en produits lourds : mesure et modélisation." Pau, 1996. http://www.theses.fr/1996PAUU3026.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est de prédire la viscosité des fluides pétroliers dans les roches mères ainsi que dans les réservoirs. En effet, la modélisation de la migration pétrolière entre ces deux milieux met en oeuvre la loi de Darcy qui nécessite la connaissance de la viscosité dynamique en fonction de la pression, de la température et de la composition du fluide. Il a été fait appel à la méthode des plans d'expériences afin de définir des mélanges synthétiques en vue d'identifier l'influence de la composition sur la viscosité. Les bruts synthétiques ainsi déterminés représentent les liquides formes dans les roches mères de type II à différents stades de maturation ainsi que les bruts de gisements ayant la même origine. L'étude expérimentale de la viscosité de bruts pétroliers nécessite en premier lieu une observation de la stabilité de la phase considérée. Effectivement, plusieurs mélanges ont précipité des asphaltènes dans les conditions opératoires moyennes régnant dans les roches mères. La précipitation des asphaltènes dans les roches mères peut représenter un paramètre dont il faudra tenir compte dans la modélisation de l'expulsion et de la migration. Les mesures montrent que les concentrations en gaz et en asphaltènes sont déterminantes pour la viscosité des bruts. La modélisation de la viscosité combine deux équations complémentaires : la loi de mélange de Grunberg et Nissan (1949), qui a été modifiée et qui fournit la variation de la viscosité en fonction de la composition du fluide; la dépendance en pression et en température étant représentée par le modèle de Kanti et al. (1989) qui a été réajusté. Il a été ainsi développé un nouveau modèle qui donne la viscosité dynamique des fluides pétroliers en fonction de la pression, de la température et de la composition. Ce nouveau modèle a été validé avec des mesures de viscosité sur des bruts réels.
6
Vasquez, Edgardo. "Etudes des transitions de phases paraffiniques dans les fluides pétroliers sous pression." Thesis, Pau, 2014. http://www.theses.fr/2014PAUU3006/document.
Full textAbstract:
Les effluents pétroliers contiennent généralement des hydrocarbures lourds en faible quantité. Toutefois dans certains gisements, où les fluides sont stockés à des profondeurs importantes dans des conditions de pression et de température proches des conditions critiques, la proportion de composés lourds peut être significative et donc engendrer des modifications importantes des propriétés thermophysiques de ces fluides, particulièrement sur les équilibres de phases liquide - solide. En effet, suivant la proportion et la nature de la fraction lourde, la température de fusion peut s'élever de façon drastique. Ainsi la présence de composés lourds peut provoquer l'apparition de dépôts solides au sein des équipements d'exploitation ou dans les conduits de transport. La prévention de ces dépôts solides, qui constituent un risque important de détérioration du matériel, passe, en premier lieu, par la détermination précise des conditions d’apparition des premiers cristaux de paraffine au sein des fluides de gisement. Dans cette perspective, cette thèse a pour objectif principal le développement d’une méthode expérimentale d’observation des conditions de formation des cires au sein des huiles brutes ainsi que de leur évolution en fonction des conditions de température et de pression. Pour cela, une technique microscopique couplée à une analyse d’image novatrice est proposée<br>Most of petroleum reservoir fluids contain a small amount of heavy hydrocarbons. However, in some deep oil reservoirs, in which fluids are stored under high pressure and high temperature conditions, the light components in supercritical state are able to dissolve a significant amount of high molecular weight components. The heavy components, which are soluble in crude oil under reservoir conditions, may precipitate as a waxy solid phase when temperature decreases below the cloud point. According to the nature and the quantity of heavy components, the wax appearance temperature may be high in some crude oils (higher than the water freezing point). In this case, due to a decrease in temperature or due to a modification of the composition of light components, wax deposition may occur during production or when oil is transported through pipelines across cold areas. Thus, the presence of heavy components in reservoir fluids constitutes a potential risk of plugging process equipment at different stages of exploitation. To prevent and to avoid paraffin deposition in pipelines, it is first required to determine the wax appearance conditions throughout the pressures encountered during production.To this end, the main objective of this thesis is the design and the development of a new experimental technique for determining visually the liquid-solid phase transitions in crude oils. This technique rests on a digital microscopic image analysis to detect the onset of wax precipitation and the evolution of waxy solid as a function of temperature and pressure
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Leininger, Jean-Philippe. "Stabilité thermique de composés aromatiques des fluides pétroliers : étude expérimentale, modélisation théorique." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066542.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la modélisation du craquage thermique du 1-méthylnaphtalène, (1-MNa). Des expériences de pyrolyse du 1-MNa en système fermé ont été réalisées. Les effluents de pyrolyse, gazeux et liquide, ont été identifiés et quantifiés pour chaque expérience. Un modèle empirique a été établi à partir des bilans massiques expérimentaux: il est constitué d’une équation stoechiométrique et des paramètres cinétiques de décomposition du 1-MNa sur la gamme 400-450°C. Par ailleurs, des expériences de pyrolyse de 1-méthyltétraline ont montré que ce dernier est un précurseur potentiel du 1-MNa. Un modèle mécanistique de décomposition thermique du 1-MNa a été proposé. Il est fondé sur l’élaboration d’un schéma cinétique radicalaire. Les réactions élémentaires composant ce schéma ont été modélisées par DFT avec les fonctionnelles B3LYP et BH&HLYP et leurs constantes de vitesse estimées en utilisant la Théorie de l’Etat de Transition. Le craquage thermique du 1-MNa a également été étudié à l’aide du champ de force réactif ReaxFF. Les mécanismes observés au laboratoire ont été qualitativement reproduits par ces simulations et sont en accord avec l’étude DFT.
8
Arnaud, Jean-Fabrice. "Caractérisation des propriétés physiques et thermodynamiques des fluides pétroliers à haute pression." Pau, 1995. http://www.theses.fr/1995PAUU3017.
Full textAbstract:
Malgré l'utilisation de la méthode dite de translation de volume, les équations d'état cubiques sont connues pour prédire la masse volumique des mélanges avec une précision médiocre. Nous nous proposons d'améliorer les règles de mélanges de ces équations grâce à des mesures originales. Nous avons mesuré les volumes d'excès des systèmes binaires contrastes méthane + n-tétracosane et méthane + n-dodécane avec un équipement haute pression sans mercure composé de deux cellules à piston, équipées de hublots en saphir. Ces mesures ont été réalisées a 374 k, entre 10 et 120 mpa. Les volumes d'excès mesurés sont négatifs. Leur amplitude est dix à cent fois supérieure à celle des volumes d'excès des mélanges de liquides. Les pressions de saturation de ces systèmes ont été déterminées sans échantillonner, en utilisant la règle des phases combinée à la mesure du volume des phases. Nous avons aussi étudié le facteur de compressibilité et les équilibres de phases d'un fluide réel hyperbare dans les conditions de pression et de température du gisement (110 mpa et 180c). . . .
9
Wilbois, Boris. "Modèle macroscopique d'écoulements de fluides multiconstituants en milieu poreux applicable aux gisements pétroliers." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12773.
Full textAbstract:
L'optimisation de l'exploitation d'un gisement pétrolier passe par la connaissance de la distribution des fluides en présence. Il est donc important de comprendre les phénomènes influant sur les hydrocarbures dans un réservoir afin de pouvoir modéliser l'état initial du gisement. Les contraintes agissant sur le système sont la gravité et le gradient géothermique. La grande extension verticale des réservoirs met en lumière un phénomène physique habituellement absent de la modélisation d'écoulements, la ségrégation gravitationnelle. Celle-ci peut être amplifiée ou atténuée par la thermodiffusion qui apparaît lorsqu'un gradient de température est imposé à un mélange. Enfin, certaines inhomogénéités peuvent amener localement le système à entrer en convection. Le modèle présenté dans ce document permet d'intégrer l'ensemble de ces phénomènes mais il constitue aussi une nouvelle approche de la modélisation des mélanges. En effet, le système d'équations basé sur la thermodynamique des processus irreversibles ne comprend pas une équation de mouvement du mélange et (n-1)-équations d'advection-diffusion mais n-équations de mouvement.
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Burrus, Jean. "Contribution à l'étude du fonctionnement des systèmes pétroliers : apport d'une modélisation bidimensionnelle." Paris, ENMP, 1997. http://www.theses.fr/1997ENMP0757.
Full textAbstract:
Le modele de bassin temispack de l'ifp fait l'objet d'une evaluation reposant sur l'etude du bassin de paris (france), du bassin de williston (etats-unis canada), du graben de viking (norvege), du bassin de la mahakam (indonesie) et de la gulf coast (etats-unis). L'histoire thermique des bassins apparait determinee par l'heterogeneite des socles et la geodynamique externe. N flux de chaleur constant dans le temps mais variable dans l'espace explique les variations de temperatures observees. Dans les bassins a fort taux de sedimentation, le refroidissement du a la sedimentation masque les variations laterales du flux de chaleur crustal. Le modele cinetique de formation des hydrocarbures explique de facon satisfaisante la maturite actuelle et les temoins de paleo-maturite des roches meres. Les parametres cinetiques deduits d'experiences de pyrolyse rock-eval peuvent etre extrapoles aux conditions naturelles si l'on evite les problemes lies a l'indetermination du facteur pre-exponentiel et des energies d'activation, en fixant le facteur pre-exponentiel a une valeur predeterminee. Dans les bassins intracratoniques, les ecoulements regionaux sont lies a la topographie des affleurements. La variabilite de la permeabilite des aquitards apparait tres grande. La part de la genese des hydrocarbures dans la formation des suppressions est generalement negligeable. Dans les bassins a fort taux de sedimentation, les surpressions et la fracturation hydraulique sont correctement prises en compte par le modele de consolidation de terzaghi, mais les porosites sont surestimees dans les couches en surpression. On tente d'expliquer cette anomalie par un coefficient de biot inferieur a 1. La loi de darcy generalisee rend enfin bien compte des chemins de migration dans des situations tres differentes. Les limitations qu'on a rencontrees sont dues au caractere 2d des simulations et a l'absence de considerations thermodynamiques sur l'etat de phase et la composition des hydrocarbures.
11
Mahmoud, Rachid. "Étude de la déposition solide à partir de systèmes modèles des fractions lourdes des fluides pétroliers." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL029N.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est d'approfondir les connaissances concernant les propriétés physico-chimiques des fractions lourdes des fluides pétroliers. A cet effet, nous avons étudié les propriétés thermodynamiques de systèmes modèles constitués de n-alcanes, de polyaromatiques, d'hétéropolyaromatiques et d'asphaltènes issus du pétrole. Pour accéder aux fonctions thermodynamiques des mélanges, nous avons étudié les équilibres liquide-solide et les enthalpies de mélanges. Des modèles basés sur les méthodes de contribution de groupes ont été utilisés pour représenter les propriétés thermodynamiques des mélanges considérés. L'analyse des résultats a montré que la polarité des molécules hétéroatomiques conduit, en présence des n-alcanes, à une démixtion. Ce phénomène de séparation de phases est accompagné dans des systèmes à plusieurs constituants, par une agrégation des molécules polycycliques. Par la suite, nous avons étudié des systèmes ternaires formés d'alcanes et de polyaromatiques ou hétéropolyaromatiques et d'asphaltènes. La présence des asphaltènes modifie de façon significative l'équilibre solide-liquide entre un alcane et un aromatique. Il convient de constater que dans ce cas, le système devient triphasique avec deux phases liquides, la phase asphalténique et la solution hydrocarbonée, ainsi que la phase solide. L'étude thermodynamique des systèmes modèles, choisis comme précurseurs d'huiles asphalténiques peut être utile pour mieux appréhender et modéliser la floculation des asphaltènes.
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Sotty, Philippe. "Analyse de produits pétroliers lourds : mise en oeuvre de la distillation simulée avec les fluides supercritiques." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10245.
Full textAbstract:
L'analyse de distillation simulee evolue depuis trente ans vers l'etude de fractions de plus en plus lourdes. La limitation en chromatographie en phase gazeuse (cpg) causee par la temperature trop elevee de l'analyse nous a conduit a etudier cette technique par chromatographie en phase supercritique (cps). Par des modifications du materiel par rapport aux conditions normales de fonctionnement et par la selection d'une phase adequate, nous sommes parvenus a eluer des composes ayant des temperatures d'ebullition atteignant 750c en obtenant une correlation satisfaisante de la courbe de distillation simulee avec celle qui serait donnee par une distillation reelle. La comparaison des analyses effectuees par cpg et par cps laisse apparaitre des retentions plus importantes des melanges complexes par rapport au calibrage effectue avec des composes purs (alcanes). L'etude des retentions de composes purs met en evidence l'elution plus difficile des aromatiques et notamment des polyaromatiques non substitues par rapport aux alcanes. Par l'ajout d'eau dans la phase mobile (dioxyde de carbone), ayant pour but de masquer les silanols residuels de la phase stationnaire et donc d'eliminer les seules interactions polaires entre les composes aromatiques et la phase stationnaire, les retentions de tous les composes sont reduites et surtout celles des composes polyaromatiques non substitues. Neanmoins, malgre cette reduction des retentions, les analyses ne conduisent pas a des distillations tres differentes de celles obtenues avec utilisation de dioxyde de carbone anhydre comme phase mobile
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Longuemare, Pascal. "Couplage hydromécanique pour des lois de comportement non linéaires : application à des problèmes pétroliers." Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-424.pdf.
Full textAbstract:
L'etude presentee dans ce travail a pour objectif d'apporter des elements permettant d'ameliorer la description de la contribution de la roche aux ecoulements de fluide dans les modelisations des bassins sedimentaires et des reservoirs petroliers. Apres une etude du comportement mecanique des craies tres poreuses et des argiles fortement compactees, nous elaborons un modele de comportement permettant de reproduire la reponse mecanique de ces materiaux selon les sollicitations mecaniques rencontrees lors de l'etude des reservoirs petroliers et des bassins sedimentaires. Ce modele de comportement est ensuite integre dans une approche poromecanique couplee. Cette approche couplee vise a montrer l'apport d'une description rigoureuse des deformations de la roche dans les etudes de reservoirs et de bassins et a determiner le domaine de validite des hypotheses mecaniques realisees dans les methodes actuelles. La modelisation hydromecanique couplee du comportement des reservoirs petroliers permet de representer l'influence des conditions aux limites sur les chemins de contrainte dans le milieu de production et sur les taux de recuperation de fluide. L'etude des bassins sedimentaires met en evidence l'importance d'une prise en compte des deformations differees dans les modelisations de bassins dues a une difference d'echelle de temps entre les mesures de terrain et de laboratoire.
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Gramajo, Adolfo. "Algorithmes pour le calcul des équilibres liquide-vapeur et l'ajustement des paramètres caractérisant les fractions lourdes des fluides pétroliers." Aix-Marseille 3, 1986. http://www.theses.fr/1986AIX3A004.
Full textAbstract:
L'etude cherche a ameliorer les procedures classiques de calcul d'equilibres a temperature et pression donnees tout particulierement au voisinage des conditions critiques. Les algorithmes proposes sont adaptes a la representation des equilibres diphasiques et triphasiques. La modelisation du gaz a condensat est realisee en representant la fraction lourde du fluide par un seul constituant fictif et en utilisant l'equation cubique corrigee de peng et robinson. Les algorithmes pour l'ajustement de ce constituant sont fondes sur le principe du maximum de vraisemblance et l'analyse des variances. Ils ont ete mis a l'epreuve sur un ensemble de determinations simulees de precision donnee et appliques a la modelisation de divers gaz naturels
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Nahama-Ryszfeld, Carine. "Nouvelle méthode de mesure de coefficients d'activité au sein de mélanges complexes hydrocarbones : validations et applications aux fluides pétroliers." Paris, ENMP, 2001. http://www.theses.fr/2001ENMP1010.
Full text
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Abdoul, Wahabou. "Une méthode de contributions de groupes applicable à la corrélation et la prédiction des propriétés thermodynamiques des fluides pétroliers." Aix-Marseille 3, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX30125.
Full textAbstract:
Cette methode est issue de la combinaison d'un modele de fonctions d'exces fonde sur l'approximation d'ordre zero de la theorie quasi-reticulaire de guggenheim et de l'equation d'etat de peng-robinson. Sous basse pression, elle donne une representation des equilibres liquide-vapeur des melanges d'hydrocarbures avec une precision moyenne de l'ordre de un pour cent, et une restitution convenable de leurs effets thermiques. Dans le cas des melanges sous pression, hydrocarbure-hydrocarbure, hydrocarbure-fluide supercritique, elle apporte un gain de precision notable dans la prediction des equilibres liquide-vapeur, par rapport a la procedure classique a parametres d'interaction binaire constants, en particulier pour les systemes alcane-alcane de type "lourd-leger
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Bévillon, Damien. "Couplage d'un modèle de gisement et d'un modèle mécanique : application à l'étude de la compaction des réservoirs pétroliers et de la subsidence associée." Lille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LIL10157.
Full textAbstract:
L'etude presentee dans ce travail a pour objectif d'apporter une amelioration de la description de la contribution de la roche aux ecoulements fluides dans les modelisations des reservoirs petroliers. La production d'hydrocarbure dans les reservoirs homogenes tres compactables induit un effondrement de la structure poreuse de la roche reservoir, qui fait de la deformation de la roche un mecanisme important de recuperation. Cette compaction provoque des effets indesirables comme des phenomenes de subsidence ou d'endommagement d'equipement de puits. L'analyse de la compaction et de la subsidence peut-etre effectuee grace a deux approches : l'approche reservoir et l'approche poromecanique. Le modele poromecanique offre un cadre mecanique rigoureux, mais ne permet pas une description complete de l'ecoulement. Le modele de reservoir donne une bonne description des phases fluides, mais la description de la mecanique est simplifiee. Pour satisfaire l'ensemble des equations (equilibre mecanique et equation de diffusivite), les deux modeles sont utilises sequentiellement. Chacun des modeles resout son propre systeme independamment, et l'information est transmise dans les deux modeles. Cette technique est appelee couplage partiel. A l'aide de simulations reservoir et hydromecanique, nous montrons que l'approche reservoir n'est pas rigoureuse pour representer l'evolution de la deformation de roches tres poreuses. Puis, nous mettons en place un schema de couplage partiel consistant et inconditionnellement stable, qui permet de decrire correctement la poromecanique dans les modeles de reservoir.
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Bourdet, Julien. "Histoire de la diagenèse et des remplissages des réservoirs pétroliers carbonatés d'âge mésozoïque du bassin du Sud-Est mexicain : calage par l'approche expérimentale du comportement des inclusions fluides hydrocarbonées et aqueuses dans la calcite." Thesis, Nancy 1, 2008. http://www.theses.fr/2008NAN10003/document.
Full textAbstract:
AUne étude pétrographique et géochimique de carottes de 17 réservoirs carbonates pétroliers Mésozoïque au Sud du Golfe du Mexique, ont permis d’établir l’histoire de la diagenèse constituée principalement par une dolomitisation totale de la partie onshore centrale et de la partie offshore et par des étapes successives de fracturation et de cimentation. Les signatures isotopiques du carbone et de l’oxygène des ciments indiquent une augmentation de la température, puis un brusque changement de la nature des fluides à la transition ciments dolomitiques/ciments calcitiques. Une étude PVTX des inclusions fluides de ces ciments a permis de reconstruire leurs conditions PT de piégeage. Les outils analytiques et les procédures d’étude des inclusions fluides ont été adaptés aux minéraux fragiles. Des expérimentations en autoclaves ont permis d’étudier les modalités de piégeage et de rééquilibrage des inclusions fluides dans les minéraux fragiles. Les données de puits ont permis la reconstruction de l’histoire de l’enfouissement par l’utilisation de l’outil de modélisation PetroMod® 1D. La combinaison des résultats expérimentaux, des modèles 1D de puits et des résultats pétrographiques des échantillons mexicains a permis de dater l’arrivée des hydrocarbures dans les réservoirs entre 5,3 m.a. et 1 m.a.. Des épisodes de surpressions et de fracturations, influencés par l’activité diapirique du bassin plus intense dans la partie nord, ont abouti à la fuite des réservoirs au cours du Pliocène et du Pléistocène. L’étude est conclue par l’élaboration d’un modèle de fonctionnement des réservoirs très enfouis mexicains, transposable aux réservoirs très enfouis en contexte tectonique similaire<br>A petrographic and geochemical study of 17 well-cores from Mesozoic oil carbonate reservoirs in southern Gulf of Mexico, allowed the reconstruction of the diagenetical history mostly consisting of a primarily total dolomitisation of the onshore intern part and of the offshore part and by successive fracturing and cementing stages. An isotopic signature of carbon and oxygen cements indicates a temperature increase, and then a sudden change in the nature of the fluids at the dolomite / calcite cements transition. A PVTX study based on fluid inclusion contents of these cements allowed reconstructions of their PT trapping conditions. Fluid inclusions analytical tools and procedures have been adapted to fragile minerals. Experiments in autoclaves were used to examine trapping and reequilibration of fluid inclusions in fragile minerals. The wells have allowed the reconstruction of the burial history using PetroMod® 1D modeling tool. The combination of experimental results, 1D well models and the analytical results performed on the Mexican samples helped to date the accumulation of hydrocarbons in the reservoirs between 5.3 and 1 m.y.. Episodes of overpressure and fracturing, influenced by the diapiric activity in the basin, more intense in the northern part, led to the leak of the reservoirs during the Pliocene and Pleistocene. The study is concluded by the development of the evolution model of the Mexican deeply buried reservoirs, usable to other deeply buried reservoirs in similar tectonic context
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Miqueu, Christelle. "Modélisation à température et pression élevées de la tension superficielle de composants des fluides pétroliers et de leurs mélanges synthétiques ou réels." Pau, 2001. http://www.theses.fr/2001PAUU3034.
Full text
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Rakotoalimanana, Andrianjafy Darwin. "Pyrolyse du n-butylcyclohexane à haute pression (100 bar) : application à la stabilité thermique des naphtènes dans les fluides pétroliers HP/HT." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0029/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les réactions de craquage thermique des naphtènes (hydrocarbures saturés cycliques) se déroulant dans les réservoirs pétroliers. Les naphtènes, représentant une famille importante de composés dans les huiles « Haute Pression/Haute Température » des gisements profonds, ont fait l’objet de très peu d’études dans ces conditions. La pyrolyse du n-butylcyclohexane a été étudiée à haute pression (100 bar) dans des réacteurs fermés en tubes en or, entre 300°C et 425°C. Le n butylcyclohexane produit majoritairement des n-alcanes (C1 à C4), d’autres naphtènes et des composés aromatiques. Un modèle cinétique complexe a été développé (833 réactions essentiellement radicalaires) ; il rend bien compte de nos résultats expérimentaux jusque 60% de conversion. L’extrapolation du modèle dans les conditions géologiques (température initiale de 160°C, gradient thermique de 2°C/MA et temps de réaction en millions d’années), montre que ce composé commence à se décomposer vers 180°C et que son temps de demi-vie correspond à 200-210°C. D’autres systèmes réactionnels impliquant des naphtènes, ont été également étudiés à 400°C et 100 bar. L’étude de la pyrolyse de la n-butyldécaline montre que cette molécule bicylique possède une réactivité similaire à celle du n-butylcyclohexane. L’étude à 400°C du mélange binaire n-octane/n-butylcyclohexane ne met pas en évidence d’effet cinétique significatif du n-butylcyclohexane sur la décomposition thermique du n-octane, mais l’extrapolation du modèle aux conditions géologiques montre que les naphtènes inhibent la décomposition des n-alcanes à basse température (200°C) et à haute pression (100 bar)<br>This thesis aims at better understanding the thermal cracking reactions of naphthenes (saturated cyclic hydrocarbons), occurring in petroleum reservoirs. Naphthenes represent a significant fraction of “High Pressure/High Temperature” oils in deeply buried reservoirs; however, studies in these conditions are very limited in literature. The pyrolysis of n-butylcyclohexane is studied in a gold sealed tube reactor between 300 and 425°C, at 100 bar. n-Butylcylohexane mainly leads to n-alkanes (C1-C4), other naphthenes and aromatic compounds. A detailed model is developed (833 reactions, mainly free-radical reactions); a good agreement with our experimental results is reached up to a conversion of 60%. According to simulation results obtained by extrapolating to lower temperature, this compound starts to undergo thermal cracking at 180°C and its time of half-life corresponds to a temperature around 200-210°C, while considering the following burial scenario of an oil reservoir: initial temperature of 160°C and a heating rate of 2°C/MY (Million Years). Other chemical systems including naphthenes, are also studied at 400°C and 100 bar. The study of 1-n-butyldecaline shows, that this bicyclic compound and n-butylcyclohexane have a similar reactivity at 400°C. The study of the binary mixture n-butylcyclohexane/n-octane at 400°C does not provide any significant evidence of a kinetic effect of n-butylcyclohexane on the thermal decomposition of n-octane, but the extrapolation of our model at geological conditions shows that naphthenes are inhibitors of the decomposition of n-alkanes at low temperature (200°C) and at high pressure (100 bar)
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Ong, Anthony. "Réservoirs silicoclastiques très enfouis : caractérisation diagénétique et modélisation appliquées aux champs pétroliers du Viking Graben (Mer du Nord)." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0065/document.
Full textAbstract:
Dans les réservoirs silicoclastiques, la perte de porosité avec l'enfouissement est due à la fois à la compaction mécanique lors des 2-3 premiers kilomètres d'enfouissement, à la compaction chimique, et à la précipitation minérale (quartz, argiles, carbonates). Dès lors, la compréhension des processus responsables de l'inhibition de la compaction et/ou de la cimentation représente un triple enjeu: i) contribuer à la connaissance des mécanismes d'interactions eau-hydrocarbures-solides en milieu diagénétique profond; ii) apporter de nouveaux arguments pour reconstituer les chemins de migration des fluides à l'échelle du bassin iii) développer des guides de prospection pour l'industrie pétrolière. Les techniques analytiques telles que la pétrographie quantitative, les inclusions fluides ainsi que les modélisations diagénétiques et de bassin ont été couplées afin de comprendre les processus régissant le contrôle de la qualité du réservoir du Brent (Jurassique Moyen) à travers 8 champs pétroliers (et 11 puits) dans le bloc Q3 (Viking Graben, Northern North Sea). L'étude pétrographique quantitative du réservoir du Tarbert a permis de définir des compositions minéralogiques et des paramètres pétrophysiques (porosité) relativement similaires sur les 183 échantillons étudiés. Une paragenèse diagénétique commune à tous les champs étudiés a été établie, dominée par les ciments de quartz, de deux générations de kaolinite (K1, associée à la déstabilisation des micas et K2, associée à la dissolution des feldspaths potassiques), et de précipitation d'illite. L'approche comparative des ciments d'enfouissement n'a pas permis de rendre compte des larges gammes de porosité et perméabilité mesurées allant de 8 à 27 % et de 0,2 à 5000 mD. Contrairement au modèle diagénétique souvent évoqué, l'inhibition des ciments de quartz ne joue pas un rôle majeur dans la préservation de la porosité des réservoirs du bloc Q3. Les estimations P-V-T-X-t du piégeage des inclusions fluides couplées au modèle de bassin ont permis de reconstituer trois chemins de migration des fluides aqueux et hydrocarbonés associés à la mise en place de surpressions fluides au sein des réservoirs du Tarbert. 1) La partie Nord de la kitchen du Viking Graben alimente les champs de Hild, Jura et Islay en huiles légères très précocement (65-42 Ma) et en gaz à condensat à partir de 35-15 Ma. Ces deux migrations sont associées à une montée en surpression fluide du réservoir de 100 à 200 bar. 2) la partie Est de la kitchen de l'East Shetland alimente les champs d'Alwyn, Dunbar, et Grant en huiles lourdes à légères à partir de 42-35 Ma, associée à une faible surpression fluide (30-40 bar). 3) la partie Sud de la kitchen de l'East Shetland (longue distance de migration) alimente quant à elle les champs de Forvie Central et North très tardivement en gaz à condensat (> 15 Ma). Le timing relatif entre la mise en place de la surpression fluide et l'avancement de la compaction mécanique/chimique s'est révélé être le paramètre de premier ordre régissant la préservation de la porosité des réservoirs observée dans le bloc Q3. La présence d'inclusions hydrocarbonées atypiques HT-BP (haute température-basse pression) datées du Jurassique supérieur dans les champs proches du Viking Graben, pourrait être à l'origine d'une génération d?hydrocarbures très précoce sous un régime de pression hydrostatique. Bien que n'ayant aucun impact sur l'inhibition de la contrainte effective, cette migration fluide pourrait être attribuée aux anomalies thermiques du Nord-Ouest de l'Europe liée à l'ouverture de l'Atlantique Nord. Le couplage des outils de pétrographie quantitative, inclusions fluides et modélisation de bassin a donc permis de soulever l'importance d'intégrer une vision régionale à l'étude ponctuelle de la diagenèse dans le but de comprendre le rôle des migrations fluides sur la préservation de la qualité des réservoirs silicoclastiques<br>In siliciclastic reservoirs, porosity loss is mainly due to the mechanical compaction in the first 2-3 km of burial, the chemical compaction and mineral precipitation (quartz, clays, carbonates). Therefore, understanding the processes responsible of the inhibition of compaction and/or cementation permits to: i) contribute to the knowledge of the water-hydrocarbon-solid interaction mechanisms in deep diagenetic environment, ii) give new arguments for the reconstruction of fluid pathways at the basin scale iii) assist the oil industry for the intensive exploration. Analytical techniques such as quantitative petrography, fluid inclusion and basin/diagenesis modelling were coupled across 8 oil fields (and 11 wells) located in the Q3 block (Viking Graben, Northern North Sea) in order to understand the processes driving the variation of the Brent reservoir quality (Middle Jurassic). Quantitative petrographic study of Tarbert reservoir allowed to define similar depositional settings (mineralogy, porosity) among the 183 studied samples. The common diagenetic paragenesis is dominated by quartz cement, two generations of kaolinite (K1, associated with the destabilization of micas and K2, associated with the dissolution of feldspars), and precipitation of illite. The petrographic data do not explain the wide range of measured porosity and permeability on plugs from 8 to 27% and from 0.2 to 5000 mD respectively. In contrast with the conventional diagenetic model, the present study shows that inhibition of quartz cements did not play a major role in the preservation of porosity in the Q3 block. P-V-T-X-t estimates of fluid inclusion trapping coupled with basin modelling allowed reconstruction of three fluid migration pathways, associated with fluid overpressures in the Tarbert reservoir. 1) The northern part of the Viking Graben kitchen supplies Hild, Jura and Islay fields with an early migration of light oils (65-42 m.y.) and condensate from 35-15 m.y. Both migrations are associated with a great fluid overpressure from 100 to 200 bar. 2) The eastern part of the East Shetland kitchen supplies Alwyn, Dunbar, Grant fields, with heavy to light oils from 42-35 m.y., associated with a low fluid overpressure (30-40 bar). 3) The southern part of the East Shetland kitchen (long distance migration) supplies Forvie North and Central fields with a very late gas condensate migration (> 15 Ma). The relative timing of the fluid overpressure build-up with the degree of mechanical and chemical compaction appears to be the first order parameter governing the preservation of reservoir porosity across the Q3 block. The presence of unusual HT-LP (high temperature-low pressure) hydrocarbon inclusions in the fields near the graben could indicate an early heavy oil generation under hydrostatic pressure conditions. Although having no impact on the inhibition of effective stress, this high-temperature fluid migration could be attributed to thermal anomalies in the Northwest of Europe related to the North Atlantic opening. The combination of quantitative petrography, fluid inclusion and basin modelling allowed to point out the impact of regional fluid migrations on the well scale diagenesis and on the siliciclastic reservoir quality preservation
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Galliéro, Guillaume. "Simulation moléculaire des propriétés thermophysiques et du comportement de fluides modèles.Application aux problèmes d'intérêt pétrolier." Habilitation à diriger des recherches, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00356341.
Full textAbstract:
Les activités de recherche qui ont été développées s'inscrivent dans une logique d'amélioration de la modélisation/simulation des fluides denses multiconstituants non réactifs, aussi bien d'un point de vue statique que dynamique, en utilisant une démarche de type échelle microscopique vers échelle macroscopique (bottom-up). Un accent tout particulier à été mis sur l'étude des fluides d'intérêt pétrolier dans des conditions de gisement et ce par le biais de simulations numériques de la dynamique moléculaire classique (DM).<br />Les premiers travaux réalisés ont porté essentiellement sur la simulation numérique de la DM appliquée à l'étude de la thermodiffusion, ou effet Soret, en fluide libre et en milieu poreux. De ce travail est notamment ressortit que le confinement géométrique n'affecte pas le facteur de thermodiffusion et que l'effet Soret dans les mélanges d'alcanes est principalement du à un effet de masse.<br />Dans l'optique mentionnée dans l'introduction, trois thèmes ont été ensuite abordés. Deux thèmes ont trait à la dynamique moléculaire classique, l'un concernant l'influence de la description des interactions sur les propriétés thermophysiques dans les fluides et l'autre la simulation/modélisation de propriétés de transport du fluide de Lennard-Jones et son application aux corps réels. En particulier il a été montré qu'un état correspondant existait entre les potentiels de type Mie et Exponentiel au niveau des propriétés de transport et que Lennard-Jones (LJ) était un bon compromis pour les corps simples. De même ont été développées des corrélations basées sur le fluide de LJ permettant d'estimer les propriétés de transport. Cette approche s'est avérée particulièrement efficace quant à l'estimation de la viscosité des gaz acides (H2S, CO2). Le troisième thème concerne la modélisation macroscopique de la dynamique de fluides multiconstituants en milieux poreux pour lequel une approche de type équation Darcy généralisée par espèce a été proposée. <br />Les activités en cours concernent la prédiction/modélisation de fluides plus complexes avec ou sans interfaces mais également des aspects liés aux simulations multi-échelles/multi-physiques au travers d'un couplage direct entre mécanique des fluides numérique et DM. En particulier à été proposée une approche permettant l'étude de la thermogravitation dans les gisements par simulation moléculaire.
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Privat, Romain. "Développement du modèle PPR78 pour décrire, comprendre et prédire les diagrammes de phases hautes et basses pressions des systèmes binaires et des fluides pétroliers." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL090N/document.
Full textAbstract:
Le développement d'un modèle thermodynamique prédictif PPR78, basé sur le concept de contributions de groupes, a été entrepris afin de pouvoir prédire avec précision, le comportement des fluides pétroliers. PPR78 utilise l’équation d’état de Peng et Robinson et les règles de mélange de Van der Waals avec un seul coefficient d’interactions binaires kij, dépendant de la température. Cette approche est rigoureusement équivalente à l’utilisation de règles de mélange à compacité constante avec un modèle d’énergie de Gibbs molaire d’excès, gE, de type Van Laar. Pour développer ce modèle, une étude approfondie des équilibres entre phases fluides des systèmes binaires a été réalisée en deux temps. Dans un premier, une étude phénoménologique permet d'éclairer sous un jour nouveau la classification proposée par Van Konynenburg et Scott qui décrit qualitativement les comportements de ces systèmes. Dans un second temps, quelques principes généraux de calcul des diagrammes d’équilibre de phases isothermes, isobares et globaux sont exposés. L’étude de la stabilité thermodynamique globale occupe une place essentielle au sein de ces calculs. Une fois ces étapes préliminaires franchies, l’extension du modèle aux groupes CO2, N2, H2S et sulfhydryle est réalisée. Une bonne précision du modèle est obtenue pour décrire les systèmes binaires impliquant ces quatre groupes. Enfin, le comportement des fluides pétroliers est souvent prédit avec une précision de l'ordre de l'erreur expérimentale par PPR78<br>A predictive thermodynamic model, based on the group contribution concept, and called PPR78, has been developed in order to be able to predict, with high accuracy, the behaviour of petroleum fluids. PPR78 uses the Peng-Robinson equation of state with Van der Waals mixing rules and a temperature dependent binary interaction parameter kij. This method is the equivalent to the constant packing fraction mixing rules with a Van Laar excess Gibbs energy model (gE). To develop the model, an in-depth study on binary systems fluid phase equilibria, was carried out. It was divided into two parts. Firstly, a phenomenological study made a reappraisal of the Van Konynenburg and Scott classification possible. Secondly, some general rules for the calculation of isothermal, isobaric and global phase equilibrium diagrams were demonstrated. It is important to note that the study of the global thermodynamic stability is essential in the calculations. Once these preliminary steps were realized, the extension of the model to the CO2, N2, H2S and sulfhydryl groups was performed. The fluid phase behaviour of binary systems involving these four groups was accurately calculated by the PPR78 model. Finally, the properties of petroleum fluids were predicted by PPR78 with an accuracy close to the experimental uncertainty
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Feia, Sadok. "Effet de l’injection d’eau de production sur la perméabilité des réservoirs pétroliers non cimentés." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1052/document.
Full textAbstract:
Des phénomènes de colmatage de la structure granulaire des réservoirs pétroliers sont observés lors de la réinjection d'eau de production dans le réservoir (endommagement hydrique). Le dépôt des particules solides en suspension dans l'eau de production peut engendrer une réduction de la perméabilité du réservoir notamment autour des puits d'injection. Il en résulte une diminution significative de l'injectivité des puits. L'objectif de cette thèse est d'étudier le processus de transport et de dépôt des particules solides dans un réservoir de sable et son influence sur la perméabilité du milieu. Nous étudions également l'influence de certains paramètres tels que : la concentration en particules, le débit d'injection, la taille de particules injectées, la taille des pores du milieu et la rugosité de la surface des grains. La finalité de ce travail est de proposer un modèle prédictif de transport-dépôt-endommagement afin de pouvoir estimer la pérennité du système. Dans ce but, une campagne d'essais expérimentaux est menée sur le processus de transport et de dépôt des particules siliceuses de taille de quelques microns dans une éprouvette de sable dense. Ces essais ont été réalisés sur trois dispositif différents ; deux dispositifs d'injection unidimensionnelle (colonne d'injection et cellule d'injection) et un dispositif d'injection radiale en chambre d'étalonnage en vue de simuler les conditions d'injection en puits. Dans ces essais, les conditions hydrauliques sont contrôlées et la concentration en particules dans la suspension est imposée. Au cours de l'injection, le suivi de l'évolution de la pression interstitielle est réalisé en utilisant des capteurs de pression installés à différents endroits dans le milieu. La concentration des particules dans le fluide sortant est mesurée en utilisant un turbidimètre installé à la sortie du milieu. L'étude expérimentale réalisée sous différentes conditions a permis de mettre en évidence une forte hétérogénéité du dépôt des particules dans le milieu poreux. Cette hétérogénéité se traduit par la formation d'un cake interne et/ou externe au voisinage du point d'injection. L'analyse de ce cake montre un milieu à double porosité avec deux familles de pores correspondant à la porosité interne des agglomérats formés par les particules déposées et la porosité du sable réduite progressivement par le dépôt de ces derniers. Une étude paramétrique a permis de mettre en évidence une distinction entre l'effet des faibles et des fortes concentrations, ainsi que l'importance de l'effet du débit d'injection, de la taille des pores, de la taille des particules de la suspension ainsi que de la rugosité de la surface des grains. Ce travail expérimental s'accompagne d'une modélisation des phénomènes de transport et de dépôt des particules dans un milieu poreux. Dans un premier temps, nous avons utilisé un modèle de convection dans lequel la loi décrivant le dépôt des particules prend en compte la densité des particules déposées ainsi que le relargage des particules. Les paramètres de la loi constitutive de dépôt, ainsi qu'une loi empirique porosité-perméabilité ont été calibrés en simulant les résultats expérimentaux d'essais d'injection en cellule sous différentes conditions. Un nouveau modèle semi analytique basé sur le modèle d'Eylander (1988) a été développé dans lequel nous prenons en compte une distribution spatiale des particules déposées et une double porosité du milieu (cake et milieu granulaire). Cette distribution est inspirée du modèle convection étudié auparavant. La simulation d'essais d'injection en cellule a permis de montrer les capacités du modèle pour la prédiction des variations de la pression en cours de l'essai. Ce modèle permet une prédiction de l'évolution de la perméabilité pendant l'injection de façon plus simple et directement applicable dans l'ingénierie de réservoirs<br>Hydraulic damage and plugging of the granular structure of oil reservoirs are commonly observed during the re-injection of produced water. These phenomena can lead to a significant decrease of the reservoir permeability around the injectors and affect the injectivity of these wells. The objective of this thesis is to study the transport and deposition process of solid particles in a sand reservoir and its influence on the permeability of the medium. We also study the influence of certain parameters such as particle concentration, injection flow rate, the size of injected particles, the pore size of the medium and the surface roughness of the grains. The aim of this work is to propose a predictive model of transport-deposition-damage in order to estimate the durability of the system. For this purpose, an experimental program was conducted on the transport and deposition process of the siliceous particles of size of a few microns in dense sand specimens. These tests were carried out on three different devices; two one-dimensional injection devices (injection column and injection cell) and a radial injection device in “chambre d'étalonnage” in order to simulate the injection wells conditions. In these tests, the flow conditions are controlled and the concentration of particles in the suspension is imposed. During injection, the monitoring of the evolution of pore pressure is carried out using pressure sensors located in different places in the medium. The particle concentration in the outgoing fluid is measured using a turbidimeter installed at the outlet. The experimental study carried out under different conditions allowed to highlight a highly heterogeneous particle deposition in the porous medium. This heterogeneity results in the formation of an internal and/or external cake in the vicinity of the injection point. The analysis of this cake shows a double porosity medium with two pore families corresponding to the internal porosity of the agglomerates formed by the deposited particles and porosity of the sand gradually reduced by the particles deposition. A parametric study permitted to show a distinction between the effect of low and high particles concentrations, as well as the importance of the effect of injection flow rate, the pore size, the particle size of the suspension and the roughness of the surface of the grains. This experimental work is associated with modelling of transport and deposition of particle in a porous medium. We used first the convection model in which a constitutive law describing the particle deposition takes into account the effects of the deposited particles concentration and the release of particles. The parameters of the particle deposition constitutive law as well as an empirical porosity-permeability law have been calibrated by simulation of the results of injection tests performed in the injection cell under different conditions. A semi-analytical model based on the Eylander (1988) model was developed in which we take into account a spatial distribution of the deposited particles and a double porosity of the medium (cake and granular medium). This distribution is inspired from the results if convection model studied before. The simulation of the results of injection experiments permitted to show the performances of this model for prediction of the pore pressure evolution during the fluid injection. This model allows prediction of the permeability evolution in a simpler and directly applicable manner in the reservoir engineering
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Bondet, de la Bernardie Emmanuel. "Faisabilité d'un capteur utilisant le rayonnement micro-onde pour la mesure de concentrations dans un milieu polyphasique : application aux fluides pétroliers s'écoulant dans un tuyau." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066149.
Full textAbstract:
Cette étude répond au besoin dans l'industrie pétrolière, de mise au point d'outils de mesure non intrusive pour l'évaluation des proportions de phases dans les fluides issus des forages pétroliers. Ces fluides sont dits polyphasiques, c'est-à-dire qu'ils sont constitués de composés non miscibles : de l'eau, du pétrole brut et du gaz naturel, dans des proportions très variables. Dans le but doptimiser la production, il est important de pouvoir déterminer ces proportions pendant la phase de production, sans avoir recours à une séparation préalable des différentes phases. Nous proposons ici un dispositif de mesure non destructive par spectroscopie diélectrique pour évaluer précisément les proportions de chacune des phases. Le capteur mis au point repose sur l'emploi couplé d'uns sonde basses fréquences [1 MHz - 800 MHz] pour la détermination de la fraction gazeuse et d'un sonde hautes fréquences [35 GHz] pour celle des fractions liquides.
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Jaubert, Jean-Noël. "Une méthode de caractérisation des coupes lourdes des fluides pétroliers applicable à la prédiction des propriétés thermodynamiques des huiles et à la récupération assistée du pétrole." Aix-Marseille 3, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX30003.
Full text
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Cassiède, Marc. "Développement d’une technique de microbalance à cristal de quartz pour la mesure de propriétés thermophysiques de fluides sous pression." Pau, 2010. http://www.theses.fr/2010PAUU3022.
Full textAbstract:
Le sujet de cette thèse a été le développement d’une technique de microbalance à cristal de quartz sous pression dont le but est d’étudier le comportement rhéologique et de phase de systèmes viscoélastiques complexes, et en particulier des bruts pétroliers extra-lourds. Après avoir validé le dispositif expérimental par la mesure de températures de transition de phase de systèmes modèles cireux, nous nous sommes orientés vers l’étude de systèmes viscoélastiques par le biais d’une analyse d’impédance. Pour cela, un analyseur de réseau a été intégré au dispositif expérimental, ce qui nous a permis de déterminer à la fois la fréquence de résonance, la dissipation et également la comparaison de ces paramètres sur plusieurs harmoniques. A partir de là, nous avons pu en déduire l’impédance acoustique du système résonant et remonter ainsi aux propriétés du matériau (masse et module de cisaillement). En particulier, l’étude sous pression nous a permis de mesurer de faibles solubilités de gaz (dioxyde de carbone, méthane) dans des bruts pétroliers lourds. Les premiers résultats obtenus ont montré une déviation importante par rapport au comportement théorique sur les premiers rangs d’harmonique, et plus particulièrement sur le mode fondamental. C’est ainsi qu’une étude approfondie du comportement électrique des résonateurs à quartz de coupe AT s’est révélée nécessaire pour expliquer les déviations obtenues sur le fondamental. Ensuite, nous avons caractérisé en détail l’influence de la pression hydrostatique sur l’impédance électrique de ces cristaux de quartz. Enfin, nous avons montré que les phénomènes de rugosité et de glissement doivent être pris en compte précisément pour de futures études rhéologiques<br>The topic of this thesis is the development of a quartz crystal microbalance technique under pressure in order to study the phase and rheological behaviour of complex viscoelastic systems, and particularly extra-heavy oils. After the validation of the experimental device by measuring phase transition temperatures of waxy model systems, we turned to the study of viscoelastic systems by means of impedance analysis. For this purpose, we have integrated a network analyzer which allows to determine both resonance frequency and dissipation, as well as the comparison of these parameters on several harmonics. These parameters give access to the acoustic impedance of the resonant system and then the material properties (mass and shear modulus) can be deduced. The first results showed an important deviation from theoretical behaviour on the first overtones and particularly on the fundamental mode. Thus, a deep study of the electrical behaviour of AT-cut quartz resonators has been carried out to understand the deviations obtained on the fundamental harmonic mode. Then, we have characterized in detail the effect of pressure on the electrical impedance of these quartz sensors. Finally, we have shown that the phenomena of roughness and slipping must be taken into account accurately for future rheological investigations
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Avaullée, Laurent. "Mise au point de caractérisation thermodynamique des fluides pétroliers en vue de la prédiction de leurs propriétés volumétriques et des expériences d'injection de gaz dans les huiles de gisement." Aix-Marseille 3, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX30050.
Full textAbstract:
Le travail presente dans ce memoire est consacre au developpement de methodes de caracterisation thermodynamique des fluides petroliers sur la base d'une equation d'etat cubique. Les methodes mises au point ont ete orientees vers la restitution des proprietes volumetriques des huiles volatiles et des gaz a condensat, et vers la prediction des mesures de proprietes d'injection de gaz en cellule. Nous avons d'abord mis au point des correlations generales permettant une bonne estimation de la temperature d'ebullition, des parametres critiques et du facteur acentrique des hydrocarbures lourds par contributions de groupes. Grace a elles, nous avons construit une methode de caracterisation des coupes petrolieres pour predire les proprietes volumetriques des gaz a condensat et des huiles volatiles sur un large domaine de temperature et de pression en ajustant un ou deux parametres de la fraction lourde sur les pressions de saturation du fluide de reservoir. Appliquee a la prediction des mesures de gonflement des huiles et de contacts multiples avec un gaz d'injection en cellule, la methode developpee donne des resultats satisfaisants. Une etude des conditions thermodynamiques de miscibilite entre une huile de gisement et un gaz d'injection a permis d'approfondir la connaissance des proprietes des equilibres par contacts multiples, conduisant a un algorithme plus fiable pour le calcul des conditions limites de miscibilite par contacts multiples
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Plantier, Frédéric. "Investigations du paramètre de non-linéarité acoustique sous haute pression dans des corps à l'état liquide avec application à la caractérisation de dépôts solides au sein de fluides pétroliers." Pau, 2002. http://www.theses.fr/2002PAUU3013.
Full textAbstract:
Un problème aux conséquences pratiques particulièrement importantes en prospection pétrolière est à l'heure actuelle encore insuffisamment maîtrisé ; il s'agit de l'apparition des dépôts solides dans les effluents drainés, liés à la cristallisation des espèces hydrocarbonées les plus lourdes. Dans ce contexte, il est apparu opportun de développer une technique d'acoustique dite méthode de comparaison de phase donnant accès par la mesure de décalages de phase entre des signaux acoustiques au paramètre de non-linéarité B/A, puis de l'adapter à un fonctionnement sous pression. Des études antérieures avaient révélé la sensibilité de cette propriété vis à vis de changements structuraux de systèmes variés. Il a fallu dans cette perspective mettre au point un nouvel appareillage permettant la mesure directe et précise du paramètre B/A sous pression, de telles mesures n'ayant jamais été entreprises jusqu'alors : les seules données disponibles dans la littérature résultant de méthodes indirectes. Toute la première partie du mémoire concerne la description du montage et des procédures de mesure mises en jeu. Les parties suivantes sont consacrées à la présentation des résultats sur l'eau, trois alcools primaires et quatre alcanes linéaires, tous à l'état liquide, entre 303 et 373 K en température et entre 0. 1 et 50 MPa en pression. Ces mesures ont permis de juger de la fiabilité des méthodes prédictives (méthode thermodynamique classique et modèle de Lee-Kesler) et ont montré qu'il n'existe pas de substitut direct à l'expérimentation. Enfin, dans une dernière partie, nous avons testé l'aptitude de la méthode de comparaison de phase à la détection de transitions de type liquide-solide pouvant survenir lors de l'exploitation pétrolière. Cette étude, réalisée à la seule pression atmosphérique, sur la floculation des asphaltènes et la cristallisation des paraffines a montré l'efficacité de la technique.
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Raja, Anwar. "Influence de la composition du brut pétrolier sur les propriétés interfaciales gaz-huile, particulièrement dans le cas des bruts paraffiniques en présence de CO2." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10039.
Full textAbstract:
L'injection de co#2 dans un gisement de petrole est l'un des procedes de recuperation assistee les plus prometteurs, tant sur le plan technique qu'economique. La connaissance des proprietes thermodynamiques des melanges huile/gaz est indispensable a la comprehension des mecanismes physico-chimiques mis en jeu. Les gisements de petrole malaisiens sont le plus souvent de nature paraffinique. Une premiere phase de ce travail a consiste a separer les paraffines de ces deux bruts, d'une part pour caracteriser ces paraffines et d'autre part pour faire une etude comparative du comportement avec le co#2 des huiles vierges et des huiles deparaffinees. Apres une etude pvt classique des deux bruts selectionnees, les quatre huiles vierges et deparaffinees ont ete recombinees avec des gaz de separateur pour retrouver des pressions de saturation initiale egales a celles existant dans les gisements. Les etudes ont ete poursuivies sur divers melanges huile/co#2 avec les huiles vierges et les huiles deparaffinees. Dans une phase ulterieure, des essais de deplacement des differentes huiles par le co#2 pur ont ete realises dans un milieu poreux artificiel pour determiner les pressions minimales de miscibilite (pmm). Une tres bonne coherence avec les mesures de tension interfaciale a ete observee. Enfin de simulations numeriques ont ete realisees a l'aide d'un modele numerique cmgprop base sur les equations d'etat de peng-robinson et de redlich-kwong
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Chadouli, Kheira. "Caractérisation pétrographique appliquée à la modélisation pétrolière : étude de cas." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0291/document.
Full textAbstract:
La compréhension d'un système pétrolier nécessite la caractérisation pétrographique de tous les éléments et les processus le composant. Dans ce travail, plusieurs exemples de roches mères, roches réservoirs et roches couvertures provenant de bassins pétroliers différents, ont été étudiés afin de décrire les méthodes pétrographique classiques et mettre en place des nouvelles. Ces dernières telles que : la création d'une cinétique de transformation d'un kérogène composé de deux types de matière organiques (programmation), analyse macérale et l'étude des microfractures par analyse d'images, la diffraction à rayon X ainsi que la tomographie ont permis la caractérisation de la roche mère. Quant aux roches réservoirs, les méthodes d'analyse d'image des propriétés pétrophysiques, la microscopie MSCL ainsi que les paramètres de mouillabilité permettent la description de la qualité de ces réservoirs et leurs préservations au cours du temps à cause des phénomènes de recristallisation, dissolution, circulation de fluide et de réaction TSR/BSR. Les roches couvertures étudiées dans ce travail sont celles des argilites callovo-oxfordienne, utilisant la diffraction à rayon X ainsi que l'analyse d'image et la tomographie. Ces méthodes ont facilité la compréhension de leurs comportements au cours du temps, leurs capacités de sorption/désorption et leurs fiabilités de stockage de déchets nucléaire. Enfin, la modélisation pétrolière avec Petromod permet de déterminer les fonctionnements des systèmes pétroliers. La modélisation par percolation est plus proche de la réalité des bassins pétroliers que celle de Darcy/Hybride<br>Understanding oil systems requires petrographic characterization of all elements and process that compose it. In this work, several examples of source rocks, reservoir rocks and seal from different petroleum basins have been studied in order to describe conventional petrographic methods and develop new ones. The new ones as: a program of transformation kinetic of kerogene composed of two types of organic matter, maceral analysis and microfractures study using images analysis, the diffraction X-ray and tomography allowed source rock description. As for, reservoir rocks, methods of petrophysical characterization by images analysis, MSCL Microscopy and wettability parameters permit reservoir quality description and their preservation over time due to recrystalization and dissolution phenomena, fluid flow and TSR/BSR reaction. The cap rocks studied in this thesis are those of Callovo-Ordovician argillites, using X-Ray diffraction as well as images analysis and tomography. Those methods facilitated the understanding of argillites behavior over time, their sorption/desorption ability and their reliability of nuclear waste storage. Finally, Modeling using Petromod helps to determine petroleum systems functioning. Modeling by percolation method gives results closer to oil basins reality, than by Darcy/Hybrid method
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Milhet, Michel. "MICROSCOPIE SOUS HAUTE PRESSION POUR LA MESURE DE TEMPERATURE DE FUSION FINISSANTE DE SYSTEMES PARAFFINIQUES." Phd thesis, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00568869.
Full textAbstract:
Lors de leur exploitation et de leur transport, les fluides pétroliers subissent de fortes variations de température et de pression susceptibles d'entraîner la formation de dépôts solides. Pour bien comprendre leur comportement, il est indispensable de disposer de données expérimentales fiables permettant de décrire correctement leur diagramme de phase afin d'élaborer des modèles thermodynamiques prédictifs. Au cours de ce travail, un microscope haute pression a été développé pour combler les insuffisances des techniques existantes dans le domaine des équilibres de phase liquide – solide ; il permet de mesurer la température de fusion finissante de divers types de systèmes dans la gamme 0,1 – 100 MPa pour des températures comprises entre 243 et 373 K. Dans un premier temps, ce dispositif a été mis à contribution pour étudier la variation de la température de fusion de corps purs rencontrés au sein des fluides pétroliers (alcanes linéaires, alkylcyclohexanes et alkylbenzènes) en fonction de la pression et du nombre d'atomes de carbone. Cette étude a révélé une dépendance entre la pente des courbes de liquidus dans un diagramme (T, P) et la structure cristalline du solide considéré. Dans un deuxième temps, les températures de fusion finissante de plusieurs mélanges synthétiques ont été étudiées en fonction de la pression. Une modélisation des résultats a été proposée pour chaque système en tenant compte de l'influence de la structure cristalline sur la pente des courbes de liquidus. Enfin, le dispositif de microscopie sous haute pression a permis l'étude de fluides de gisement et une discussion sur la taille des cristaux qui apparaissent dans de tels systèmes est proposée.
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Maimouni, Ilham. "Compréhension des écoulements biphasiques stables et instables de fluides à seuil lors du forage d’un puits pétrolier." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1139/document.
Full textAbstract:
Cette thèse puise sa motivation dans l'industrie pétrolière, et plus particulièrement dans la phase de cimentation primaire des puits pétroliers. Le travail consiste en une étude expérimentale des écoulements biphasiques, stables et instables, des fluides utilisés durant cette opération. Dans les cas instables, l'instabilité de Rayleigh-Taylor, qui est susceptible de se développer quand un fluide lourd repose sur un fluide léger sous le champs gravitaire par exemple, est l'une des instabilités responsables des phénomènes de mélange observés entre les fluides déplacés, notamment la boue et le ciment. Elle est étudiée dans ce travail dans le cas de fluides modèles, à seuil, reprenant le même comportement rhéologique que les fluides pétroliers, à la fois d'un point de vue qualitatif et quantitatif. Dans les cas stables où les fluides pétroliers laissent des dépôt sur les parois du puits, une étude expérimentale, se basant sur des fluides à seuil modèles, permet de relier l'épaisseur du dépôt aux paramètres importants du problème, à savoir les paramètres rhéologiques du fluide à seuil et les propriétés de l'écoulement<br>This thesis draws its motivation from the petroleum industry, and more particularly from the phase of primary cementation of the oil wells. The work consists of an experimental study of the biphasic, stable and unstable flows, fluids were used during this operation. In the unstable cases, the instability of Rayleigh-Taylor, which may develop when a heavy fluid rests on a light fluid under fields’ gravitaire for example, is one of the instabilities responsible for phenomena of mixture observed between the uncalled-for fluids, in particular the mud and the cement. It is studied in this work in the case of model fluids, in threshold, resuming the same rheologic behavior as the oil fluids, at the same time from a qualitative and quantitative point of view
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Lizaik, Layal. "Modélisation numérique de modèles thermomécaniques polyphasiques : puits-milieux poreux." Phd thesis, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00361439.
Full textAbstract:
Dans le cadre de monitoring des puits et des réservoirs pétroliers, les études de thermométries se sont développées. Suite à l'émergence de nouvelles technologies d'acquisition avec l'apparition des fibres optiques depuis une vingtaine d'années, il est maintenant possible d'obtenir un profil de température continu à la fois sur la hauteur du puits et dans le temps. Dans ce travail, on étudie d'un point de vue thermomécanique deux modèles d'écoulements afin d'interpréter ces mesures de température. <br /><br />On couple d'abord un modèle réservoir axisymétrique avec un modèle puits pseudo 1D pour l'écoulement d'un fluide monophasique. La modélisation du réservoir intègre une équation d'énergie non-standard qui prend en compte les phénomènes de décompression du fluide (Joule-Thomson) ainsi que ceux liés à la friction dans la formation (dissipation visqueuse). Le puits est décrit par un modèle couplant classiquement les équations de Navier-Stokes compressibles avec un bilan d'énergie. Des conditions de transmission adéquates sont imposées à l'interface entre les deux domaines et ensuite dualisées par des multiplicateurs de Lagrange. On obtient ainsi une formulation variationnelle mixte non standard pour le problème couplé. Les flux sont discrétisés par des éléments finis de Raviart-Thomas. Enfin, on montre que les problèmes couplés continu et discret sont bien posés.<br /><br />On développe ensuite un modèle réservoir multi-phasique (huile, gaz et eau) et multi-composant. Compte tenu de la complexité du problème, on a choisi d'étendre un simulateur non-thermique existant GPRS (General Purpose Reservoir Simulator) en lui ajoutant une équation d'énergie adéquate et la thermodynamique correspondante. L'écoulement est régi par les équations de conservation de la masse pour chaque composant et une équation de conservation d'énergie exhaustive, couplées avec la loi de Darcy géenéralisée appliquée à chacune des phases. L'ensemble des propriétés thermodynamiques des fluides et les équilibres des phases sont calculés par l'équation d'état de Peng-Robinson. La discétisation en espace est faite à l'aide des volumes finis et le système non-linéaire obtenu est résolu par la méthode de Newton-Raphson.<br /> <br />Des tests numériques avec des données réelles validant les codes développés sont présentés.
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Elias, Bahnan Alexy. "Circulation des fluides et diagenèse du système pétrolier de Lacq : impact de l'évolution géodynamique." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2019. http://www.theses.fr/2019LORR0221.
Full textAbstract:
L'évolution géodynamique des bassins exerce un contrôle majeur sur l'évolution des chemins de circulation, de la température, de la pression et de la chimie des fluides diagénétiques. Ceci influence la diagenèse et les propriétés pétrophysiques des réservoirs. Récemment, les modèles géodynamiques des Pyrénées et du bassin sud aquitain ont été revus et mis à jour pour inclure la participation d'une phase de rifting au Crétacé inférieur qui a évolué vers un amincissement crustal extrême couplé à une exhumation du manteau et suivi d'une inversion pendant le Crétacé supérieur et le paléogène. Ce modèle révisé met en évidence l'impact possible des fluides hydrothermaux sur la diagenèse des réservoirs pétroliers dans le sud du bassin aquitain. Ce travail est basé sur l’étude de trois carottes de forage pénétrant dans les réservoirs du Crétacé supérieur (Lacq supérieur) et du Jurassique supérieur au Crétacé inférieur (Lacq inférieur). À l'aide d'une multitude d'outils pétrographiques et géochimiques et d’une modélisation de bassin, nous documentons comment l'hyperextension aptienne a été couplée à la circulation de fluides riches en Mg qui ont partiellement dolomitisé Lacq profond. Le Mg a été fourni à partir des formations riches en argiles présentes en profondeur, tandis que les fortes salinités sont dues à une interaction avec les évaporites du Trias. Différents épisodes de fracturation au cours de la période post-rift, pendant la convergence N-S, ont permis la connexion entre Lacq inférieur et un réservoir de fluides sursaturés vis-à-vis de la calcite. Une troisième phase de circulation de fluides qui s’est terminée pendant la compression Eocène, a précipité des anhydrites massives dans Lacq profond. Dans le même temps, la diagenèse a été marquée par une circulation de fluides hydrothermaux le long des principales failles et fractures au niveau de la crête de l'anticlinal de Lacq. Des dolomies hydrothermales ont été documentées avec des températures environ 40°C plus élevées que celles des roches hôtes environnantes. Différents épisodes de fracturation liés à l'orogenèse pyrénéenne, ont ensuite été responsables de la précipitation de calcite et d'anhydrite. Il apparait que le chargement en pétrole et en gaz dans Lacq supérieur et Lacq inférieur respectivement, se situe pendant la phase post-orogénique. Par conséquent, il est évident que le cadre géodynamique global et l'évolution géologique des foothills pyrénéens, régis principalement par l'hyperextension Aptienne et la convergence Eocène, ont eu un contrôle significatif sur les types, sources et voies de circulation des fluides diagénétiques, pétroliers et gaziers<br>The geodynamic evolution of basins exerts a major control on the evolution of the pathways, temperature, pressure and chemistry of circulating fluids. This in turn influences the diagenesis and petrophysical properties of petroleum reservoirs. Recently, geodynamic models of the Pyrenees and the south Aquitaine basin were revisited and updated to include the involvement of an Early Cretaceous rifting phase that evolved to extreme crustal thinning coupled with mantle exhumation, followed by an inversion and convergence during the Late Cretaceous and the Paleogene. This revised model highlights the possible impact of hydrothermal fluids on the diagenesis of petroleum reservoirs in the southern Aquitaine Basin. This work is based on the study of three drill cores penetrating the Upper Cretaceous (Upper Lacq) reservoirs and the Upper Jurassic to Early Cretaceous (Deep Lacq) reservoirs. Using a multitude of petrographic, geochemical and modeling tools, we document how the Aptian hyperextension was coupled with the circulation of Mg-rich fluids that partially dolomitized Deep Lacq. Mg was provided from the clay-rich formations at depths while salinities were the result of fluid interaction with the Triassic evaporites. Different fracturing episodes during the post-rift stage, when the N-S convergence started, connected Deep Lacq with a pool of fluids oversaturated with respect to calcites. A third fluid pulse, linked to the Eocene compression, precipitated massive anhydrites in Deep Lacq. At the same time in Upper Lacq, diagenesis was marked by orogeny-driven hydrothermal fluid circulations along the major faults and fractures on the crest of Lacq anticline. Hydrothermal dolomites were documented with temperatures nearly 40°C higher than the surrounding host rocks. Different fracturing episodes, related to the Pyrenean orogeny, were later responsible for calcite and anhydrite cementation. The oil and gas infilling of Upper and Deep Lacq respectively are assumed to be post-orogenic. Therefore, it is evident that the overall geodynamic setting and the geologic evolution of the Pyrenean foothills, governed mainly by the Aptian hyperextension and the Eocene convergence, had a significant control on the types, sources and circulation pathways of the diagenetic fluids
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Ragouilliaux, Alexandre. "Etude rhéophysique de systèmes émulsions inverses / argile organophile : applications aux boues de forage pétrolier." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00320083.
Full textAbstract:
La formulation optimale des fluides thixotropes est essentielle dans de nombreux procédés, par exemple dans le domaine des forages pétroliers. Ceci passe par une compréhension fine des liens entre les évolutions de leur microstructure et leurs propriétés d'écoulement. Nous étudions ici les propriétés d'un système émulsion inverse comprenant des argiles organophiles utilisés comme fluide de forage. Nous travaillons sur le fluide réel et sur une émulsion modèle en régime solide, en régime liquide, et durant l'arrêt du matériau sous faibles sollicitations mécaniques. A l'aide d'expériences de rhéométrie conventionnelle et de vélocimétrie IRM, nous avons identifié les origines structurelles des principales propriétés rhéologiques en fonction des concentrations des constituants : le seuil de contrainte, le vieillissement au repos, la bifurcation de viscosité en régime liquide, le déplacement de l'interface solide-liquide au sein du fluide. En particulier nous montrons que l'arrêt progressif de l'écoulement sous une contrainte critique est induit par la croissance d'agrégats. L'homogénéité du matériau lors de nos expériences rhéologiques a été vérifiée par des mesures de concentrations locales par RMN. Ces résultats montrent l'importance des liens argileux pour les propriétés thixotropes de ces systèmes.
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Masella, Jean-Marie. "Quelques méthodes numériques pour les écoulements diphasiques bi-fluide en conduites pétrolières." Paris 6, 1997. http://www.theses.fr/1997PA066459.
Full textAbstract:
Dans cette these nous nous interessons a la resolution numerique de quelques modeles d'ecoulements diphasiques de type gaz-liquide en conduites petrolieres. Les methodes numeriques developpees sont loin de se restreindre au cadre petrolier, mais peuvent etre utilisees plus generalement dans le cadre de la discretisation de tout modele physique s'exprimant sous la forme d'un systeme hyperbolique. Nous introduisons deux modeles bi-fluide isothermes comportant une equation de masse et une equation de quantite de mouvement par phase, valables respectivement en regime stratifie et en regime disperse. Ces modeles sont hyperboliques sous une condition physiquement acceptable et s'expriment sous une forme vectorielle non-conservative. Nous definissons un nouveau schema numerique (vfroe) de type volumes finis base sur la resolution d'un probleme de riemann linearise capturant les chocs de maniere satisfaisante et ne necessitant pas de calculs analytiques. Ce schema est compare au classique schema de roe. Nous proposons et etudions alors quelques methodes numeriques non-conservatives, avec et sans splitting de flux, adaptees a la discretisation des modeles diphasiques basees sur une integration directe de type volumes finis des equations et s'appuyant sur le schema vfroe. Afin de reduire le temps calculs lie au faible nombre de mach des ecoulements, les ondes acoustiques sont implicitees. Nous proposons une discretisation des conditions aux limites de type fluide adaptee aux ecoulements instationnaires en conduites. De nombreux cas-tests numeriques academiques et pratiques montrent que ces methodes numeriques conduisent a des resultats satisfaisants.
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Laurent, Dimitri. "Marqueurs de la dynamique des fluides associée à l'enfouissement des bassins sédimentaires : Exemples du Bassin Permien de Lodève (France) et du North Viking Graben (Mer du Nord)." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS170/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la caractérisation de la source et de la dynamique des fluides de bassin au cours de leur chargement à travers deux exemples complémentaires de demi-grabens tardi-orogéniques pétroliers : Le Bassin Permien de Lodève, aujourd'hui à l'affleurement et un bassin jurassique enfouis dans le North Viking Graben (Mer du Nord). Le cœur de la thèse concerne le Bassin de Lodève où, à partir d'une approche pluridisciplinaire intégrée, nous avons caractérisé l'architecture des minéralisations (Ba, F, Cu, Pb) piégées dans un réseau paléokarstique alimenté par les failles syn-rift, dans le substratum carbonaté à l'apex du roll-over. La source, le calendrier et les conditions de migration des fluides ont été approchés à partir de l'analyse de la micro-fabrique, la microthermométrie sur inclusions fluides, les analyses isotopiques (Sr, S, O, H) et de Terres Rares. Les résultats analytiques ont été enfin croisés avec un modèle thermique et structural du bassin qui conforte la séquence et la dynamique du système fluide en cours d'enfouissement. Une démarche similaire, mais plus limitée, a été conduite dans le bassin du North Viking Graben où l'accès aux marqueurs fluides est restreint aux données de sismique 3D et de carottes. Comme à Lodève, les minéralisations Ba-Pb-Zn colmatent un réservoir dans le substratum à l'apex du roll-over. Elles se présentent sous forme de ciments dans des grès ou des fractures. Cette analyse apporte des contraintes complémentaires et permet de proposer un modèle dynamique général avec des variantes en fonction de la nature des fluides et des réservoirs. On retiendra donc la séquence fluide suivante :(a) Dans le cas du bassin de Lodève sur substratum carbonaté, les chemins préférentiels de drainage se développent dans des paléocanyons N-S couplés à un réseau de fractures et d'endokarsts météoriques. Ces derniers sont élargis en début de rifting par la dissolution hypogène sulfurique produite par l'oxydation bactérienne de la pyrite des blackshales, au contact de l'aquifère oxydant du Cambien.(b) Le déséquilibre de compaction initie la migration des fluides interstitiels en surpression vers les marges avec des températures autour de 150-180°C et des salinités entre 9 et 18wt%eq.NaCl. Les analyses isotopiques (Sr, S, O) révèlent que la majorité des fluides provient de l'altération diagénétique des blackshales riches en métaux. Des interactions sont également mises en évidence avec des fluides profonds (entre 240°C et 260°C ; salinités > à 20wt%eq.NaCl), qui lessivent les granites tardi-hercyniens.(c) Pendant le syn-rift, les conditions de surpression de fluide permettent la réactivation cyclique des failles, les décollements stratigraphiques et la formation de brèches hydrauliques, favorisant la mise en connexions avec les réservoirs superficiels à l'apex du roll-over. Le modèle de Sibson ajusté aux fluides de bassins est alors le moteur de la migration verticale.(d) Les fluides thermogéniques commencent à être expulsés avec les derniers fluides de compaction au cours d'un stade plus évolué de l'enfouissement en empruntant les mêmes chemins jusqu'à l'apex du roll over. Ils sont alors partiellement freinés et déviés par les colmatages minéralisés antérieurs.(e) A Lodève, la continentalisation des minéralisations antérieures au cours de l'exhumation post-rift conduit à leur remaniement partiel au niveau de la transition sulfate-méthane induite par l'interaction entre une playa évaporitique et la dysmigration des hydrocarbures. Des barytines secondaires de basse température, déprimées en Sr sont alors précipitées de manière synsédimentaire dans des karsts météoriques du socle.Outre l'illustration d'un modèle complet (source to sink) de dynamique des fluides dans un bassin, ce travail apporte de nouvelles contraintes dans l'approche du colmatage des réservoirs à hydrocarbures sur les têtes de blocs basculés et sur la genèse des gîtes miniers de type Mississippi Valley-Type<br>This work focus on the characterization of the source and dynamic of compactional fluids during sedimentary burial, through two complementary examples of late orogenic oil-field half-grabens: The exhumed Lodève Permian Basin and a deep buried Jurassic basin in the North Viking Graben (North Sea).Constituting the main part of the thesis, a multi-disciplinary approach was conducted in the Lodève Basin where Ba-F-Cu-Pb polymetalic mineralized systems are trapped into synrift faults and paleokarsts in the carbonate basement at the hinge point of the roll-over. The source, timing and P/T conditions of fluid migration were deduced from the analysis of the microfabric, the fluid inclusions microthermometry, and the isotopic (Sr, S, O, H) and Rare Earth Element (REE) signature. Results are then crossed with a structural and thermal modeling that consolidates the sequence and dynamics of fluid during burial.A similar approach was conducted in the North Viking Graben where fluid markers are restricted to 3D seismic and well core data. Comparable Ba-Pb-Zn veins are reported in basin margin, plugging one of the most important siliciclastic hydrocarbon reservoir in the substratum. This analysis provides additional constraints on basinal fluid behavior and allows us to propose a global dynamic model for various compositions of fluids and reservoirs.We conclude to a polyphase fluid sequence history including:(a) In the carbonate basement of the Lodève Basin, karstic paleocanyon incisions and associated cavities coupled to synrift fault, act as major drain for fluids. These structures are early affected by hypogen-sulfuric karstification in response to the interaction between bacterial oxidation of sulfides entrapped within Lower Permian blackshales and the basement oxidizing aquifer.(b) Disequilibrium compaction initiates overpressure-driven basinal fluid migration towards basin margins, characterized by temperatures around 150-180°C and salinities between 9 et 18wt%eq.NaCl. Isotopic (Sr, S, O) and REE analyses reveal that Ba-M+-rich mineralizing fluids derived mainly from buried blackshales diagenesis. External Fluids coming from the lower crust are also identified that play a key role in fluorite precipitation by the leaching of late hercynian granites (mean temperature of 250°C and salinity > 20wt%eq.NaCl).(c) During the synrift period, fluid overpressure is responsible for the periodic reactivation of fault plane according to seismic-valve process, bedded-control shearing and hydraulic brecciation at the basement-seal interface. These mechanisms induce cyclic polymetallic mineralization by the mixing between in situ formation water and deep ascending basinal fluids.(d) Thermogenic fluids expulsion starts with last basinal fluids during late burial stage. Hydrocarbons thus migrate along the same regional pathways up to the rollover crest, where they are partly rerouted by the previous mineralized baffle.(e) In the Lodève basin, post-rift exhumation of the margins led to the remobilization of synrift deposits by subaerial biochemical processes at the sulfate-methane transition. The latter results from the interaction between the still active hydrocarbon dysmigration with a playa lake sulfate-rich aquifer. Secondary low-temperature barite fronts precipitate then within basement meteoric karsts.In addition to the « source to sink » model of basinal fluids, this work provides new insights on the early plugging of hydrocarbon reservoirs and for the metallogenesis of Mississippi Valley-Type deposits
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Labes, Pierre. "Mesure et caractérisation de la vitesse ultrasonore dans les fluides de gisement : application dans l'industrie pétrolière." Pau, 1994. http://www.theses.fr/1994PAUU3025.
Full textAbstract:
Le manuscrit comporte trois parties, chacune visant à accroître la connaissance du comportement des fluides pétroliers dans le domaine des hautes pressions et des hautes températures. La première partie de ce mémoire décrit le protocole expérimental de la mesure de la vitesse ultrasonore dans les fluides sous haute pression. Elle inclue un grand nombre de données expérimentales relatives à la vitesse ultrasonore et à la masse volumique de fluides complexes tant à l'état liquide que gazeux. Sur la base de ces données expérimentales, une analyse comparative des principaux modèles thermodynamiques employés dans l'industrie pétrolière a été menée. Elle a permis de mettre en évidence des couples préférentiels équation d'état règle de mélange dont les performances permettent d'obtenir une excellente restitution des vitesses ultrasonores. Enfin, un travail de modélisation sur la base du principe des états correspondants a été amorcé. Ce modèle a permis soit de prédire la valeur de la vitesse ultrasonore à partir des coordonnées réduites du fluide (pression, température et volume réduits), soit de calculer les paramètres pseudo-critiques de différents fluides de réservoir à partir seulement des mesures de leur vitesse ultrasonore
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Benzoni-Gavage, Sylvie. "Analyse numérique des modèles hydrodynamiques d'écoulements diphasiques instationnaires dans les réseaux de production pétrolière." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10226.
Full text
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Ye, Suyu. "Mesure et exploitation de la vitesse d'ultrasons dans des liquides en pression. : Application à des fluides complexes d'origine pétrolière." Pau, 1990. http://www.theses.fr/1990PAUU3004.
Full textAbstract:
Un dispositif de mesure de la vitesse et de l'atténuation relative d'ondes ultrasonores (par la méthode impulsionnelle écho Overlap méthode) dans des liquides en pression 1-1000 bar est décrit en détail ainsi que ses conditions d'utilisation avec des fluides de gisement. Les valeurs expérimentales obtenues pour quelques alcanes linéaires purs, des mélanges binaires d'alcanes (c#1-c#1#6, c#6-c#1#6) et de co#2-c#1#6 de diverses concentrations et pour plusieurs échantillons de pétroles bruts sont rapportées. Nous montrons que ce dispositif est approprié a la détection de transitions de phase de type liquide-gaz (points de bulle) et liquide-liquide, offrant ainsi des perspectives complémentaires en vue de l'investigation des diagrammes de phases des huiles pétrolières. Une autre partie du mémoire est consacrée aux exploitations numériques et vérifications effectuées a partir de modèles représentatifs de l'état liquide (équations d'état et règles de mélanges des coordonnées critiques des constituants). Une analyse comparative des capacités respectives de quatre équations d'état (souvent employées en génie pétrolier) a restituer les valeurs expérimentales de la vitesse ultrasonique est présentée. Ces essais ont permis de mettre en relief les couplages les plus performants entre les équations d'état envisagées et certaines lois de pondération. Les modèles de simulation du comportement des fluides de gisement pourraient être améliorés si leurs bases de données des paramètres d'ajustement incluaient a l'avenir des mesures de vitesse ultrasonique.
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Madhaoui, Mustapha. "Modélisation des écoulements des fluides complexes avec changement de phase solide-liquide : Application à la formation des dépôts de paraffines dans les conduites pétrolières." Thesis, Pau, 2014. http://www.theses.fr/2014PAUU3025.
Full textAbstract:
Les variations de température à la surface externe d'une conduite peuvent provoquer la solidification du fluide en écoulement interne, induisant la formation de dépôts solides sur les parois en contact avec le fluide. Ces dépôts peuvent s'avérer néfastes au bon fonctionnement du système intégrant cette conduite ce qui motive l'étude de ces phénomènes physiques afin de comprendre les mécanismes qui les gouvernent et de permettre leur prévention. Ce genre de situations peuvent être rencontrées dans le domaine pétrolier, par exemple lors du transport en pipeline d'huiles chargées de paraffines, d'hydrates ou d'asphaltènes ; dans le domaine agroalimentaire pour la circulation de produits liquides dans des tubes refroidis ou bien tout simplement pour des canalisations d'eau subissant un refroidissement. Dans la majorité des cas le fluide en écoulement dans les conduites pétrolières est un matériau à changement de phase (MCP) complexe et sa composition multiple avec des interactions entre la rhéologie, la constitution et la température impactant la thermo-hydrodynamique de l'écoulement et la cinétique de transition de phase. Dans le cadre de cette thèse nous proposons de nous pencher sur ces aspects par voie de modélisation. Dans la première partie de ce travail, nous avons développé un modèle physique basé sur la méthode enthalpique pour étudier l’impact de la convection naturelle sur des écoulements et des transferts thermiques avec transition de phase solide liquide dans différentes géométries (cavité carré, cylindre, sphère, autour d’un faisceau de cylindre, …). L'effet du maillage et de l'ordre de précision des schémas numérique est aussi présenté. Le même modèle a été utilisé pour analyser la cristallisation d’un mélange de deux paraffines dans des cellules calorimétriques (Differential Scanning Calorimetry). Pour cette étude, le modèle a été validé à l’aide des résultats expérimentaux de la technique DSC. Le problème de l’écoulement d’un mélange de deux paraffines dans une conduite cylindrique a été aussi abordé afin de prédire la cristallisation du mélange sur la paroi interne de la conduite. Une étude paramétrique a été effectuée pour analyser l’influence de différents paramètres (nombre de Reynolds, concentration initiale de la solution binaire, température de la paroi, …) sur la cinétique de la cristallisation du mélange. La deuxième partie de la thèse a été consacrée à l’étude de l’écoulement avec changement de phase liquide-solide d’un brut paraffinique dans des conduites pétrolières. En effet, la cristallisation des paraffines dans les bruts engendre un équilibre phase thermodynamique liquide/solide. Un modèle thermodynamique rendant compte de cet équilibre a été développé (et validé à l’aide de résultats expérimentaux disponible dans la littérature). Ce modèle nous a permis de prédire la température de cristallisation commençante (Wax Appearance Temperature), ainsi que la quantité de paraffines cristallisées. Ce modèle thermodynamique a été couplé avec un modèle physique reposant sur les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement, de l'énergie et des espèces pour décrire l’écoulement d’un brut paraffinique avec changement de phase liquide-solide dans des conduites pétrolières. Le modèle physique a été validé à l’aide de résultats expérimentaux disponibles dans la littérature<br>Temperature change at the outer surface of a pipe can cause solidification of the fluid flowing internally, inducing the formation of solid deposits on the walls in contact with the fluid. This kind of phenomena can be encountered in many situations in the industrial context such as petroleum industries, for example when transporting pipeline oils with paraffins, hydrates or asphaltenes; food industry for the flow of liquids in cooled tubes or simply for water pipes undergoing cooling.The rheology of the transported fluid, its composition and temperature are among the key factors that influence the thermo-hydrodynamics of the flow and the kinetics of the formation of the deposits. The analysis of their impact is required to enhance the understanding of these mechanisms in order to avoid their undesirable effects as fouling or complete blockage of pipes.In this thesis we propose to study these mechanisms by numerical modelling. We will focus on the modelling of phase change and especially on the description of liquid-solid interfaces by models able to integrate the thermodynamics of physical phenomena such as diffuse interface methods. We seek the two-dimensional numerical resolution of the equations of flow, heat and mass transfer while taking into account the coupling between rheology, composition and temperature in the liquid phase as well as at the interface. The work will be undertaken in the basis of the in-house computational fluid dynamics (CFD) code developed in the laboratory
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Vinay, Guillaume. "Modélisation du redémarrage des écoulements de bruts paraffiniques dans les conduites pétrolières." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001842.
Full textAbstract:
Même si le transport par pipelines de bruts conventionnels reste relativement aisé, il devient plus problématique si le brut est composé d'un grand nombre de molécules hydrocarbonées comme les paraffines. Ces bruts paraffiniques ont la particularité d'avoir une température de prise en gel élevée, souvent supérieure à la température de l'environnement dans lequel il s'écoule. Lorsque l'écoulement dans la conduite est arrêté, la température diminue et entraîne la formation de bouchons de gel de plusieurs centaines de mètres. Après un long arrêt, il devient difficile de redémarrer l'écoulement. Le manque de compréhension des phénomènes impliqués lors du transport d'un brut paraffinique conduit à une surestimation des pressions de redémarrage et donc à un surcoût pour les compagnies pétrolières. Ainsi, ces travaux de thèse s'attachent à améliorer la compréhension du comportement d'un brut paraffinique et à enrichir sa modélisation afin que les simulations numériques prévoient des pressions et des temps de redémarrage plus précis. En faisant référence aux travaux théoriques, expérimentaux et numériques, il est décrit le comportement viscoplastique, thixotrope et compressible d'un brut paraffinique. Les propriétés thermiques et mécaniques liées à l'histoire du brut jouent un rôle essentiel sur le comportement du brut au redémarrage. Ainsi, le transport d'un brut paraffinique avant l'arrêt de la conduite correspond à l'écoulement stationnaire non-isotherme dans une conduite 2D axisymétrique d'un fluide viscoplastique dont les propriétés rhéologiques dépendent de la température. Le comportement d'un brut paraffinique au redémarrage est décrit par le déplacement d'un fluide viscoplastique, thixotrope et compressible par un autre fluide. Le caractère thixotrope est pris en compte par le modèle de Houska et la compressibilité est introduite dans le modèle de redémarrage. La loi de comportement est implémentée grâce à une technique de Lagrangien augmenté associée à un algorithme d'Uzawa afin d'appréhender sa non-dérivabilité. Les équations du problème sont discrétisées grâce à une méthode de Volumes Finis et un schéma TVD (Total Variation Diminishing) est utilisé pour traiter les termes de transport. La méthode de résolution habituellement utilisée pour les fluides viscoplastiques incompressibles est adaptée à des situations compressibles. Différents tests numériques sont menés et montrent les bonnes propriétés de convergence des algorithmes de résolution. Les résultats non-isothermes montrent la sensibilité des zones cisaillées/non-cisaillées aux variations de la température. L'influence des effets combinés de la thixotropie et de la compressibilité sur la capacité de redémarrage est également observée. Un fluide thixotrope incompressible ne pouvant être redémarré, peut être remis en écoulement si une compressibilité lui est ajoutée. Enfin, une étude comparative entre les résultats numériques et expérimentaux permet de valider le code numérique.
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Nouvelle, Xavier. "Analyse des fluides de gisement par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectométrie de masse : Applications à la thermodynamique pétrolière." ENSMP, 2000. http://www.theses.fr/2000ENMP0002.
Full textAbstract:
Les fluides de gisement présentent des transitions de phase qui jouent un rôle important en ingénierie pétrolière. Toutefois, la modélisation des équilibres de phase reste difficile en raison de l'extrême complexité structurelle des mélanges pétroliers. Un outil de traitement du signal délivré par le couplage CPG-SM a été développé. Il permet de distinguer plus de 2000 espèces moléculaires réparties dans 15 familles d'hydrocarbures. Parallèlement, une méthode de déconvolution matricielle a été mise en oeuvre afin de renseigner sur les proportions globales des différentes familles. Ces techniques ont été appliquées à l'idnetification d'invariances structurelles propres aux fluides de gisement et à la cartographie de potentiels chimiques de nombreux constituants dans l'espace de la composition des mélanges. Ces deux voies de recherche pourraient constituer un apport intéressant pour développer un modèle capable de prédire les propriétés de phase des fluides de gisement à partir de leur composition<br>Phase transition of petroleum fluids arte of fundamental importance in petroleum engineering. But modelling the phase equilibria of such fluids remains difficult due to their huge compositional complexity. A tool was developped to interpret the signal of the GC-MS apparatus used to analyse the mixtures studies in this work. This tool allowed the distinction of more than 2000 individual species distributed into 15 main families. A group type analysis method was also developped to estimate the proportions of the different families of hydrocarbons in the petroleum fractions. The techniques were used to identify compositional invariances found in natural petroleum fluids and to cartography hydrocarbon chemical potentials according to the composition of the mixtures. At term, the results of such studies could be employed to developp a model able to predict phase quilibria on the basis of their composition
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Maataoui, Mohamed el. "Migrations sélectives des hydrocarbures dans les fluides pétrolièrs par diffusion thermogravitationnelle en milieu poreux : conséquences possibles sur la stratification des espèces dans les réservoirs naturels." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30133.
Full textAbstract:
Cette etude, a finalite geochimique, a pour but de contribuer a une connaissance plus complete des phenomenes aboutissant a la stratification des fluides petroliers dans les roches reservoirs. Il est apparu, a la suite de recherches recentes, que les phenomenes de thermodiffusion devraient etre pris en compte dans l'evolution des concentrations d'hydrocarbures dans les roches magasins. La premiere partie consiste en des rappels sur la formation des gisements de petrole et sur les acquis theoriques indispensables a la comprehension des phenomenes de thermodiffusion. La deuxieme partie est consacree aux etudes experimentales sur la diffusion thermogravitationnelle en milieu poreux, effectuees sur des huiles naturelles provenant de la mer du nord. Sous l'action thermogravitationnelle, ces huiles subissent une modification importante de composition par migration selective des especes hydrocarbonees. L'intensite des segregations produites, mesuree par le rapport des concentrations entre les deux niveaux extremes du garnissage poreux, depend essentiellement de la masse moleculaire et de la configuration structurale des especes. La migration differentielle par thermodiffusion se produit aussi non seulement entre differentes familles structurales, mais egalement au sein de celles-ci ainsi qu'entre isomeres. On montre que les differentes familles ont une mobilite thermodiffusionnelle se classant dans un ordre bien defini. Les migrations differentielles entre structures isomeres apparaissent tres sensibles a la position des radicaux methyl ou ethyl sur la chaine lineaire ou le noyau cyclique. Des correlations entre, d'une part, les facteurs de concentration (et donc les coefficients de thermodiffusion) et d'autre part certaines caracteristiques physico-chimiques des differents isomeres ont pu etre mises en evidence. Des segregations du meme type, mais plus intenses, entre hydrocarbures et entre isomeres, sont observees lorsque la phase huileuse est superposee a une phase aqueuse saumatre. A la suite des resultats obtenus dans ce travail, il est possible de dire, qualitativement, que le developpement de la diffusion thermogravitationnelle au sein d'huiles piegees peut provoquer une stratification progressive des especes dont les grandes tendances ont ete caracterisees. Cette repartition est qualitativement comparable a celles de nombreuses accumulations petroliferes post-migration
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Gaubert, Jean-François. "Applications thermodynamiques de la propagation d'ondes ultrasonores, sous pression élevée, dans des mélanges gazeux et liquides en relation avec les fluides d'origine pétrolière." Pau, 1995. http://www.theses.fr/1995PAUU3018.
Full textAbstract:
Notre étude s'inscrit dans un plan d'investigation systématique sous haute pression de fluides bruts et de mélanges de quelques constituants pouvant simuler des fluides réels, basé sur l'exploitation de la vitesse de propagation d'ondes ultrasonores. Dans le cas des mélanges synthétiques à l'état gazeux et des fluides de gisement, on s'est attaché à dégager les modèles équations d'état-règles de mélange décrivant au mieux le comportement de la grandeur. Nous avons de plus, dans le cas des fluides de gisement, tenté de déterminer le mode de description du fluide offrant le meilleur compromis simplicite/performance. Dans le cadre de ces confrontations, nous avons constaté la prééminence sur les autres modèles de la corrélation de Lee-Kesler associée aux règles de Teja, ainsi que du modèle Aga 8 dans le cas des systèmes à l'état gazeux. En outre ces études ont permis de mettre en évidence que les déviations ont tendance en général à s'accentuer aux hautes pressions. De plus nous avons observé que les prédictions des modèles étaient comparables pour les deux modes de description des fluides de gisements retenus. Dans le cas des systèmes synthétiques à l'état liquide, on s'est employé à une toute autre application des données de vitesses ultrasonores. En effet, nous avons procédé à des modifications de la méthode numérique de Davis et Gordon, afin de la rendre opérationnelle dans le cas de fluides non monophasiques à la pression atmosphérique. La méthodologie élaborée a donc permis de générer, avec une très bonne précision, des données de masse volumique sur toute la gamme P-T des mesures acoustiques, ainsi que des données concernant les coefficients de compressibilité isentropique et isotherme
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Bouamra, Reda. "Mise en oeuvre de la méthode des domaines fictifs de simulation pour l'étude des écoulements fluide-particules : application à l'industrie pétrolière." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066012.
Full textAbstract:
La compréhension du comportement des fluides chargés en particules est essentielle pour permettre aux opérateurs pétroliers de remédier à de nombreux problèmes de production. En particulier, le bouchage des conduites par des agglomérats d’hydrate de gaz. Ce travail de thèse consiste en la mise en œuvre de la méthode des domaines fictifs pour l'étude des interactions entre un fluide Newtonien et des particules rigides. La première partie de cette thèse présente une revue des méthodes utilisées pour la simulation des fluides chargés ainsi que la description des méthodes utilisées. La nouveauté de ce travail réside dans la prise en compte des contacts et des liaisons entre particules convexes dans un fluide Newtonien. Dans la seconde partie, une étude du phénomène d’agglomération de particules solides dans un fluide visqueux est présentée. Les résultats obtenus traduisent l’évolution de la viscosité de la suspension en fonction de la fraction volumique de solide et de la nature du couplage. Nous montrons que la variation de viscosité est très dépendante des liaisons et des contacts entre grains. Elle est également dépendante de la taille des agrégats formés. L’influence de la forme des grains sur leur sédimentation est présentée dans la dernière partie. L’évolution du coefficient de trainée des particules convexes en fonction du nombre de Reynolds est étudiée en deux et trois dimensions. Une comparaison avec les résultats expérimentaux est présentée. Par la suite, l’interaction en champ proche entre deux particules en sédimentation est analysée. Il est montré, dans chaque cas, que la forme des grains joue un rôle majeur dans le processus de sédimentation.
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Schneider, Marc. "Mouillabilité texturée dans les systèmes micro fluidiques et applications dans l'industrie pétrolière." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00568996.
Full textAbstract:
La mouillabilité mixte ou partielle dans les milieux poreux influe considérablement sur le comportement des écoulements diphasiques. Dans le monde, la plupart des réserves pétrolières se situent dans des réservoirs possédant une mouillabilité hétérogène. Des études détaillées de l'influence de la mouillabilité partielle sur le comportement des écoulements dans les milieux poreux de type modèle micro fluidique sont par conséquent d'un intérêt majeur, tant pour la recherche fondamentale que pour les études appliquées. Nous avons développé une nouvelle technique permettant pour la première fois la modification et la structuration de la mouillabilité de surface dans les systèmes micro fluidique de type complexe, système d'une grande homogénéité et de haute qualité fabriqué en poly(dimethylsiloxane) (PDMS). Ces progrès obtenus dans le traitement des surfaces, nous ont permis d'étudier l'influence de la mouillabilité partielle sur le comportement des écoulements diphasiques et d'observer de nouveaux régimes d'écoulements. L'observation des régimes d'écoulement particuliers en fonction de la mouillabilité dans des carottes de roche nous a permis de développer une nouvelle technique de détection basée sur une visualisation optique de celle-ci. Ce concept de mesure d'écoulements par visualisation optique à l'échelle du pore fut étendu et un nouvel outil d'imagerie microscopique a été développé.
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Fetel, Emmanuel. "Quantification des incertitudes liées aux simulations d'écoulement dans un réservoir pétrolier à l'aide de surfaces de réponse non linéaires." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL005N/document.
Full textAbstract:
Ce travail propose un ensemble de méthodes dédiées à la quantification des incertitudes sur la simulation des écoulements dans un réservoir pétrolier. Ces méthodes sont basées sur l’utilisation de surfaces de réponse approchant la relation, le plus souvent inconnue et non linéaire, entre les paramètres incertains du réservoir et les variables de production. L’ensemble proposé contient ainsi des algorithmes de construction ou d’analyse (échantillonnage, analyse de sensibilité, inversion bayésienne d’un historique de production) de surfaces de réponse. Ces méthodes ont été tout d’abord développés dans un cadre déterministe puis étendues à la prise en compte de simulation d’écoulement secondaires et de paramètres incertains stochastiques caractérisés par un impact aléatoire sur la production. Les principales considérations de se travail sont de tenir compte d’un grand nombre de paramètres incertains, de données de production bruitée et de pourvoir modéliser une réponse de forme complexe<br>This work develops several methodologies to assess uncertainty on oil reservoir production. Taking in consideration that flow simulations are time consuming it uses response surfaces to approximate the relationship between reservoir uncertain parameters and production variables. First deterministic methods are developed to construct and analyze such surfaces: construction algorithms are the discrete smooth interpolation and the dual kriging while analysis methods are the variance based sensitivity analysis and the bayesian inversion of production history. This framework is then extended to include fast flow simulation results and to handle stochastic parameters characterized by a random effect on reservoir production. These methodologies are developed based on the following considerations: the number of uncertain parameters is usually large, data may be noisy if some parameters are neglected and the complex relationship between uncertain parameters and reservoir production
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Delbeke, Valérie. "Chromatographie en phase supercritique (CPS) et détection d'émission atomique (AED) appliquées à l'analyse de produits pétroliers : perspectives du couplage CPS-AED." Rouen, 1995. http://www.theses.fr/1995ROUE5022.
Full textAbstract:
La première partie de ce travail concerne l'application de la chromatographie en phase supercritique à l'analyse de produits pétroliers, notamment pour réaliser une méthode de distillation simulée. Des solutions aux difficultés rencontrées sont proposées. Dans la seconde partie, on réalise l'étude et la mise au point de la détection d'émission atomique couplée à la chromatographie en phase gazeuse. Cette technique est appliquée à l'analyse qualitative de nombreux produits pétroliers. L'analyse quantitative révèle quant à elle la nécessité d'améliorer le contrôle des différents débits des gaz utilisés. La perspective du couplage de ces deux techniques est ensuite envisagée et débattue