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Dissertations / Theses on the topic 'Puits de forage'
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Hospital, Michel. "Caractérisation et discrimination d'images électriques de puits de forage." 63-Aubière : Impr. U.E.R. Sci, 1985. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb36110096f.
Full text
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Hospital, Michel. "Caracterisation et discrimination d'images electriques de puits de forage." Clermont-Ferrand 2, 1985. http://www.theses.fr/1985CLF20168.
Full textAbstract:
Pour limiter le cout enorme de l'operation de forage et pour en ameliorer le rendement, les compagnies petrolieres ont besoin de moyens d'investigations du sous-sol fideles, precis rapides et bon marche. Un de ces moyens est la mesure realisee le long des puits de forage. Un capteur developpe recemment par la societe etudes et productions schlumberger, fournit des images a un niveau de resolution tres eleve. Une inspection automatique de ces donnees s'avere donc indispensable. Les objectifs de cette etude sont la discrimination et la caracterisation automatiques de ces images. Nous dressons, dans un premier temps, une synthese des methodes d'analyse de textures qui peuvent etre utilisees pour remplir ces objectifs. On distingue parmi ces methodes deux grandes familles, une approche de nature statistique et une approche structurale. Dans un deuxieme temps, nous traitons plus particulierement du probleme de la caracterisation de deux structures d'images qu'il est essentiel de qualifier: les structures litees et les structures fracturees. Dans ce but, un schema d'analyse structurale a ete developpe et repose sur cinq etapes. La premiere est la detection de points possedant des proprietes locales remarquables, tels que les points de contour ou les points de squelette. Dans la seconde, il s'agit d'effectuer une segmentation polygonale de ces points. Dans une troisieme etape, les segments sont regroupes en champs de segments connexes. L'adoption d'une structuration, adaptee au cas considere de ces composantes, permet dans un quatrieme temps de detecter des formes locales particulieres, en l'occurrence des lignes polygonales traversantes. La cinquieme etape consiste a fournir a partir des lignes polygonales traversantes detectees la representation finale des caracteristiques de la structure consideree
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Rostain, Gildas. "Déplacement des plates-formes de forage en mer." Paris 2, 1987. http://www.theses.fr/1987PA021015.
Full textAbstract:
Apres avoir presente dans une introduction le marche de l'exploiration petroliere en mer et defini en termes economiques et techniques les navires charges de deplacer les plates-formes de forage, cet ouvrage s'attache a analyser en deux parties les differents contrats servant de support juridique au deplacement des plates-formes de forage. La premiere partie est consacree a l'etude du contrat de remorquage direct. Cette technique consiste a acheminer la plate-forme au simple moyen d'un remorqueur connecte sur celle-ci. Les premieres operations de ce type donnerent lieu a la signature de simples contrats de remorquage aux termes desquels le remorque supportait la quasi-totalite des consequences dommageables des evenements de mer pouvant survenir durant le voyage. Cette premiere partie retrace donc, a partir de la presentation des sources legales et conventionnelles, les profondes mutations qui ont pu affecter le contrat de remorquage direct d'engin mobile de forage en mer dont le regime juridique est aujourd'hui base sur le systeme d'abandon de recours reciproque. La deuxieme partie introduit une notion qui n'a jamais ete evoquee en matiere de remorquage en haute mer : en effet, convient-il d'apprecier le remorquage indirect d'une plate-forme comme l'offre d'une capacite de transport puisque la compagnie de remorquage ne se contente pas en l'espece de fournir une force motrice mais egalement une barge support, sur laquelle la plate-forme sera chargee par flottaison. Il s'agit donc d'analyser la qualification de ce contrat et d'en presenter le regime. Enfin, le dernier chapitre de cette second partie evoque le souci qu'ont les operateurs de forage d'uniformiser leurs contrats de deplacement. C'est ainsi que l'auteur presente deux contrats types recemment adoptes par la baltic and international maritime conference, dont les noms de code sont : towcon pour le contrat de remorquage et heavycon pour le contrat de transport<br>The introduction deals mainly with the presentation of the offshore industry and the design of ocean going tugs devated to move oil rigs. Then, the first part concerns the analysis in law of the contract of towage services in wet tow. The author explains that the first type of contrats were based upon standard ocean towage condition upon the pressure of the offshore contractors, this kind of contract which was very protective of tug interests was abandonned and replaced by a type of wording base upon a new principle of liability named the "knock for knock" system which includes a very high involvment of marine underwriters in the contractual relationships between the offshore contractor and the tug company. With the very important development of offshore oil prospection, a new conception of oil rigs transportation has been designed. Firstly the tug companies have has the idea to load the rigs onboard a non propelled submersible barge which is then towed : that is the "dry tow". The author demonstrates through the analysis of these contracts that this activity is still towage and not transportation. That is not the case with the use of heavilifts ships which can now load on "float-on float off" very big rigs. That is why the present study ends with the presentation of the new heavilifts contract named heavycon
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Gerbaud, Laurent. "Optimisation de l'interaction pdc-roche : application à la conception d'outils pour forage pétrolier en petit diamètre." ENSMP, 1999. http://www.theses.fr/1999ENMP0903.
Full textAbstract:
L'économie d'un puits dépend de l’efficacité des outils de forage utilisés. L'efficacité de la coupe est l'un des paramètres à considérer pour améliorer les performances. L'optimisation de la coupe passe alors par la compréhension du phénomène d'interaction entre le taillant et la roche. La modélisation analytique proposée des efforts sur le pdc intègre non seulement le volume de roche abattue mais aussi les effets de bord de la saignée creusée. Elle permet d'exprimer les efforts en fonction des caractéristiques géométriques de la saignée. La définition d'un critère de coupe autorise alors une optimisation de l'interaction entre les pdc à l’échelle du taillant. L'extension du critère à l'outil de forage nous fournit un indicateur d’efficacité de la forabilité axiale. L'intégration du critère dans un logiciel de conception d'outils permet ainsi de repartir d'une manière optimale les pdc sur l'outil. L'expérimentation en laboratoire et sur des forages réels montre que l'on peut améliorer les performances des outils de forage en petit diamètre.
5
Boualleg, Riadh. "Etude du comportement des systèmes de forages en formations géologiques anisotropes." Paris, ENMP, 2006. http://www.theses.fr/2006ENMP1444.
Full text
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Belaid, Abedessalem. "Modélisation tridimensionnelle du comportement mécanique de la garniture de forage dans les puits à trajectoires complexes : application à la prédiction des frottements garniture-puits." Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1323.
Full textAbstract:
Réussir le forage d’un puits pétrolier le plus rapidement possible et à moindre coût est devenu un défi continu pour les professionnels du secteur. Pour relever ce défi, un bon dimensionnement des installations de forage s’impose. La meilleure prédiction des pertes liées aux frottements entre la garniture de forage et les parois du puits, notamment pour les puits à trajectoires fortement déviées, est un atout majeur pour ce dimensionnement. Les modèles usuels de prédiction des frottements montrent certaines insuffisances lorsque la trajectoire du puits se complexifie. Un nouveau modèle de calcul de frottements dans les puits de forage à trajectoires complexes a été développé et validé. Ce modèle utilise une méthode tridimensionnelle de reconstitution de la trajectoire intégrant à la fois la courbure et la torsion géométrique. Contrairement aux modèles classiques, qui supposent simplement que la garniture repose par gravité sur la paroi basse du trou de forage et qui négligent souvent la rigidité des tiges, le nouveau modèle rigide calcule la vraie déformée de la garniture de forage à l’intérieur du trou via un algorithme itératif de contact unilatéral. En outre, pour un gain important du temps de calcul, le modèle se base sur une intégration numérique directe des équations d’équilibre local sans avoir recours à la méthode des éléments finis. La comparaison avec un modèle couramment utilisé dans l’industrie de forage, appelé modèle LISSE, a été effectuée sur plusieurs puits réels et théoriques. Il ressort de cette comparaison que le nouveau modèle vient palier plusieurs faiblesses du modèle LISSE dans le cas des trajectoires à géométrie complexe<br>Drilling an oil well rapidly and at lower cost is now becoming a challenge in the drilling industry. To face and carry out this challenge, a good design of the drilling installation is essential. Therefore, predicting correctly friction losses, known as “Torque&Drag”, between the drill string and the borehole is a major asset especially for directional wells with complex trajectories. The existing models of friction calculation show some weaknesses in the case of complex trajectory wells. A new mechanical model of friction calculations inside complex trajectory wells was developed and validated. This model uses a 3D method of wellpath calculations called “Minimum of Torsion” that includes two geometric parameters: curvature and torsion. Unlike traditional models, which assume that the drilling structure lies, by gravity, on the low side of the borehole and often neglect the stiffness of the drill string, the new “Stiff String” model calculates the deformation state of the drilling assembly inside the hole via an iterative contact algorithm. Furthermore, the new model, by using a direct integration method of equilibrium equations, is much more faster than other one solved with finite element method. A comparison with the widely used “Soft String” model was carried out on several actual and theoretical wells. The comparison shows that the new model rectify many weaknesses of the existing model. Confrontations with measured data, in the case of wells having smooth trajectory (low tortuosity), show agreement of both models with field measurements. However the new model has better friction losses prediction when wellpath tortuosity increases
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Van, Wichelen Koen. "Etude d'un magnétomètre vectoriel différentiel RPE pour application en puits de forage." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10244.
Full textAbstract:
Un magnetometre rpe pour application en puits de forage a ete etudie. La mesure est de type vectoriel et differentiel. Grace aux developpements recents concernant les materiaux radicalaires pour la magnetometrie rpe, la technologie choisie offre des perspectives par rapport a l'etat de l'art (technologie flux-gate) pour un fonctionnement jusqu'a des temperatures de 200c environ. Un prototype d'outil de diagraphie operationnel a frequence de resonance de 70 mhz a ete developpe pour valider l'architecture du magnetometre. Des mesures avec cet outil de diagraphie ont ete effectuees dans quelques puits de forage afin de valider sa mise en uvre (evaluation des performances en milieu reel d'application, epreuve de reproductibilite). Les performances du magnetometre rpe sont analysees aussi par comparaison avec un instrument vectoriel et differentiel utilisant la technolotie flux-gate
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Al-Delaimi, Shallal. "Surpressions / dépressions dans les annulaires des puits pétroliers en cours de manoeuvres." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPA001.
Full textAbstract:
Malgré les efforts de recherche importants qui ont été faits sur les mécanismes des phénomènes des surpressions / dépressions dans les annulaires de puits pétroliers au cours des manœuvres tubulaires, ces phènoménes restent moins connues. Nous avons réalisé de nombreuses mesures à l'aide d'un montage de laboratoire tout à fait original,tout en simulant des manœuvres,on mesure les surpressions / dépressions dans la cavité. Ces mesures ont été effectuées sur des différents paramètres opératoires,ainsi que sur différents types de fluides Newtonians et non-Newtoniens et sur l'influence de la thixotropie et de la salinité des fluides non-Newtoniens. Où les valeurs de mesures dépendent nettement de l'état physico-chimique instantané des structures de suspensions Cette étude a montré l'importance de la précision des caractéristiques rhéologiques et la nécessité d'un modèle rhéologique précis. Un modèle rhéologique adapté a été mis au point et utilisé avec beaucoup de succès L’hypothèse de l'égalité entre des surpressions et dépressions n'est pas toujours valable sur une grande gamme des conditions opératoires,le phénomène de pistonage peut engendrer facilement ,le problème devient alors assez compliqué. Ainsi, parmi les trois mécanismes simples à l'origine de ces pressions qui sont les forces visqueuses ,l'inertie et le gel,celui des forces visqueuses reste le mécanisme le plus important. Les gradients de ces pressions sont des fonctions quasi linéaires de la profondeur pour des régimes d'écoulement permanent. En fin,les valeurs théoriques des facteurs de frottement des écoulements de fluides établis dans l'espace annulaire sont sous-estimés. Nous proposons une relation f-Re à une valeur égale à 36. La formule classique du nombre de Reynolds généralisé de Dodge et Metmer est modifiée pour le cas de ce genre d'études.
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Galan-Malaga, Horacio. "Diffraction électromagnétique en puits de forage : approximations dipolaires et application au problème inverse." Paris 11, 1989. http://www.theses.fr/1989PA112182.
Full textAbstract:
Le sondage du sous-sol à l'aide d'un puits de forage est un moyen couramment utilisé dans les études géophysiques et dans la recherche d’hydrocarbures. Ce travail concerne les possibilités du sondage électromagnétique du sous-sol dans un tel puits de forage, sondage dont le but est de permettre d'accéder aux valeurs de la permittivité et de la conductivité du sous-sol. Le principe de l'outil de sondage est le suivant : une petite boucle de courant placée sur l'axe du puits rayonnant à 25 MHz, produit une onde à symétrie axiale, dont une partie se propage dans le sous-sol et revient dans le puits. La mesure du champ par une boucle réceptrice placée sur l'axe à une certaine distance de la source, permet d'estimer la permittivité et la conductivité du sous-sol. Plusieurs modèles de géométries différentes sont étudiés par l'intermédiaire de formulations exactes et approchées. La première partie de ce mémoire est consacrée à l'approximation du Dipôle Equivalent, qui facilite la détem1ination précise et efficace des paramètres du sous-sol. Dans la deuxième partie, est analysé le phénomène de diffraction produit lorsque l'outil se déplaçant le long du puits vertical traverse une interface horizontale qui sépare deux demi-espaces de caractéristiques différentes. De nombreuses simulations numériques permettent d'illustrer la précision du diagnostic des paramètres électriques de divers milieux en fonction des caractéristiques du puits, de la source et des récepteurs.
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Dao, Ngoc Ha. "Modélisation de la fatigue des systèmes de forage de puits à trajectoire complexe." Thesis, Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0004/document.
Full textAbstract:
Face à la complexité croissante des trajectoires et des conditions opérationnelles des forages pétroliers et géothermiques, le phénomène de fatigue est devenu la cause principale de rupture des garnitures de forage. La fatigue des tiges est essentiellement liée à leur flexion cyclique due à leur rotation dans une section courbe du puits. L'objectif de ce travail est d'élaborer une méthodologie ainsi que les modèles numériques nécessaires pour évaluer la fatigue des tiges au cours du forage de puits à trajectoire complexe. Pour ce faire, nous proposons d'abord de choisir parmi les approches existantes de prévision de la durée de vie en fatigue d'une structure celles qui nous ont semblé les plus pertinentes pour le problème de fatigue des systèmes de forage. Puis, ces approches (qui comprennent les théories de la fatigue et de la rupture ainsi que des lois empiriques), et des logiciels de calcul de structures sont ensuite intégrés dans des algorithmes de calcul incrémental de la fatigue d'un système en fonction de l'évolution de l'opération du forage. Du fait que les contraintes dans les tiges restent souvent dans le domaine élastique, deux modèles de fatigue des tiges sont développés : un premier est basé sur le calcul du cumul de fatigue et un second sur le calcul de la propagation de fissure par fatigue. Ces deux modèles peuvent être utilisés dans la phase de conception de la trajectoire du puits et de la garniture pour le forer, de même qu'en opération pour prédire les risques de rupture par fatigue du train de tiges. Ceci permet à l'opérateur de planifier la gestion des tiges et leurs inspections en fonction de l'historique de leur utilisation<br>Facing the growing complexity of trajectories and operating conditions of oil and geothermal drillings, the fatigue phenomenon has become the main cause of drill-string failure. The fatigue of drill-pipes is essentially due to their cyclic bending caused by their rotation in a curved section of the well. The objective of this work is to develop a methodology and the necessary numerical models to assess the fatigue of drill-pipes during drilling operations of complex trajectory wells. For this purpose, we propose firstly to choose among the available approaches for structure fatigue life prediction those that seem most relevant to drill-string fatigue problem. Then, these approaches (which include the fatigue and fracture theories as well as empirical laws), and structural calculation software are then integrated into incremental computation algorithms of drill-pipe fatigue in function of drilling operation evolution. Since the stresses in drill-pipes remain often within the elastic domain, two fatigue models for drill-pipes are developed: the first one is based on the cumulative fatigue calculation and the second one on the fatigue crack growth calculation. These models can be used in the well and drill-string design, or in real time during drilling to predict the fatigue failure in the drill-string. This allows the drill operator to plan the management of drill-pipes and their inspections depending on their usage history
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Ba, Amadou-Abdoulaye. "Contribution à la surveillance d'un processus de forage pétrolier." Paris, ENSAM, 2010. http://www.theses.fr/2010ENAM0007.
Full textAbstract:
La contribution de cette thèse résulte de la nécessité d'optimiser les processus de forage pétrolier à partir du diagnostic de l'encrassement d'un trépan. Pour diagnostiquer ce type de défaut, trois méthodes d'identification ont été proposées. La première méthode nommée MCR-FOVG (Moindres Carrés Récursifs à Facteur d'Oubli Variable suivant la direction du Gradient) réduit la durée des régimes transitoires en fournissant une convergence rapide des MCR-FO et donc une détection précoce des défauts. La seconde méthode désignée par MCR-FOVG-PAA où PAA représente (Pas d'Apprentissage Adaptatif) est une extension des MCR-FOVG. Ici, l'accélération de la convergence provient du pas d'apprentissage adaptatif. Pour assurer la stabilité des MCR-FOVG-PAA nous avons proposé de déterminer la valeur maximum du pas. Cette démarche a entrainé l'obtention d'un algorithme fournissant de meilleures performances. Cet algorithme est nommé MCR-FOVG-PAA-TSL où TSL désigne (Théorie de Stabilité de Lyapunov). Afin de mieux tenir compte du caractère stochastique du procédé de forage, nous avons utilisé les algorithmes de Monte Carlo et nous avons retenu une de leurs variantes représentée par le RBPF. Puis, nous avons montré sa possibilité d'exploitation dans le cadre du diagnostic. Ces approches ont été testées sur des bases de données issues des campagnes de mesures et ont montré des performances satisfaisantes en termes de détection rapide et fiable de l'encrassement<br>During the PhD thesis our works have been directed towards identification approaches serving as tools for on-line monitoring procedures dedicated particularly to oilfield drilling processes. Several approaches have been proposed. The role of the first proposed method denoted by GVFF-RLS (Gradient Variable Forgetting Factor Recursive Least Square) is to reduce the transient stage duration by providing a rapid convergence of the FF-RLS. Consequently, this approach allows fast fault detections. Then, an extension of the GVFF-RLS named SALR-GVFF-RLS has been developed. Note that, the SALR stands for (Stochastic Adaptive Learning Rate) and its specificity is to accelerate the GVFF-RLS convergence by rendering the learning rate adaptive. The SALR-GVFF-RLS provides better performances than GVFF-RLS do. In order to ensure the stability of SALR-GVFF-RLS, we have developed an approach giving the maximum value of the learning rate and leaded to a new algorithm called LST-GVFF-RLS where the LST accounts for (Lyapunov Stability Theory). The LST-GVFF-RLS, besides providing a fast convergence it guarantees the stability of the algorithm. In order to take into account the particularity of a drilling process we have explored approaches using Sequential Monte Carlo methods and we have used one of their variants (RBPF). Then, we have emphasized its possibility of exploitation for fault detection strategies. These approaches have been tested on data bases obtained from field tests and highlighted interesting performances in terms of fast and reliable fault detection of bit balling
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Bouslimani, Hayet. "Dynamique des trains de tiges de forage, étude des instabilités et du contact tige-puits." Lyon, INSA, 1999. http://www.theses.fr/1999ISAL0066.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objet de prévoir le comportement dynamique de train de tiges de forage pétrolier. Lors du forage, le poids appliqué sur l'outil et l'effort de taillage génèrent un effort axial et un couple axial dans les tiges. Ces deux sollicitations comportent une composante statique et une composante dynamique. Les sollicitations dynamiques conduisent à une raideur de flexion latérale périodique dans le temps. Les équations du mouvement se présentent sous la forme d'un système d'équations différentielles à coefficients périodiques. Deux problèmes sont étudiés : l'influence d'un couple axial périodique pouvant entraîner des phénomènes instables et l'interaction entre la tige et le puits. Dans la première partie, la résolution des équations est effectuée en factorisant les termes périodiques dans la base des polynômes de Chebyshev. Un dispositif expérimental est utilisé pour mettre en évidence les phénomènes vibratoires liés aux instabilités paramétriques dues au couple axial. La deuxième partie concerne l'étude du contact entre la garniture de forage et le puits. Ce contact est préjudiciable au forage et peut dans certains cas entraîner des mouvements "chaotiques". Un modèle mécanique est proposé, il prend en compte les mouvements de flexion et de torsion ainsi que le phénomène de frottement entre la tige et le puits. La comparaison des résultats expérimentaux avec celles du modèle proposé a permis la validation du logiciel développé<br>This work is devoted to the dynamic behaviour of the drill-string in the oil well. During drilling, the weight on bit and the effort of cutting generate an axial load and an axial torque in the drill-string. These stresses include a static component and a dynamic component. The dynamic stresses lead to stiffness periodic in time. The equations of the motion consist of a system of differential equations with periodic coefficients. Two problems are studied: the influence of a periodic axial torque which is able to create unstable phenomenon and the interaction between the drill-string and the well. In the first part, the solution of the equations is carried out by factorizing the periodic terms in the base of the Chebyshev polynomials. An experimental device is used to highlight the vibratory phenomena related to parametric instabilities due to the axial torque. The second part concerns the study of the contact between the drill-string and the well. In some cases, this contact will involve in «chaotic” motions. A mechanical model is proposed: it takes into account the motion of bending and torsion as well as the phenomenon of friction between the drill-string and the well. The comparison of experimental results with mechanical models presented validates the software developed
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Belaid, Abdessalem. "Modélisation tridimensionnelle du comportement mécanique de la garniture de forage dans les puits à trajectoires complexes : application à la prédiction des frottements garniture-puits." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00579916.
Full textAbstract:
Réussir le forage d'un puits pétrolier le plus rapidement possible et à moindre coût est devenu un défi continu pour les professionnels du secteur. Pour relever ce défi, un bon dimensionnement des installations de forage s'impose. La meilleure prédiction des pertes liées aux frottements entre la garniture de forage et les parois du puits, notamment pour les puits à trajectoires fortement déviées, est un atout majeur pour ce dimensionnement. <br/>Les modèles usuels de prédiction des frottements montrent certaines insuffisances lorsque la trajectoire du puits se complexifie. Un nouveau modèle de calcul de frottements dans les puits de forage à trajectoires complexes a été développé et validé. Ce modèle utilise une méthode tridimensionnelle de reconstitution de la trajectoire intégrant à la fois la courbure et la torsion géométrique. Contrairement aux modèles classiques, qui supposent simplement que la garniture repose par gravité sur la paroi basse du trou de forage et qui négligent souvent la rigidité des tiges, le nouveau modèle rigide calcule la vraie déformée de la garniture de forage à l'intérieur du trou via un algorithme itératif de contact unilatéral. En outre, pour un gain important du temps de calcul, le modèle se base sur une intégration numérique directe des équations d'équilibre local sans avoir recours à la méthode des éléments finis.<br/>La comparaison avec un modèle couramment utilisé dans l'industrie de forage, appelé modèle LISSE, a été effectuée sur plusieurs puits réels et théoriques. Il ressort de cette comparaison que le nouveau modèle vient palier plusieurs faiblesses du modèle LISSE dans le cas des trajectoires à géométrie complexe (surestimation des zones de contacts et des forces de contact en présence de micro-tortuosité, non sensibilité au signe du gradient d'azimut en présence de fort gauchissement, hypothèse de contact sur la paroi basse du trou pas toujours vérifiée). Par ailleurs, la confrontation avec les mesures du terrain pour la plupart des puits à géométrie bidimensionnelle ou faiblement tridimensionnelle avec des faibles dog legs (ne dépassant pas 2 à 3°/30 m) fournit généralement des concordances entre les résultats des deux types de modèles et les valeurs mesurées. En revanche, en présence de tortuosités et dog legs locaux le nouveau modèle fournit une meilleure prédiction des pertes en frottement.
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Pelfrêne, Gilles. "Rôle du processus de forabilité des roches dans les vibrations de torsion des systèmes de forage pétrolier." Centre de géosciences (Fontainebleau, Seine et Marne), 2010. https://pastel.hal.science/pastel-00563835.
Full textAbstract:
Les outils de forage de type PDC peuvent subir d'intenses variations de leur vitesse de rotation, qui perturbent le déroulement des opérations de forage. Ce phénomène auto-entretenu, appelé stick-slip, se produit dans une variété de contextes de forage actuels et on admet généralement que l'instabilité est due à la décroissance du couple à l'outil suivant la vitesse de rotation. De nombreux dispositifs ont été introduits pour limiter son apparition, mais ni la cause physique de cette décroissance, ni le rôle joué par l'outil n'ont été clairement identifiés jusqu'à présent. Cette thèse vise à étudier, expérimentalement et théoriquement, la réponse mécanique des outils PDC lorsqu'ils sont soumis à des variations de leur vitesse de rotation. Une campagne d'essais de forabilité des roches a montré que les efforts qui s'exercent autant sur les outils PDC, que sur les taillants qui les composent, dépendent significativement de la vitesse de rotation. On a attribué ce phénomène au cisaillement dynamique d'une couche de roche broyée, compactée à l'interface entre le taillant et la saignée. Un modèle semi-empirique d'interaction dynamique outil-roche a été ajusté sur ces expériences pour prédire la réponse dynamique d'outils réels, puis validé à partir des essais sur outils de forage à l'échelle 1. Il a été couplé à un algorithme décrivant la dynamique en torsion des garnitures de forage pour calculer le risque de stick-slip associé. Le modèle développé explique non seulement, pourquoi le couple à l'outil diminue avec la vitesse de rotation mais aussi montre qu'il est possible de réduire le risque de stick-slip en sélectionnant la conception d'outil PDC appropriée<br>PDC drillbits can experience intense rotary speed fluctuations which hamper drilling operations. This phenomenon, known as stick-slip, is self-sustained and occurs in many common drilling contexts. It is generally assumed that stick-slip instabilities result from the decrease of the torque-on-bit with the drillbit rotary speed. Many solutions have been introduced to mitigate stick-slip, but neither the root cause of the torque decrease, nor the effective role of the drillbit have been clearly identified yet. This thesis aims at studying the influence of the rotary speed on the mechanical response of the PDC drillbit, both experimentally and theoretically. An extensive program of drilling tests has shown that forces acting on PDC drillbits, as well as on their individual cutters, strongly depend on the cutting velocity. This rate-effect has been attributed to the dynamic shearing of a dense layer of crushed rock trapped at the tip of the cutter. A new semi-empirical rate-dependent bit-rock interaction model has been calibrated on these experiments to predict the dynamic response of real PDC drillbits. It is in good agreement with drilling tests performed with full scale PDC drillbits. The model has been coupled with a drillstring torsional dynamics software to compute the corresponding risk of stick-slip. The dynamic bit-rock interaction model explains why the torque decreases with the rotary speed and shows that the risk of stick-slip can be significantly reduced by selecting the appropriate PDC drillbit design
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Rajoub, Yousef. "Etude expérimentale et modélisation de l'endommagement aux abords des puits lors de la production de bruts asphalténiques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13174.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail, d'une part, de contribuer à la compréhension des mécanismes d'endommagement par le brut asphalténique, d'autre part, d'acquérir des données nécessaires à une modélisation de cet endommagement. Au cours de cette étude, nous avons utilisé deux types d'asphaltènes: les asphaltènes extraits du brut de Weyburn par la méthode au n-heptane (Norme Française AFNOR 60-115), et les asphaltènes Safania extrait du résidu sous vide. Pour étudier l'effet de la présence de résines sur l'endommagement, les asphaltènes Safania ont été extraits, soit par la méthode au n-heptane, soit par la méthode au n-pentane (Norme Américaine). Des séries d'expériences d'injection d'asphaltènes à travers des milieux poreux bien caractérisés (grès de Fontainebleau), et des capillaires ont été effectuées. Ces résultats ont pour but d'étudier l'endommagement induit par les asphaltènes dissous dans le solvant et de valider expérimentalement l'approche colloi͏̈dale adoptée dans la version "Asphaltènes" du modèle PARIS dédiée à la simulation de l'endommagement par les bruts asphalténiques. Les résultats des expériences ont montré que, la cinétique de dépôt des asphaltènes en monocouche à la surface de la roche obéit à la loi de dépôt des colloi͏̈des en régime de convection- diffusion. Le dépôt se fait selon le régime DLD (dépôt limité par la diffusion). Les résultats obtenus ont clairement mis en évidence que, la rétention des asphaltènes procéder bien par dépôt en multicouches (agrégation en surface) et que ce dépôt est limité par le cisaillement. Nous avons déterminé les effets du pourcentage en n-heptane (paramètre b d'interaction asphaltènes/ asphaltènes du modèle PARIS) sur le cisaillement critique (gc), ainsi que de la présence de résines. Pour un type d'asphaltènes donné, le cisaillement critique augmente avec l'augmentation du pourcentage en n-heptane. Pour le même pourcentage, le cisaillement critique est plus élevé en absence q'en présence de résines. Nous avons démontré que le cisaillement critique (gc) est relié au paramètre b. Ces résultats montrent qu'il est possible d'établir les corrélations empiriques nécessaires à la modélisation de l'endommagement des milieux poreux par les bruts asphalténiques. L'ensemble des données expérimentales obtenues valide les lois physiques et les concepts introduits dans le modèle PARIS<br>The present research work had two main objectices:To get better insight into the mechanisms of asphaltene deposition and asphaltene-induced formation damage. To gather the reliable laboratory data required for the modeling of asphaltenes deposition and plugging. The experiments have been performed using the model system, : toluene/asphaltene/n-heptane. The asphaltene powder has been extracted either from Weyburn crude (n-heptane method) or from Safania crude (n-pentane method). Both coreflood experiments and capillary tests (TBT) were carried out. For coreflood experiments, we used outcrop Fontainebleau sandstone and for the TBT experiments stainless steel capillaries have been used. The experiments aimed et validating the basic laws of asphaltene deposition and plugging implemented in the asphaltene version of our 1-D numerical model (PARIS model: PARticle Injection Simulator). In building up this asphaltene version of the model, we adopted the so-called "colloidal approach". Thus, the asphaltenic crudes are supposed to behave as colloidal systems containing small particle submitted to Brownian motion. These systems may undergoes flocculation upon solvent, pressure or temperature changes. Our experimental results have thoroughly validated the use of this colloidal approach. Indeed, we showed:Firstly that the monolayer deposition takes place according to the well-known scaling law of the diffusion limited deposition regime (DLD): the collection efficiency varies as the Peclet number to the power -2/3. Moreover, our experimental results showed that, in pure toluene, asphaltene deposition is a slow but continuous process. This indicates that, even in their stable state, the asphaltene deposition results in the formation of thick multilayer deposit on the adsorbing surface. [. . . ]
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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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Ekeom, Didace. "Modélisation par la méthode des éléments finis du rayonnement d'un transducteur piézoélectrique dans un puits de forage." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10051.
Full textAbstract:
En acoustique pétrolière les transducteurs piézoélectriques sont utilisés pour effectuer des mesures dans les puits de forage (évaluation de nappe de pétrole, la sismique de puits, tomographie,). Compte tenu du faible niveau d'énergie transmis dans la formation (terrain) et de la complexité des phénomènes physiques rencontres, les concepteurs sont amenés à simuler numériquement les sources afin d'optimiser leur fonctionnement. L'objet de cette thèse est d'apporter une contribution à la description et à l'analyse des différents phénomènes physiques liés au rayonnement d'une source acoustique dans un puits de forage. Ce travail a permis d'incorporer des nouveaux outils de calcul dans le code éléments finis ATILA, visant à modéliser le rayonnement de transducteurs piézoélectriques dans un puits de forage. Le puits rempli de fluide est entoure d'une formation élastique s'étendant à l'infini. Le caractère infini du milieu conduit a un traitement spécifique des conditions aux limites. L'intérieur du puits (le transducteur, le fluide) est modélise par éléments finis. Sur la frontière extérieure, des éléments spécifiques sont utilisés. Nous avons développé, validé par comparaison à des modèles analytiques et appliqué dans le cas d'un transducteur rayonnant dans un tube rempli d'huile, un couplage éléments finis-éléments d'impédance mutuelle, base sur une décomposition en k
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Loeber, Lana. "Etude de la structure des cakes d'argile formes sur les parois du puits au cours du forage." Orléans, 1992. http://www.theses.fr/1992ORLE2025.
Full textAbstract:
L'etude a pour objectif des relations existantes entre la structure des cakes formes au cours du forage et leurs proprietes de filtration en fonction de la composition du fluide. A cet effet un systeme modele de fluide de forage a ete considere, contenant les composants de base: eau-argile-electrolytes-polymere anionique. Des mesures de proprietes macroscopiques classiques (filtration, rheologie, dosage de polymere) ont ete effectuees pour determiner la viscosite du fluide et la capacite de filtration du cake ainsi que la quantite d'adsorption du polymere. La visualisation a l'echelle du micron de la structure et de la texture du cake a ete possible grace aux techniques de microscopie electronique a balayage et a transmission. L'analyse des resultats obtenus a l'aide des differentes techniques mises en uvre a montre leur tres bonne coherence et a permis: 1) de mettre en evidence l'importance fondamentale de l'interaction entre les particules dans la suspension sur la texture et les proprietes macroscopiques des cakes. Une suspension dispersee forme un cake homogene et peu permeable. La permeabilite du cake n'est donc pas guidee par la taille des pores mais par la continuite du reseau, 2) par ailleurs, l'evaluation des differents facteurs contenus dans les systemes etudies a montre que la presence d'electrolytes agrege la suspension en forme un cake heterogene et tres permeable alors que les polymeres anioniques dispersent le systeme et sont a l'origine d'un cake regulier et peu permeable. En presence d'electrolytes et de polymere un effet competitif intervient entre ces phenomenes, 3) enfin, la formation d'un reseau regulier sert a pieger le polymere libre et non-adsorbe sur les particules d'argile. Ce phenomene ameliore la capacite du cake a retenir le fluide
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Svay-Lucas, Julie. "Équations intégrales en espace à invariance unidirectionnelle : application à la modélisation de la sismique en puits horizontal." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1994. http://www.theses.fr/1994ECAP0350.
Full textAbstract:
Une méthode de résolution hybride, mêlant approche analytique et approches numériques, est développée pour modéliser des expériences de sismique dans la configuration particulière du puits horizontal. Elle permet de simuler la propagation des ondes acoustiques et élastiques générées par une source sismique, au travers du puits et du sol stratifié environnant. Le problème présentant une géométrie mal conditionnée, une hypothèse d'invariance des milieux suivant l'axe du puits est formulée pour réduire les couts de calcul engendres. L'approche utilisée est fondée sur une analyse du problème dynamique par sous-structuration, permettant de coupler des domaines de caractéristiques physiques et géométriques très différentes (puits fluide, structure de renforcement ou casing, sol stratifié) : chaque domaine est muni d'un modèle théorique approprie à sa géométrie et sa cinématique, puis l'interaction globale entre les domaines est réalisée en imposant l'équilibre des interfaces qui les séparent, formulée au sens des travaux virtuels. Ainsi, un modèle de coque cylindrique épaisse est choisi pour le casing: en utilisant l'approximation cinématique de coque, l'équilibre de cette structure se formule par une équation surfacique, dont la résolution requiert la connaissance des contraintes qui lui sont appliquées de part et d'autre par la source, le fluide et le sol. Ceci conduit à opter pour une modélisation des domaines fluide et sols par une méthode d'équations intégrales, qui présenté de plus l'avantage de s'abstraire de leur caractère non borne. Le déplacement de la surface moyenne du casing est alors décomposé sur une base de modes d'interface, et la contrainte développée par ces domaines en réponse à chaque mode d'interface est déterminée par la résolution d'équations intégrales posées sur leurs frontières. En effectuant une transformée de Fourier analytique par rapport a la direction d'invariance, une réduction supplémentaire est obtenue sur la dimension des équations à résoudre: pour tout nombre d'onde de Fourier, elles deviennent alors posées uniquement sur le contour transverse unidimensionnel des interfaces. Une formulation discrète de ces équations est ensuite établie pour la résolution numérique, couplant éléments finis de coque et éléments finis de frontière. Les simulations numériques effectuées à basse fréquence restituent la présence d'un mode propre très énergétique guide dans le puits. Elles permettent d'évaluer l'influence du casing ou d'une interface entre deux couches du sol sur le comportement de ce mode, et de retrouver les principaux phénomènes attendus de propagation, réfraction et diffraction d'ondes
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Bordes, Mélanie. "Etude du vieillissement des liaisons adhésives en milieu marin pour application offshore." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0026/these.pdf.
Full textAbstract:
Le travail de thèse, s’inscrit dans le contexte offshore, et vise à mieux appréhender le comportement à long terme des assemblages collés en milieu marin, en vue d’un remplacement des soudures sur les plateformes offshores. Une méthodologie expérimentale a été mise en place pour alimenter un modèle original de comportement mécanique en vue de prédire la durée de vie des structures collées en milieu marin. Les objectifs de ce travail sont multiples, le premier est de déterminer les mécanismes et cinétiques de dégradation des assemblages collés. Dans un premier temps, nous avons donc étudié l’absorption d’eau des adhésifs sous forme massive dans différentes conditions de vieillissement et évalué son influence sur leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques. En parallèle, la caractérisation mécanique de deux types d’assemblage collé en vieillissement a été réalisée. Le second objectif était de développer un modèle numérique des assemblages en prenant en compte l’évolution des propriétés des adhésifs massifs en vieillissement. Pour cela, nous avons développé un modèle par éléments finis du comportement hygromécanique des assemblages expérimentaux sous Comsol Multiphysics. La validité de ce modèle a été évaluée par les résultats expérimentaux obtenus sur les assemblages en vieillissement. En parallèle, une méthode de contrôle non destructif des assemblages en vieillissement basée sur la spectroscopie d’impédance a été développée et appliquée pour le suivi de prise en eau des adhésifs massifs et en assemblage<br>This thesis work was performed with a view to offshore applications, and the aim is to improve understanding of the long term behaviour of adhesive bonding in a marine environment, in order to replace welding by adhesive bonding on offshore platforms. An experimental method has been developed to collect the data required for a numerical model, to predict the life expectancy of adhesively bonded structures. There are several objectives, the first is to understand the mechanisms of failure of adhesively bonded joints and to evaluate the kinetics of their degradation. So, in a first step, the water absorption of bulk adhesives has been studied under different aging conditions, and its influence on the mechanical and physico-chemical properties of the adhesives was evaluated. In parallel, the mechanical characterization of two kinds of adhesively bonded assemblies during aging was performed. The second objective is to develop a finite element model of the hydro-mechanical behaviour of assemblies, taking into account the evolution of the properties of the bulk adhesives during aging. The validation of this model has been evaluated by comparison with the experimental results obtained from the study of the aging of adhesively bonded assemblies. In parallel, a method of non destructive control of adhesively bonded assemblies has been developed, based on Impedance Spectroscopy which has been applied to the measurement of the water uptake of bulk adhesive and assembled joints
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Oulahna, Ahmed. "Etude du comportement du grès rouge de Wildmoor. Application à l'analyse de stabilité d'un forage pétrolier en cours de creusement et de production." Phd thesis, Marne-la-vallée, ENPC, 1996. http://www.theses.fr/1996ENPC9622.
Full textAbstract:
Ce mémoire porte sur l'étude du comportement et de la rupture d'une roche (grès rouge de Wildmoor) de réservoir lors de l'exécution et de la mise en production d'un forage pétrolier. Divers chemins de sollicitations, en conditions axisymétriques (essais de compression uniaxiale et triaxiale et essais d'extension), ont permis de caractériser le comportement mécanique de la roche. Les essais avec cycles de charge-décharge ont permis de quantifier l'endommagement du matériau. La loi de comportement développée tient compte de la dépendance en contraintes des paramètres élastiques du matériau et de l'endommagement. Le comportement plastique de la roche est décrit par un critère de Mohr-Coulomb non-linéaire tenant compte de la dépendance en pression des paramètres plastiques (coefficients de frottement et de dilatance) de la roche. Il comporte une phase d'écrouissage isotrope en frottement suivi d'une phase de radoucissement cinématique de la cohésion. Ce modèle de comportement est appliqué à l'étude de la localisation des déformations dans le cadre d'une théorie de plasticité non-coaxiale. L’application à l'étude de stabilité d'un forage pétrolier a comporté le développement d'un programme fortran de calcul du champ de contraintes autour d'un puits en cours de creusement et de production. L’étude des conditions d'apparition de différents modes d'instabilités (formation de bandes de cisaillement et instabilité de surface) a mis en évidence l'influence de la dilatance de la roche, de la profondeur du forage et du gradient de pression lors de la mise en production du puits<br>This study concerns the mechanical behaviour and the failure conditions of a reservoir rock (red Wildmoor sandstone) Several stress paths, in axisymetric conditions (uniaxial and triaxial compression tests, extension tests), have allowed to characterize the constitutive behaviour of the rock. The material damage is quantified through triaxial compression tests with loading and unloading cycles. The constitutive law developed takes into account the stress and damage dependency of the leastic parameters. The plastic hebaviour of the rock is described by a non-linear Mohr-Coulomb criteria which takes into account the pressure dependency of the plastic parameters (friction and dilatancy coefficient). It involves an isotropic friction hardening phase and a kinematic cohesion softening one. This constitutive model is extended to non-coaxial plasticity theory for appropriate prediction of strain localization. Borehole stability during the drilling phase and the production phase is studied. This involves the developpement of a code to compute the stress field around the borehole during drilling and oil production. The study of the occurrence of various instabiity modes (shear band formation, surface instability) has shown promineately the influence of the dilatancy of the rock, the depth of the borehole and the pressure gradient applied at the borehole wall during production
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Tran, Quang Thinh. "Modélisation de la dynamique non linéaire d'un train de tiges de forage immergé dans un puits de trajectoire 3D." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI082.
Full textAbstract:
La thèse réalisée s’inscrit dans le cadre du projet de Labcom DrilLab entre le LaMCoS UMR 5259 – INSA Lyon et la PME DrillScan dont l’objectif de développer des modèles non linéaires pour simuler le comportement dynamique de train de tiges de forage pour l’extraction pétrolière et l’exploitation géothermique. La compréhension et la maîtrise du comportement vibratoire des éléments en rotation améliorent la vitesse de pénétration et réduisent le MTBF, le temps moyen entre deux défaillances. Dans cette thèse, le train de tiges est modélisé par des éléments finis de poutre droite en prenant en compte des couplages axial/torsion- flexion, des interactions tige-puits, fluide-structure. L’effet de la trajectoire 3D du puits provoquant l’état pré-chargé initial du train de tiges est considéré par le calcul du parcours : la tige en position initiale verticale est ramenée à la ligne neutre du puits en utilisant la méthode co-rotationnelle. La position d’équilibre quasi-statique du train de tiges confiné dans le puits sous des actions de la gravité, du poids et du couple sur l’outil, du fluide pulsé et des réactions de contact est obtenue par la méthode itérative Newton-Raphson. Les analyses modales, le diagramme de Campbell, et les réponses dynamiques non linéaires sont investigués à partir de cette position d’équilibre initial du train de tige dans le puits. Les réponses dynamiques sous différentes sources d’excitation (de balourd, harmonique, asynchrone, transitoire, etc.) peuvent être obtenues par la résolution du système des équations dynamiques non linéaires à l’aide du schéma numérique de Runge-Kutta d’ordre 4 avec un pas de temps adaptatif pour réduire significativement le temps de calcul. Afin de suivre le comportement dynamique de tout le train de tiges qui peut atteindre en réalité quelques kilomètres de longueur, la technique de réduction de modèle de type Craig-Bampton est mise en œuvre. Ainsi, la rapidité de simulation dynamique du modèle proposé dans cette thèse est bien améliorée. La modélisation développée a été implémentée dans un outil de simulation (DrillSim – Drilling Simulation) dans le cadre du projet DrilLab<br>This research work is a part of the Labcom DrilLab, a joint laboratory between the LaMCoS UMR 5259 - INSA Lyon and the SME DrillScan, in the framework of the ANR-SME program. DrilLab’s objective is to develop the nonlinear models to simulate the dynamic behavior of drillstring for the oil extraction and geothermal exploitation. Understanding and controlling the vibratory behavior of the rotating elements improves the rate of penetration and reduces the mean time between two failures. In this thesis, the drillstring is modeled with straight Timoshenko beam finite element accounting axial-flexion and torsion -flexion couplings, drillstring-well and fluid-structure interactions. The effect of the 3D trajectory of the well causing the initial pre-loaded state of the drillstring is considered by the path calculation: the drillstring in vertical initial position is forced to correspond to the borehole axis using the co-rotational formulation. The quasi-static equilibrium position of drillstring confined in the well under the actions of gravity, weight and torque on bit, pulsed fluid and contact reactions is obtained by the iterative method Newton-Raphson. Modal analysis, Campbell's diagram, and non-linear dynamic responses are investigated from this initial equilibrium position of the drillstring in the well. The developed fluid model is adapted to the 3D curve of the drillstring and considers the eccentric annular drillstring-well clearance. Dynamic responses under different excitation sources (unbalance, harmonic, asynchronous, transient, etc.) can be obtained by solving the system of non-linear dynamic equations using the Runge-Kutta numerical scheme of order 4 with an adaptive time step to significantly reduce the calculation time. In order to follow the dynamic behavior of the entire drillstring that can actually reach a few kilometers in length, the Craig-Bampton reduction technique is implemented. Thus, the dynamic simulation speed of the proposed model in this thesis is much improved. The developed modeling has been implemented in the developed computer code DrillSim - Drilling Simulation. Finally several well configurations are simulated for predicting their nonlinear statics and dynamics responses
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Bouzarkouna, Zyed. "Optimisation de placement des puits." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00690456.
Full textAbstract:
La quantité d'hydrocarbures récupérés peut être considérablement augmentée si un placement optimal des puits non conventionnels à forer, peut être trouvé. Pour cela, l'utilisation d'algorithmes d'optimisation, où la fonction objectif est évaluée en utilisant un simulateur de réservoir, est nécessaire. Par ailleurs, pour des réservoirs avec une géologie complexe avec des hétérogénéités élevées, le problème d'optimisation nécessite des algorithmes capables de faire face à la non-régularité de la fonction objectif. L'objectif de cette thèse est de développer une méthodologie efficace pour déterminer l'emplacement optimal des puits et leurs trajectoires, qui offre la valeur liquidative maximale en utilisant un nombre techniquement abordable de simulations de réservoir.Dans cette thèse, nous montrons une application réussie de l'algorithme "Covariance Matrix Adaptation - Evolution Strategy" (CMA-ES) qui est reconnu comme l'un des plus puissants optimiseurs sans-dérivés pour l'optimisation continue. Par ailleurs, afin de réduire le nombre de simulations de réservoir (évaluations de la fonction objectif), nous concevons deux nouveaux algorithmes. Premièrement, nous proposons une nouvelle variante de la méthode CMA-ES avec des méta-modèles, appelé le nouveau-local-méta-modèle CMA-ES (nlmm-CMA), améliorant la variante déjà existante de la méthode local-méta-modèle CMA-ES (lmm-CMA) sur la plupart des fonctions de benchmark, en particulier pour des tailles de population plus grande que celle par défaut. Ensuite, nous proposons d'exploiter la séparabilité partielle de la fonction objectif durant le processus d'optimisation afin de définir un nouvel algorithme appelé la partiellement séparable local-méta-modèle CMAES (p-sep lmm-CMA), conduisant à une réduction importante en nombre d'évaluations par rapport à la méthode CMA-ES standard.Dans cette thèse, nous appliquons également les algorithmes développés (nlmm-CMA et p-sep lmm-CMA) sur le problème de placement des puits pour montrer, à travers plusieurs exemples, une réduction significative du nombre de simulations de réservoir nécessaire pour trouver la configuration optimale des puits. Les approches proposées sont révélées prometteuses en considérant un budget restreint de simulations de réservoir, qui est le contexte imposé dans la pratique.Enfin, nous proposons une nouvelle approche pour gérer l'incertitude géologique pour le problème d'optimisation de placement des puits. L'approche proposée utilise seulement une réalisation, ainsi que le voisinage de chaque configuration, afin d'estimer sa fonction objectif au lieu d'utiliser multiples réalisations. L'approche est illustrée sur un cas de réservoir de benchmark, et se révèle être en mesure de capturer l'incertitude géologique en utilisant un nombre réduit de simulations de réservoir.
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Messaoudene, Nafa. "Etude de la formation et de l'inhibition des dépôts de sulfate de baryum dans les champs pétroliers : application au champ algérien de Tin Fouyé Tabankort." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT031G.
Full textAbstract:
Dans les champs petroliers en depletion on utilise frequemment en recuperation assistee l'injection d'eau. Il se pose alors le probleme de compatibilite chimique entre l'eau d'injection et l'eau de gisement. Malheureusement on assiste dans bien des cas apres leur melange a la formation de depots dans les puits producteurs et/ou dans les installations de surface. Ils sont constitues dans la plupart des cas de sulfate de baryum. Il est donc indispensable d'inhiber ces precipitations en reagissant au niveau de la germination et de la croissance des cristaux par utilisation de produits appropries de type polyacrylate de poids moleculaire voisin de 2000. Pour optimiser ce type de traitement il est indispensable de maitriser les differents mecanismes mis en jeu. Compte tenu du nombre important de parametres intervenants, nous avons utilise dans notre etude la methodologie des plans factoriels fractionnaires permettant de hierarchiser ces parametres et d'en connaitre leurs interactions. Apres une etude en laboratoire, nous sommes passes a l'essai pilote sur le site de tin fouye tabankort en algerie. Les resultats sont tres satisfaisants et corroborent parfaitement les etudes en laboratoire
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Baccar, Sahbi. "Etude et modélisation comportementale de « front-end » analogiques pour des environnements « fond de puits »." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14613.
Full textAbstract:
Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la modélisation des circuits analogiques et mixtes.Le travail part d’une problématique industrielle concernant les circuits électroniques utilisés dansles systèmes de forage pétrolier pour des besoins d’instrumentation et mesures. Ce travail de recherche concerne les circuits du front-end analogique que nous trouvons dans cette application industrielle. Nous examinons et nous essayons de trouver des modèles pour décrire l’effet des hautes températures sur les circuits électroniques dans un forage pétrolier. Ces circuits font partie des circuits industriels conventionnels. Ils ont généralement une température maximale de fonctionnement qui ne dépasse pas 125°C. Même si la température modifie le comportement de ces circuits, il existe des techniques d’adaptation qui permettent de compenser l’effet de la température sur ces circuits. Cependant, pour bien réussir la phase de la conception, il faut d’abord bien caractériser le comportement des différents circuits industriels utilisés en haute température. Il faut également trouver des modèles exacts qui décrivent le comportement de ces circuits en haute température. Or nous savons que la majorité des circuits industriels analogiques et mixtes sont décrits par des modèles de type SPICE. Par un choix de l’entreprise Schlumberger, notre partenaire industriel qui a financé ce travail, nous nous sommes intéressés dans notre étude à un composantspécifique présent dans la majorité des circuits analogiques et mixtes d’instrumentation :l’amplificateur opérationnel (l’AOP).Le travail commence par une étude des spécifications du circuit ainsi que le modèle SPICE.Une étude de la structure de ce modèle et sa simulation ont montré la non-précision du modèle audelàde 125°C. L’étude de validité du modèle a concerné le paramètre de la tension de décalage etle paramètre taux de rejection du mode commun. Nous avons interprété la différence des résultatsentre les mesures et la simulation de la tension de décalage. Nous avons constaté la limitation quereprésente l’approche structurelle par modélisation SPICE. Pour cette raison, nous avonssélectionné l’approche de modélisation comportementale pour les différents avantages qu’elleprésente. Ces avantages répondent à nos besoins et conviennent les mesures qui ont été effectuées.Nous avons sélectionné le langage VHDL-AMS et l’environnement Cadence ADVanceMS. Pourdéveloppé les modèles, nous avons alors énuméré les différents paramètres de performance d’unAOP. Nous avons validé la représentation de chaque paramètre par un circuit de test approprié.Dans un deuxième temps, nous avons approximé la variation de ces paramètres en température pardes équations polynomiales et exponentielles pour développer le modèle précis en HT. Le modèlea été validé par un circuit de test similaire au circuit expérimental. De bons résultats ont ététrouvés. L’erreur moyenne entre simulation VHDL-AMS et mesures n’a pas dépassé 3,11%. Dansle denier chapitre, nous avons simulé des circuits d’une chaine d’instrumentation. Nous avonssimulé l’effet de la température sur un capteur piézo-résistif (pont de Wheatstone). Trois architectures d’un amplificateur d’instrumentation ont été également modélisées e en se basant surle modèle VHD-AMS de l’AOP<br>This work is dealing with the modelling of analogue and mixed signal circuits. Moreprecisely, we focus on modelling the circuits of an analogue front-end which is used in down-holedrilling industry for instrumentation and measurement purposes. This research had as a goal tomodel the temperature increasing effect in the behaviour of each circuit of the considered frontend.The studied circuits belong to the family of “conventional” circuits. Most of these circuitsoperate in a temperature which does not exceed 125°C. Even if the behaviour of the circuit changesdue to an increasing of the temperature, there are some well-know techniques that enable thecompensation of such effects. However, in order to obtain a precise simulation in the design phase,it is very important to have accurate models that describe the temperature increasing effect. Asmost of the commercial circuits models are written in SPICE, it is necessary first to review theaccuracy of SPICE models in high temperature (HT). This work focus on a specific circuit: theoperational amplifier (opamp). This device is present in many instrumentation circuits. Obtainingan accurate op-amp model in HT will help us develop accurate models of these circuits byconsidering their architectural description which is based on the opamp model.The work starts with the study of the structure of the SPICE model of the considered opamp.This study enables us to confirm the non-validity of the SPICE model in HT. The validity studyconsists in comparing the SPCE simulation results of two parameters (the voltage offset and thecommon mode rejection ratio) to measurement results. Moreover, we present an interpretation tothe difference that was observed in this comparison. After comparing different modellingapproaches, we select the behavioural modelling one. The VHDL-AMS was used to develop thenew precise opamp model in HT. The simulation is performance in Cadence/ADVanceMSenvironment. The representation of each opamp parameter is validated by a specific circuit. Thismodel is developed in two steps. In the first step, we develop an opamp model in which there is noconsideration of the temperature effect. In the second step, dependence of each parameter to thetemperature is described by a polynomial or exponential function. This function is the result of thefitting process of the measurement results. These equations are inserted in the VHDL-AMS model.All parameters are again validated in each temperature. The test-circuit is the same circuit used inthe experimental test of the opamp parameters. The average error between measurement andsimulation does not exceed 3.11%. In the last chapter, we simulate some circuits of the theanalogue front-end of an acquisition system. We simulate for example the effect of the temperatureeffect on the accuracy of a Wheatstone bridge. Three architecture of an instrumentation amplifierwere also modelled and simulated in different temperature of [20°C, 220°C] in the basis of thedeveloped opamp model
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Mata, Wilson Da. "Récupération assistée des pétroles visqueux par ondes électromagnétiques." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT042H.
Full textAbstract:
Le chauffage par ondes electromagnetiques peut etre utilise pour la recuperation des gisements d'hydrocarbures lourds a partir d'un simple puits. La methode, qui ne depend pas de la conductivite thermique du milieu, est basee sur l'echauffement en volume du gisement par l'energie rayonnante. Les dipoles asymetriques isoles sont bien adaptes pour une telle application. Les proprietes de ces antennes sont revisees et une technique d'adaptation d'impedances au cours du procede est proposee. Des methodes de mesure de la permittivite complexe pour la bande de radiofrequences et des microondes sont presentees et appliquees pour des milieux artificiels humides pollues par des petroles visqueux. Les resultats obtenus et le modele propose sont utilises pour l'evaluation, theorique et experimentale en echelle laboratoire, des distributions spatiales dans le milieu de la puissance absorbee et de la variation en temperature. Ils ont servi pour evaluer l'application, en echelle terrain, de la methode pour des gisements de petrole
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Fargues, Jean-Pierre. "Modélisation dynamique des risers pétroliers en grands déplacements." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0411.
Full textAbstract:
Une formulation de structure curviligne est développée en dynamique non-linéaire des grands déplacements. À partir d'une cinématique de corps rigide des sections, la formulation tridimensionnelle est ramenée à une formulation unidimensionnelle composée du paramétrage curviligne décrivant la ligne moyenne de la structure. Les sections sont considérées comme les images des sections d'une poutre rectiligne par une rotation. Le fait de travailler avec des rotations entraîne l'apparition d'une condition non-lineaire qui par définition caractérise le groupe orthogonal des rotations d'amplitude quelconque. Les variables indépendantes du problème sont le vecteur placement de la ligne moyenne et le vecteur placement de rotation des sections (argument d'une rotation quelconque représentée par la formule de Rodrigues). Toutes les grandeurs cinématiques (efforts et moments résultants, courbures globales généralisées, vitesses et accélérations angulaires des sections) s'expriment donc en fonction de ces seules variables indépendantes. L'hypothèse d'un matériau linéaire et isotrope, afin de formuler la loi de comportement en terme d'efforts résultants curvilignes (en définissant un module d'Young et un module de cisaillement équivalent) est retenue, mais peut-être aisement élargie à une poutre composite. Le déplacement virtuel est défini comme la dérivée du vecteur placement de la structure par rapport aux deux variables indépendantes (de manière à rester dans le plan tangent). On met ainsi à jour la dépendance explicite du déplacement virtuel de rotation des sections en fonction de la rotation réelle. Une formulation de contact-frottement de la structure curviligne avec le fond marin est ensuite développée. Une formulation incrémentale des forces de contact est établie en vue d'une résolution dynamique des équations du mouvement sous la forme d'un algorithme de Newmark / Newton
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Sterckx, Arnaud. "Étude des facteurs influençant le rendement des puits d'alimentation de particuliers qui exploitent le roc fracturé en Outaouais, Québec, Canada." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30313/30313.pdf.
Full textAbstract:
La région de l’Outaouais (13760 km²), au Québec, connait une forte croissance démographique et les eaux souterraines sont davantage sollicitées. La perméabilité du socle rocheux, essentiellement cristallin, est contrôlée par des fractures entrecroisées et donc hétérogène. Pour identifier des zones-cibles de forage, nous avons confronté des données de capacité spécifique du Système d’Information Hydrogéologique du Québec, validés à l’aide d’essais de pompage réalisés par l’Université Laval, avec des caractéristiques du roc, parmi lesquelles la lithologie, l’épaisseur de roc exploitée par les puits et la présence de linéaments. Il apparait que la texture et la minéralogie des roches ont une influence sur le développement de fractures perméables. On constate aussi que ces fractures se raréfient en profondeur et qu’il n’est donc pas toujours opportun de forer des puits à des profondeurs importantes (< 80 m). En revanche, aucune corrélation entre la présence de linéaments et le rendement des captage situés à proximité n’a pu être observée.<br>The Outaouais Region (13760 km²) is one of the most rapidly growing communities in Quebec, and where groundwater is increasingly being relied upon as a water supply. The permeability of the mostly crystalline bedrock is controlled by interconnected fractures and then heterogeneous. In order to identify target areas for installing new pumping wells, specific capacity data from the SIH database, which were validated using pumping tests carried out by Université Laval, were compared with rock characteristics including lithology, thickness of rock exploited by each well and proximity to lineaments. The texture and mineralogy of the rock seemed to have an important influence on the development of permeable fractures. We also found that the fracture density decreases with depth and therefore it is not always profitable to drill to deeper depths (> 80 m) to try to increase productivity. In contrast, proximity to lineaments didn’t seem to have any impact on the productivity of wells.
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AMRI, ABDELHAK. "Etude diagraphique et sismique de puits du forage az-8 de la structure d'auzance comparaison avec la sismique de surface application aux resultats des 14 forages de la structure du senelles (cere la ronde)." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066680.
Full textAbstract:
L'objectif principal de ce memoire est la valorisation des mesures diagraphiques et sismiques de puits effectuees par gaz de france dans le forage az-8 de la structure d'auzance (en charente). Cette operation a permis de realiser une description precise du niveau reservoir et, surtout, etablir une methode adequate pour correler d'abord les diagraphies a la sismique de puits (profil sismique vertical et deporte) et ensuite l'ensemble des resultats du forage aux sections sismiques de surface realisees au voisinage du puits. La procedure qu'on a adopte comporte: 1 - une analyse detaillee des mesures diagraphiques pour decrire les formations traversees par le forage et apprecier l'etat du forage. 2 - le calcul de modeles synthetiques avec les diagraphies sonique et densite pour interpreter les resultats sismiques reels. 3 - l'evaluation de la qualite des mesures sismiques de puits brutes et l'interpretation des resultats obtenus par le traitement. 4 - et enfin, l'etablissement d'un modele geologique representant les principaux resultats obtenus par ce forage. Ce modele est ensuite utilise pour ajuster et ameliorer l'interpretation de la sismique de surface realisee au voisinage du forage. Cette methode est par la suite verifiee sur resultats de la structure du senelles
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Gottlib-Zeh, Stéphanie. "Synthèse des données géologiques et pétrophysiques acquises en forages pétroliers à l'aide de traitements statistiques et neuronaux : applications aux dépôts turbidiques et aux plates-formes mixtes." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20241.
Full text
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Agofack, Nicolaine. "Comportement des ciments pétroliers au jeune âge et intégrité des puits." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1040.
Full textAbstract:
Lors du forage des puits d'hydrocarbure, une pâte de ciment est coulée dans l'espace annulaire entre le cuvelage en acier et les formations géologiques traversées. Pompée à l'état liquide, cette pâte de ciment fait sa prise le long du puits sous différentes conditions de température et de pression. La gaine de ciment ainsi mise en place a pour principales fonctions de promouvoir l'étanchéité pour protéger le casing contre la corrosion, de fournir le support mécanique pour assurer la stabilité du puits et d'isoler les différents fluides dans les couches traversées. Au cours de sa vie dans le puits, depuis le forage à la complétion et de la production à l'abandon, la gaine de ciment est soumise à différentes sollicitations mécaniques et thermiques qui peuvent l'endommager et altérer ses principales fonctions. La réponse de la pâte de ciment soumis à ces sollicitations dépend non seulement des conditions d'hydratation mais aussi de l'histoire des chargements précédemment appliqués. La prédiction du comportement de la gaine de ciment doit donc se faire à l'aide d'une modélisation numérique qui nécessite une loi de comportement pour la pâte de ciment. Le but de cette thèse est d'établir une loi de comportement de la pâte de ciment en cours d'hydratation pendant le jeune-âge (les 144 premières heures). Pour ce faire, des essais calorimétriques, de mesures de vitesse des ondes et des essais œdométriques ont été réalisés sur une pâte de ciment pétrolier classe G (w/c = 0,44) en cours de prise. Les conditions d'hydratation explorées vont de 7 à 30°C pour les températures et de 0,3 à 45MPa pour les pressions. Les résultats expérimentaux ont montré que les déformations volumiques de la pâte de ciment dues à son hydratation (retrait macroscopique) sont considérablement influencées par la contrainte sous laquelle la pâte de ciment s'hydrate. Plus la contrainte d'hydratation est élevée, plus élevé est le retrait macroscopique à 144 heures. Inversement, les déformations irréversibles dues à un cycle de chargement mécanique à cet âge sont moins importantes pour les contraintes plus élevées. Les résultats ont également montrés qu'au cours de la prise du ciment, il existe un temps critique à partir duquel l'application des cycles de chargement mécanique crée des déformations résiduelles dans la pâte de ciment. Ce temps critique arrive à un degré d'hydratation relativement constant, compris entre 0,18 et 0,20. Le modèle « Boundary Nucleation and Growth » a été utilisé pour étudier la dépendance de ce temps critique à la pression et à la température. Pour la modélisation du retrait macroscopique et de la réponse contrainte – déformation de la pâte de ciment, un modèle élasto-plastique chemo-poro-mécanique couplé, prenant en compte la désaturation du milieu, a été développé. Ce modèle utilise une surface de charge fermée de type Cam-Clay et une loi plastique associée. La loi d'écrouissage dépend des déformations volumiques plastiques et du degré d'hydratation. Les paramètres du modèle ont été évalués pour simuler le retrait macroscopique de la pâte de ciment hydratée sous différentes contraintes et températures. A un degré d'hydratation donnée, le modèle permet également de simuler la réponse contrainte-déformation due à un chargement mécanique<br>When drilling oil & gas well, cement slurry is pumped between the casing and the rock formation. This cement slurry sets at different conditions of temperature and pressure. The role of this cement sheath is to provide zonal isolation of different fluid along the well, to protect the casing against corrosion and to provide mechanical support. During the life of the well, from drilling to completion, production and P&A (plug and abandonment), the cement sheath is submitted to various mechanical and thermal loading that can potentially damage its properties and alter its performance. The behavior of cement paste submitted to theses solicitations depends both on the hydration condition and the loadings previously applied on the cement paste. The prediction of cement sheath behavior should be done by numerical modeling, which needs a constitutive law for cement paste. The purpose of the present work is to establish a constitutive law of cement paste during its hydration at early age (first 144 hours). The approach is based on combined calorimetric, wave velocities and oedometric tests on an oil-well class G cement paste with water-to-cement ratio equals 0.44. The hydration conditions explored are 7 to 30°C for temperature and 0.3 to 45MPa for pressure. The experimental results showed that the volumetric strain due to cement hydration (macroscopic shrinkage) depends considerably on the hydration pressure. At 144 hours of hydration, the macroscopic shrinkage increases with the hydration pressure increase. But, the residual strain due to application of mechanical cycle at this age is less for cement hydrated under higher pressure. The experimental results revealed that during the hydration there is a critical time after which, the application of mechanical loading can potentially induce residual strain in cement paste. This time is reached at constant hydration degree between 0.18 and 0.20. The Boundary Nucleation and Growth model was used to model the pressure and temperature dependence of this critical time. A coupled elasto-plastic chemo-poro-mechanical model is developed to simulate the macroscopic shrinkage of cement paste hydrated at different conditions of temperature and pressure. A modified Cam-Clay type yield surface with associate flow rule is used. The hardening law depends both on the degree of hydration and on the plastic volumetric strain. At constant degree of hydration, the developed model permits to simulate the stress – strain behavior of cement paste due to the mechanical loading
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Brigaud, Frédéric. "Conductivité thermique et champ de température dans les bassins sédimentaires : à partir des données de puits." Montpellier 2, 1989. http://www.theses.fr/1989MON20176.
Full textAbstract:
On propose des procedures pour reconstituer et interpreter le regime thermique des bassins sedimentaires, a partir d'estimations de la conductivite thermique et de la temperature des formations. Ces parametres sont deduits de l'analyse de donnees de puits d'exploration petroliere: diagraphies, carottes, deblais de forages et temperatures. Les procedures sont appliquees a trois bassins. Dans la premiere partie, la conductivite des formations est estimee a trois echelles significatives: 1) a l'echelle de l'electrofacies diagraphique; 2) a l'echelle de la formation a chaque forage et; 3) pour chaque formation a l'echelle du bassin. Dans la seconde partie, apres extraction des erreurs systematiques associees a l'histoire du forage, le champ de temperature est estime par inversion stochastique des temperatures et des epaisseurs des formations, en prenant en compte les correlations laterales entre gradients thermiques. Dans la troisieme partie, une methode d'analyse des modes de transfert de chaleur, basee sur l'inversion simultanee des conductivites et des temperatures, est developpee. La prise en compte de la physique des transferts de chaleur permet: i) de considerer des correlations laterales et verticales entre les gradients thermiques et; ii) de distinguer entre transferts conductifs et convectifs
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Oulahna, Ahmed. "Etude du comportement du grès rouge de Wildmoor. Application à l'analyse de stabilité d'un forage pétrolier en cours de creusement et de production." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523152.
Full textAbstract:
Ce mémoire porte sur l'étude du comportement et de la rupture d'une roche (grès rouge de Wildmoor) de réservoir lors de l'exécution et de la mise en production d'un forage pétrolier. Divers chemins de sollicitations, en conditions axisymétriques (essais de compression uniaxiale et triaxiale et essais d'extension), ont permis de caractériser le comportement mécanique de la roche. Les essais avec cycles de charge-décharge ont permis de quantifier l'endommagement du matériau. La loi de comportement développée tient compte de la dépendance en contraintes des paramètres élastiques du matériau et de l'endommagement. Le comportement plastique de la roche est décrit par un critère de Mohr-Coulomb non-linéaire tenant compte de la dépendance en pression des paramètres plastiques (coefficients de frottement et de dilatance) de la roche. Il comporte une phase d'écrouissage isotrope en frottement, suivie d'une phase de radoucissement cinématique de la cohésion. Ce modèle de comportement est appliqué à l'étude de la localisation des déformations dans le cadre d'une théorie de plasticité non-coaxiale. L'application à l'étude de stabilité d'un forage pétrolier a comporté le développement d'un programme de calcul du champ de contraintes autour d'un puits en cours de creusement et de production. L'étude des conditions d'apparition de différents modes d'instabilités (formation de bandes de cisaillement et instabilité de surface) a mis en évidence l'influence de la dilatance de la roche, de la profondeur du forage et du gradient de pression lors de la mise en production du puits.
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Lods, Gérard. "Essais de puits avec diagraphies de débits en aquifère discontinu hétérogène : application en milieu carbonaté." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20190.
Full textAbstract:
Ces travaux visent a la comprehension des ecoulements et du transport en aquiferes discontinus heterogenes a l'aide de diagraphies de debits realisees lors d'essais de puits. Ont ete developpes : une methode d'analyse des effets de skin non-lineaires apparaissant a partir d'un debit critique ; une generalisation des methodes d'estimation des conductivites hydrauliques et une methode d'estimation des emmagasinements specifiques et des conductivites hydrauliques, prenant en compte l'heterogeneite des effets de skin ; un modele de puits en milieu discontinu integrant l'augmentation du volume turbulent avec le debit, et l'heterogeneite des effets de skin non-lineaires, en termes de turbulence dans les discontinuites interceptees ; une methode de majoration de l'impact de l'effet de capacite de puits sur les estimations des parametres, ainsi qu'une methode d'estimation des conductivites hydrauliques prenant en compte cet effet. Deux debitmetres de forage ont ete construits, utilisant une sonde electromagnetique, placee dans un obturateur annulaire qui canalise l'ecoulement, permettant un calibrage rigoureux en laboratoire et la mesure d'ecoulements verticaux inferieurs a 0. 18 l/mn, en forages de diametre 94 mm minimum. En cas de blocage en forage un systeme permet d'extraire la sonde. L'obturateur peut etre adapte au diametre du forage et a la gamme de debits ou pertes de charge desirees. Les methodes ont ete appliquees en forages penetrant l'aquifere karstique du lez (herault). Les zones conductrices ont ete sujettes a des effets de skin non-lineaires pouvant apparaitre a tres faible debit (0. 1 l/mn) ; la consideration de leur heterogeneite a mene a une estimation coherente des conductivites hydrauliques. A l'exception d'une zone, les comportements non-lineaires ont pu etre interpretes en termes de turbulence en discontinuites, d'ouvertures uniques equivalentes comprises entre 0. 2 et 1. 4 mm ; l'importance des rugosites relatives signifie une tortuosite des chemins d'ecoulement.
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Rouetbi, Oussama. "Maîtrise de l'assemblage et des exigences fonctionnelles des systèmes hyperstatiques déformables : application aux outils de mesures pour forage pétrolier." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLN014/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de recherche sont réalisés dans le cadre d’une thèse CIFRE en collaboration entre Schlumberger et le LURPA de l’ENS Cachan. Schlumberger est une entreprise de service pétrolier. Elle développe des outils de mesures fonctionnant sous des conditions sévères de température et pression élevées mais aussi des effets dynamiques tels que des accélérations produisant des chocs entre les différentes pièces.L’objectif de la thèse est de déployer de nouvelles règles de cotation, pour des assemblages hyperstatiques déformables, basées sur la méthode CLIC et les normes ISO. La déformation des pièces dépend considérablement des défauts géométriques. Nous avons donc couplé des modèles de chaînes de cotes 3D avec des modèles RdM de type poutre afin d’optimiser les tolérances. Ces modèles doivent permettre la prise en compte des jeux d’assemblage dans les liaisons, la rigidité des pièces et les différents types de contact entre les sous-ensembles des outils étudiés.Ces modèles multi-physiques ont permis de caractériser le comportement mécanique en fonction des écarts géométriques des pièces. Enfin, pour des études plus complexes, des modélisations et simulations éléments finis, sur Abaqus, ont été réalisés puis validées par une campagne expérimentale de comportement au choc<br>This research is carried out within a CIFRE doctoral thesis in collaboration between Schlumberger and the LURPA of ENS Cachan. Schlumberger is an oil service company. It develops measurement tools operating under severe conditions of high temperature and pressure but also dynamic effects such as accelerations producing shocks between the different parts.The objective of the thesis is to deploy new dimensioning and tolerancing rules for deformable hyperstatic assemblies, based on the CLIC method and the ISO standards. The deformation of the parts greatly depends on the geometrical defects. We have coupled 3D dimension chains with beam models to optimize tolerances. These models must allow the taking into account of the assembly clearances between parts, their rigidity and the different types of contact between the subassemblies of the studied tools.These multi-physical models allowed to characterize the mechanical behavior as a function of the geometrical deviations of parts. Finally, for more complex studies, finite element models and simulations on Abaqus were carried out and then validated by an experimental campaign of impact behavior
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Velmurugan, Naveen. "Distributed dynamics of influx during MPD operations : modelling and estimation." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLM018.
Full textAbstract:
Lors du forage d’un puits de pétrole, il est courant de subir un influx non désiré de fluides provenant du réservoir. Ce manuscrit porte sur l’étude de la dynamique de l’écoulement en résultant dans le réservoir et le puis, pendant les opérations de forage à pression contrôlée (MPD en anglais). La modélisation repose sur des équations de conservation, qui débouchent sur un modèle d’écoulement biphasique appelé modèle à dérive de flux. Celui-ci prend la forme d’un système hyperbolique d’équations de transport, alors que l’évolution de la pression dans le réservoir suit une dynamique gouvernée par une équation parabolique de diffusion. Nous proposons des schémas numériques permettant d’approcher les solutions de ces deux systèmes dynamiques. Nous synthétisons ensuite des observateurs permettant d’estimer le débit entrant depuis le réservoir. Ces observateurs du système couplé puits-réservoir prennent des formes différentes selon que le caractère distribué de chacune des dynamiques (puits ou réservoir) est négligé ou non. Nos estimateurs reposent sur la mesure de la pression en tête de puits, où un capteur est systématiquement installé dans les opérations de forage à pression contrôlée. L’existence d’un capteur de pression installé au fond du puits, plus rare, modifie la synthèse d’observateurs, d’une manière que nous détaillons. Pour chaque observateur, nous montrons la convergence des estimations de pression et de débit distribués vers leurs valeurs théoriques<br>While drilling an oil well, unwanted influx of fluids from the reservoir may occur. This manuscript studies the dynamics of the resulting fluid flow in the wellbore and the reservoir, during managed pressure drilling (MPD) operations. We study the phenomena using first-principle approach that leads to a modified two phase flow model called the drift-flux model (DFM). The model takes the form of a hyperbolic system of transport equations, whereas the reservoir pressure dynamics is given by a parabolic diffusion equation. We propose appropriate numerical schemes for both. Then, we propose different observer designs to estimate the influx from the reservoir into the wellbore. The observers for the coupled wellbore-reservoir system take different forms, as we combine the distributed and the reduced order models for each system. We propose to use the choke pressure as a measurement that is typically available on a MPD operational site, i.e. topside sensing. However, availability of the bottom hole pressure modifies the observer design, in ways we detail. We show convergence of the observers to the true values of reservoir pore pressure and influx, in each case
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Ezzeddine, Dhaker. "Modélisation du comportement dynamique d'un train de tiges de forage pétrolier : application aux vibrations latérales." Thesis, Paris, ENMP, 2013. http://www.theses.fr/2013ENMP0053/document.
Full textAbstract:
Les vibrations des systèmes de forage pétrolier sont à l'origine de nombreux dysfonctionnements (ruptures des tiges par une fatigue accélérée, réduction des performances, endommagement des outils de mesures, endommagement des parois du puits, etc.). Face à la complexité des puits forés aujourd'hui, la maîtrise des vibrations des systèmes de forage est plus que jamais un enjeu majeur dans la réussite économique d'un projet pétrolier. Durant l'opération de forage, les tiges en rotation entrent en interaction avec les parois du puits (tubage et/ou formation) et encaissent dans certains cas des vibrations sévères. On distingue généralement trois modes de vibrations suivant le plan de leur occurrence : axiales, latérales et de torsion. Nous ne nous intéressons dans ce mémoire qu'aux vibrations latérales des tiges de forage. Si les vibrations latérales ont fait l'objet de nombreuses études dans le passé, il reste néanmoins des axes d'amélioration possible, tant sur la compréhension des phénomènes (contact garniture-puits par exemple) que sur la recherche de méthodes numériques permettant de réduire les temps de calcul. Dans le cadre de cette thèse, un modèle a été développé pour étudier les vibrations latérales des garnitures de forage dans des forages à trajectoires complexes. Ce modèle permet de prédire les vibrations latérales des tiges pour des paramètres opératoires donnés (vitesse de rotation, poids sur l'outil de forage). Un modèle numérique en éléments finis a été développé pour résoudre les équations du mouvement et analyser ainsi la sensibilité des vibrations aux paramètres opératoires du forage en particulier la vitesse de rotation et l'effort axial dans les tiges. Le modèle permet en outre d'analyser la réponse dynamique d'une garniture en cours du forage (conception). En outre, cette étude a permis de mieux élucider le phénomène sévère de précession des tiges (whirling), très nuisible à l'intégrité mécanique des systèmes de forage. Un nouveau banc d'essais a été mis au point par le Centre de Géosciences de Mines ParisTech pour reproduire les vibrations latérales, mieux comprendre le phénomène du whirling et valider les résultats numériques du modèle. Par ailleurs, des mesures dynamiques en surfaces et en fond de puits au cours de forages réels ont été analysées afin de mettre en évidence les vibrations latérales les plus sévères et en particulier le whirling. Ces données de terrain ont permis de comparer les fréquences propres du système mesurées et celles fournies par le modèle numérique<br>Drillstring vibrations are commonly observed during oil & gas well drilling operations. Vibrations are a major cause of drilling tools dysfunction (drillstring breaking because of fatigue, reduced drilling efficiency, measurement-while-drilling tools failure, damaging of drill bits, etc.). Because of the increasing complexity of oil & gas wells drilled nowadays, operators need to mitigate efficiently the drillstring vibrations in order to successfully achieve the drilling process. During the drilling operation, rotating drillstrings are in interaction with the well borehole (casing and/or rock) which may lead to severe vibrations. Different vibrations modes occur simultaneously while drilling, we identify mainly three modes: axial, torsional and lateral. This work deals only with lateral vibrations. Literature survey papers show numerous experimental and numerical studies carried out on drillstring dynamics. The developed models don't take into account sufficiently the complex drillstring-borehole interactions or the efficient numerical methods needed to reduce the computation time. A new drillstring dynamics model has been developed within this thesis in order to compute the lateral vibrations of drillstrings in a complex well trajectory. Given the operating parameters (rotary speed, weight on bit) the model predicts the dynamics response of the drillstring in terms of lateral vibrations. A finite element model has been implemented to solve for the equations of motion of the dynamics model and study the dependence of the lateral vibrations on some operating parameters of the system, mainly the rotary speed and the axial load on the drillstrings. The finite element model can be used to compute and enhance the dynamic response of a given drillstring configuration for design issues. Besides, the model can be used to understand some dynamic phenomena encountered while drilling (post-analysis). Moreover, this study was useful to better understand the “whirling” phenomenon which is very harmful for the drilling system components. A new lateral vibrations simulator was built at Mines ParisTech in order to understand the whirling phenomenon and validate the numerical results provided by the dynamics model. Surface and downhole fieldmeasurements have been analyzed in order to understand the occurrence of whirling. The eigenfrequencies evaluated from the field data have been found very close to those provided by the dynamics model
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Lang, Humblot Karine. "Etude et réalisation d'un magnétomètre à résonance magnétique nucléaire à polarisation dynamique pour les applications en forage pétrolier." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10023.
Full textAbstract:
Les magnetometres a resonance magnetique nucleaire bases sur le phenomene de polarisation dynamique sont des instruments tres adaptes a la mesure du champ magnetique terrestre dans les puits de forage petrolier, ce qui permet une datation assez precise des couches geologiques concernees. Le magnetometre contient un solvant protone avec des radicaux libres en solution afin de realiser la polarisation dynamique qui amplifie le signal nucleaire des protons inobservable sans ce dispositif. Le but de ce travail est d'ameliorer les performances du magnetometre en presence de gradients de champs magnetiques importants et de permettre son fonctionnement jusqu'a des temperatures relativement elevees. Le choix de la solution radicalaire est crucial. Les criteres preponderants sont l'obtention d'un radical stable presentant une structure hyperfine interne importante et une largeur de raie rpe fine. Nous avons developpe un modele plus performant de cette largeur de raie qui nous a permis de definir precisement les caracteristiques requises pour le radical et le solvant. Nous avons montre que la tenue en gradient de la solution est conditionnee par des temps de relaxation nucleaires courts et la correlation entre ces deux effets a ete formulee a l'aide d'un modele theorique en accord avec les resultats experimentaux. L'ensemble de ces criteres a conduit au choix de la solution de triglyme contenant le radical nitroxyde tmio. Cette solution stable et relativement resistante aux gradients de champ magnetiques est la plus performante pour notre application. Un nouvel oscillateur base sur cette solution a ete concu et caracterise. Une etude fondamentale complementaire et originale sur la relaxation intermoleculaire entre les protons du solvant et les spins electroniques des radicaux a structure hyperfine interne a ete developpee. Le comportement des densites spectrales selon une loi proportionnelle a la racine de la frequence de resonance nucleaire a ete observe dans divers domaines de frequence, ce qui a permis une determination precise de la constante de diffusion relative du couple radical-solvant
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Bahafid, Sara. "A multi-technique investigation of the effect of hydration temperature on the microstructure and mechanical properties of cement paste." Thesis, Paris Est, 2017. http://www.theses.fr/2017PESC1021/document.
Full textAbstract:
Le processus de l’hydratation de ciment et la microstructure qui en résulte, dépendent de la formulation de la pâte et des conditions d’hydratation. Parmi différents facteurs, la température d’hydratation a un effet important sur la microstructure et les propriétés physiques et mécaniques des matériaux cimentaires. Ceci est particulièrement important pour l’étude du comportement des ciments pétroliers. En effet, dans un puits pétrolier, une gaine de ciment est coulée entre la roche réservoir et le cuvelage en acier pour assurer entre autre la stabilité et l’étanchéité du puits. En raison du gradient géothermique (environ 25°C par km), la gaine de ciment le long d'un puits est exposée à une température d'hydratation qui augmente avec la profondeur menant à une augmentation de perméabilité et une baisse de propriétés mécaniques le long du puits. L'objectif cette thèse est d'étudier l'effet de la température d'hydratation dans la gamme de 7°C à 90°C sur la microstructure d'une pâte de ciment (classe G) et d'établir le lien entre les modifications microstructurales et les propriétés élastiques du matériau. La caractérisation de la microstructure est faite en considérant une combinaison de plusieurs méthodes expérimentales, à savoir, la diffraction des rayons X & l’analyse Rietveld, l'analyse thermogravimétrique, porosimétrie par l'intrusion de mercure, l'évaluation de la porosité par lyophilisation ou par séchage à 11% HR, essais de sorption au Nitrogène et à la vapeur d'eau et finalement, la résonance magnétique nucléaire 1H. L’assemblage de masse des différentes phases de la microstructure a été évalué montrant une légère dépendance à la température d’hydratation. L’étude de la porosité a montré une augmentation de la porosité capillaire et une légère diminution de la porosité totale à 28 jours d’hydratation, ce qui résulte en une diminution de la porosité du gel de C-S-H en augmentant la température d'hydratation. Une méthode d'analyse a été proposée pour évaluer la densité saturée de C-S-H et sa composition chimique en termes des rapports molaires C/S et H/S pour un C-S-H sec et saturé. Les résultats montrent que la densité de C-S-H augmente avec la température d'hydratation expliquant ainsi l'augmentation observée de la porosité capillaire à températures élevées. Les rapports C/S et H/S diminuent avec l’augmentation de la température d’hydratation. La caractérisation de la microstructure a permis d’alimenter un modèle micromécanique destiné à prédire les propriétés élastiques de la pâte de ciment pour différentes températures d’hydratation. Des modèles d’homogénéisation auto-cohérents à deux et trois échelles ont montré que l’augmentation de la porosité capillaire ne suffit pas pour expliquer la baisse des propriétés mécaniques avec la température. En effet, l’augmentation de la densité de C-S-H avec la température d’hydratation annule l’effet de l’augmentation de la porosité capillaire sur les propriétés élastiques. La réduction des propriétés mécaniques pourrait être expliquée en considérant une distribution de porosité au sein de C-S-H sous forme de C-S-H basse densité LD et haute densité HD telle que proposée par Tennis et Jennings (2000). Cette possibilité est investiguée par une combinaison de techniques de porosimétrie : porosimétrie par l'intrusion de mercure, adsorption d'azote et désorption de vapeur d'eau et par un calcul inverse à l’aide de la modélisation micromécanique. Les résultats montrent que la porosité intrinsèque LD augmente légèrement tandis que la porosité intrinsèque HD diminue de manière significative avec l'augmentation de la température d'hydratation. La diminution des propriétés élastiques des matériaux cimentaires avec l’augmentation de la température d'hydratation s’avère être due à l’action combinée de l'augmentation de la porosité capillaire et des changements de porosités intrinsèques à l’intérieure de C-S-H<br>The cement hydration process and the resulting microstructure are highly dependent on the cement formulation and the hydration conditions. Particularly, the hydration temperature has a significant influence on the cement paste microstructure and its mechanical properties. This is for instance important for understanding the behaviour and properties of oil-well cements which are used to form a cement sheath between the casing and the surrounding formation for stability and sealing purposes. This cement sheath is hydrated under a progressively increasing temperature along the depth of a well due to the geothermal gradient (about 25°C/km). It results generally in a decrease of the mechanical properties and an increase of permeability along the well. The aim of the present thesis is to investigate the effect of the hydration temperature in the range of 7°C to 90°C on the microstructure of a class G cement paste and to establish the link between these temperature dependent microstructure and the elastic properties of the material. The microstructure characterization is done by combining various experimental methods, including X-Ray diffraction associated with the Rietveld analysis, thermogravimetric analysis, mercury intrusion porosimetry, porosity evaluation by freeze-drying or drying at 11% RH, Nitrogen and water vapour sorption experiments and finally 1H nuclear magnetic resonance. The mass assemblage of microstructure phases at different curing temperatures has been evaluated and showed a slight dependence on the hydration temperature. The porosity evaluations show an increase of the capillary porosity and a slight decrease of the total porosity at 28 days, resulting in a decrease of the gel porosity by increasing the hydration temperature. An analysis method has been proposed to evaluate the C-S-H saturated density and chemical composition in terms of H/S and C/S molar ratios. The C-S-H bulk density is increasing with increasing hydration temperature which explains the observed increase of the capillary porosity for higher curing temperatures. The C/S ratio and H/S ratio for both solid and saturated C-S-H are decreasing with increasing curing temperature. The provided quantitative characterization of cement paste microstructure is used in a micromechanical modelling for evaluation of the elastic properties at various hydration temperatures. Two and three-scale self-consistent micromechanical models have shown that the increase of capillary porosity with increasing hydration temperature cannot fully explain the drop of elastic properties. This is mainly due to the increased elastic properties of C-S-H being denser at higher temperature that cancel the effect of increasing capillary porosity on the overall elastic properties. Another way to fully account for the decrease of the mechanical properties of cement paste is to consider the porosity distribution inside the C-S-H in the form of two distinguished C-S-H types, High Density (HD) and Low Density (LD) C-S-H, as proposed by Tennis and Jennings (2000). This possibility is probed by a combination of various porosity evaluations: Mercury intrusion porosimetry, nitrogen adsorption and water vapour desorption and by a back calculation using micromechanical modelling. The results show that the LD intrinsic porosity is slightly increasing while the HD intrinsic porosity decreases significantly with increasing hydration temperature. The decrease of the elastic properties of cement based materials with increasing hydration temperature is therefore a combined action of the increase of capillary porosity and the changes of intrinsic C-S-H porosities
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Jaafar, Omar. "Monitoring des propriétés acoustiques et sismiques en milieu non consolidé." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20149/document.
Full textAbstract:
Mon sujet de thèse concerne les propriétés acoustiques et sismiques des formations non consolidées. Ce sujet est très mal connu, depuis la surface d'une part parce que la physique des milieux non consolidés est encore mal connue, et en forage d'autre part parce que ces milieux ne sont pas stables mécaniquement. Toute mesure en forage demande donc la pose d'un tubage et la réalisation des mesures à travers ce tubage. Dans le cadre de ma thèse, on appliquera premièrement ces mesures aux domaines du stockage de CO2 dans les formations géologiques, et ensuite à celui des glissements de terrains. Dans ce cadre, des mesures ont été réalisées sur les sites de Maguelone et de Svelvik pour le stockage géologique du CO2, et de Lodève pour les glissements de terrain.Le site expérimental Maguelone (France) a fait l'objet de la surveillance géophysique de la surface et en forages pendant les expériences d'injection de gaz dans un réservoir souterrain de roches clastiques peu profonde. En particulier, les profils sismiques verticaux (PSV) et les logs Sonique (derrière un tubage PVC) ont été enregistrés dans deux puits situés à quelques mètres du puits d'injection, avant, pendant et après une série d'injections de gaz. Les premieres arrivées pour les PSV ont été obtenues par le pointage (picking), et interprétées en termes de modèles de vitesses sismiques. Les données Sonique, après les avoir comparées avec les autres mesures pétrophysiques et géophysiques, ont été traitées et analysées en termes de vitesses et amplitudes. Avant l'injection, la comparaison des vitesses sismiques et d'amplitude entre les expériences dans un seul puits (MAG1), met en évidence l'impact de l'injection de gaz sur les propriétés élastiques des sédiments détritiques poreux au niveau du site d'injection, ce qui indique une augmentation de la saturation en gaz en face des couches sableuses et de couches de gravier. En tout, time-lapse VSP et les sonic logs, fournissent un moyen pour détecter et surveiller l'injection et le stockage de gaz dans des réservoirs géologiques, conduisant à une vue sur la dynamique du sous-sol au cours du temps. L'objectif du projet de CO2FieldLab (Svelvik Site_ Norvège) était de démontrer que les méthodes de surveillances adéquates peuvent être déployées pour documenter les risques de fuites de CO2 dans des réservoirs souterrains. Pour ce faire, une expérience d'injection peu profonde dans le sédiment perméable a été conçu et réalisé à Svelvik (Norvège) en Septembre 2011. L'objectif était de produire une fuite de CO2 afin d'évaluer la sensibilité relative de plusieurs outils de surveillance des émissions de CO2 géochimiques et géophysiques. Cette étude a mis en évidence le potentiel des méthodes acoustiques pour la surveillance et la détection de faible profondeur le stockage du CO2 et de la migration. Dans chacun des sites de l'étude, les séries de techniques ont été utilisées avec succès pour monitorage le stockage du CO2 et de la migration dans les réservoirs peu profonds, ces techniques se combinent les approches géophysiques et géochimiques. Sur le site de Lodève, mon travail s'est focalisé sur l'analyse de diagraphies et d'images ultrasoniques de parois obtenues sur seulement 20 mètres en trou nu dans la zone de déformation d'un glissement de terrain actif dans cette région. Des profils sismiques de surface ont également été enregistrés. Par contre, du fait de l'instabilité mécanique du forage, une légère déformation élastique ovale du forage a été mise en évidence aussi bien sur les images en distance qu'en amplitude. En utilisant la méthodologie utilisée traditionnellement pour l'analyse de déformations cassantes en forage (appelées "breakouts"), on note que la direction d'ovalisation correspond à la direction de plus grande pente du flanc de colline affectée par le glissement traversé par le forage entre 60 et 70 mètres, dans l'intervalle où les images ont été enregistrées<br>The objective of My thesis concerns the acoustic and seismic properties of unconsolidated formations. This topic is poorly known, from the surface -of one hand- because the physical of unconsolidated environments is still poorly understood, and in the well on the other hand where these environments are not mechanically stable. Therefore any downhole measure requests the installation of a casing and taking measurements through this casing. In my thesis, these measurements were used for the geological storage of CO2, and then in the landslide. In this context, measures have been carried out on sites Maguelone and Svelvik for the geological storage of CO2, and in the Lodeve site for landslides.The Maguelone experimental site (France) has been the subject of surface and downhole geophysical monitoring of gas injection experiments in a shallow subsurface clastic reservoir. In particular, vertical seismic profiles (VSP) and downhole SONIC logs (through PVC liners) were recorded in two holes located within meters of the gas injection hole, before, during and after a series of gas injections. VSP first-arrival times were obtained by picking, and interpreted in terms of seismic velocity models. The sonic data, once compared to other logs and core petrophysical measurements, have been processed and analyzed in terms of velocities and amplitudes. Before injection. The comparison of seismic velocities and amplitude between experiments for a single hole brings out the impact of gas injection on the elastic properties of the porous clastic sediments at the injection site, suggesting an increase in gas saturation in front of the sandy and gravel-rich layers. . In all, time-lapse VSP and sonic logging through PVC provide a means to detect and monitor gas injection and storage in geological reservoirs, leading to a view on subsurface dynamics over time. The objective of the CO2FieldLab project (Svelvik site_ Norway) was to demonstrate that adequate monitoring methods can be deployed to document potential leaks of CO2 from subsurface reservoirs. For this, a shallow injection experiment through permeable sediment was designed and conducted at Svelvik (Norway) in September 2011. The goal was to produce a CO2 leak in order to assess the relative sensitivity of several geochemical and geophysical CO2 monitoring tools. This study highlighted the potential of acoustic methods for shallow monitoring and detecting of the CO2 storage and migration. In each of the study sites, the series of techniques have been successfully used to monitor CO2 storage and migration in the shallow reservoirs, these techniques combine geophysical and geochemical approaches On the Lodeve site, my work focused on the well logging analyzes especially the ultrasonic images obtained 20 meter only of the hole in the deformation zone un active landslide in the region. A slight elastic deformation oval of the hole was demonstrated both the distance and amplitude images. Using the methodology traditionally used for the analysis of the breakouts, we have noted that the ovalisation direction corresponds to the direction of slope of the hillside affected by slipping, traversed by the well between 60 and 70 meters of depth, the interval were the image ultrasonic recorded
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Masri, Moustafa. "Étude expérimentale et modélisation numérique du comportement thermomécanique à haute température de l’argilite de Tournemire." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10079/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail de recherche, on aborde une étude expérimentale et numérique du comportement mécanique des roches argileuses soumis à des chargements mécaniques et à des sollicitations thermiques. L’esprit de cette étude provient de la pratique de l’exploitation des huiles lourdes avec la technique d’injection de vapeur à haute température où les roches de réservoir sont soumises à des sollicitations thermiques et hydromécaniques couplées. L’enjeu est d’étudier le comportement hydromécanique de ces matériaux soumis à des variations importantes de température afin d’évaluer la stabilité mécanique des réservoirs. L’étude expérimentale contient des modifications d'une cellule triaxiale autonome et auto compensé à haute température (250 C°) ainsi que le système de pilotage, le système de mesure et d’étalonnage de déformations. Ces modifications sont importantes pour effectuer des tests hydrostatiques, uniaxiaux et triaxiaux servaient à obtenir une base des données expérimentales, cette base caractérise l’effet thermique sur le comportement mécanique des roches argileuse.Le cadre général de la modélisation est d’abord proposé pour décrire le comportement mécanique d’argilite dans le cas isotrope. Après une analyse détaillée des données expérimentales, un modèle spécifique élastoplastique couplé à l’endommagement est élaboré pour décrire le comportement mécanique. Ensuite l’effet de la température est pris en compte. Les comparaisons entre les simulations numériques et les données expérimentales ont montré la capacité du modèle proposé pour la description du couplage hydromécanique et thermique. Afin de décrire le comportement des roches anisotrope, nous avons proposé une extension du modèle en y introduisant une formulation de tenseur de fabrique Cette formulation est exprimée en termes d'invariants couplé aux tenseurs de contraintes et d’orientation de chargement. Des essais en laboratoire sous différents chemins de sollicitations ont été modélisés, le modèle proposé semble décrire correctement les principales réponses mécaniques des matériaux<br>We proposed, in this work, an experimental and numerical study of mechanical behavior of shale rocks subjected to mechanical and thermal loads.In the petroleum industry, during the production of heavy oil with the technique of steam water injection at high temperature, the cap rocks are subjected to coupled thermal and hydro-mechanical solicitations. The challenge is to study the hydro-mechanical behavior of these materials subject to large variations in temperature in order to assess the mechanical stability of the reservoir. The experimental study includes the modifications in a triaxial cell in ordre to support a high temperature (250° C). These modifications are very important for hydrostatic, uniaxial and triaxial tests, all these tests are used to obtain an experimental data base characterizing the thermal effect on the mechanical behavior of shale rocks.The modeling framework is proposed at first to describe the mechanical behavior of shale rock in isotropic case. After a detailed analysis of experimental data obtained in the experimental section, a specific coupled elastoplastic-damage model has been developed to describe the mechanical behavior of these shale materials. The effect of temperature is taken into account and a comparison between numerical simulations and experimental data have shown the ability of the proposed model for the description of thermo mechanical coupling. To describe the behavior of anisotropic rocks, we have proposed an extension of the fabric tensor model to present the initial anisotropy of shale rock. This formulation is expressed in terms of invariant stress tensor coupled with loading orientation. Laboratory tests under different stress paths were modeled, the proposed model seems able to describe correctly the main mechanical responses of shale materials
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Le, Manh Hai. "Caractérisation physique et mécanique des sols marins d'offshore profond." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003828.
Full textAbstract:
L'exploration et la production pétrolière en mer s'étendent vers des profondeurs d'eau sans cesse croissantes. Dans le Golfe de Guinée ou le Golfe du Mexique, les compagnies pétrolières exploitent actuellement des champs situés par des profondeurs d'eau de 1500 m à 2000 m. Les sols marins rencontrés sur ces zones d'offshore très profond présentent des caractéristiques particulières, différentes de celles des sédiments rencontrés sur le plateau continental. Ces sont essentiellement des sédiments argileux très fins normalement consolidés ou sous-consolidés dotés d'un comportement mécanique spécifique et complexe. La résistance au cisaillement non drainé est en général très faible, mais curieusement, sur certaines zones, on trouve en surface une couche avec des cohésions dix fois plus élevées qu'au dessous. Les approches conventionnelles ne permettent pas d'expliquer cette couche indurée. L'objectif de cette thèse a été d'améliorer la compréhension du comportement mécanique de ces sols de grandes profondeurs et d'étudier en particulier l'effet de la minéralogie, de la physico chimie et de la microstructure. Plusieurs hypothèses ont été envisagées pour expliquer l'origine de la couche indurée en surface : effet physico-chimique, bioturbation, vitesse de sédimentation. Les mesures physico chimiques et mécaniques effectuées sur des carottes disponibles ne permettent pas de trancher de façon définitive. Il est probable qu'il n'existe pas une cause unique. Plusieurs améliorations des procédures des essais d'identification des sols ont été proposées (teneur en matière organique, minéralogie, granulométrie). Les propriétés thixotropes de ces sols grands fonds ont été caractérisées par des mesures rhéologiques. Le comportement mécanique des sols a été étudié par des essais oedométriques et des essais triaxiaux. Les sédiments des grands fonds du Golfe de Guinée sont caractérisés par une forte compressibilité, éventuellement liée à la présence importante de smectite. La déstructuration du sol naturel en cours de compression a été bien observée. Les conditions expérimentales et les procédures opérationnelles d'essais triaxiaux drainés et non drainés sous très faibles contraintes ont été améliorées. La sensibilité des sédiments s'est démontrée être un paramètre bien adapté pour décrire le comportement d'un sédiment naturel structuré tel que celui du Golfe de Guinée. La microstructure du sol a été étudiée à l'aide d'analyse de Porosimétrie au Mercure et d'observations au Microscope Électronique à Balayage. Les observations ont apporté des éléments nécessaires pour clarifier le mécanisme de déstructuration du sol au niveau inter-aggrégats.
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Hani, Azzedine. "La Nappe alluviale de la Moselle en Lorraine essai de synthèse des caractéristiques hydrauliques et techniques des puits et forages /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37605820d.
Full text
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Chesnaux, Romain. "Élaboration d'une méthodologie de détection et de caractérisation des courts-circuits hydrauliques entre aquifères causés par un défaut de scellement de puits." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2005_CHESNAUX_R.pdf.
Full textAbstract:
Une approche théorique et expérimentale a été développée pour la détection de courtscircuits hydrauliques et la quantification de la contamination croisée dans le contexte de deux aquifères séparés par un aquitard et interceptés par un forage. De tels écoulements peuvent être dus, par exemple, à un défaut de scellement de puits de pompage ou de puits d'observation et peuvent avoir de graves conséquences économiques et de santé publique si l'aquifère inférieur est exploité pour la production d'eau de consommation. L'approche envisagée s'insère dans une perspective de développement durable et de préservation des ressources en eau. Le projet de recherche a consisté à développer et tester d'une part un protocole technique de détection des courts-circuits hydrauliques, et d'autre part une application mathématique pour caractériser et quantifier l'importance des débits de fuite engendrés par les courts-circuits hydrauliques. La méthode a été testée et validée par des modélisations numériques, des expériences de laboratoire à petite échelle, et à grande échelle sur un site de recherche expérimental. La méthode consiste en la réalisation de séries de pompages successifs à débits variables dans l'aquifère inférieur pour lesquelles les débits de fuite associés sont évalués. Le débit de fuite est déterminé à partir d'un essai de traçage non réactif. À chaque palier de pompage, un traceur est injecté en continue et à concentration constante dans un piézomètre installé dans l'aquifère supérieur. Si un défaut de scellement existe, le traceur s'écoulera à travers celui-ci et pourra être récupéré en sortie de pompage dans l'aquifère inférieur. Les équations présentées décrivent la relation existant entre le débit de fuite, la concentration d'injection du traceur, le débit de pompage et la concentration stabilisée mesurée en sortie de pompage. Des propriétés hydrauliques et géométriques du défaut de scellement peuvent ensuite être déterminées. La méthode a été testée sur le terrain, sur le site expérimental de Sorel au Québec, caractérisé par l'existence d'un système aquifère à nappe libre/aquifère à nappe captive séparé par un aquitard. Plusieurs forages ont été réalisés pour lesquels des défauts de scellement artificiels ont été créés. Les essais de terrain ont consisté à injecter une solution diluée de lithium dans l'aquifère à nappe libre et à réaliser une série de pompage dans l'aquifère à nappe captive. Les concentrations en lithium recueillies ont alors été utilisées pour les prédictions des débits de fuite. Les propriétés hydrauliques et géométriques des défauts de scellement ont ensuite été déterminées Les résultats obtenus ont alors été confrontés avec les caractéristiques in situ connues des défauts de scellement. La méthode proposée présente plusieurs avantages. Elle est relativement simple et peu coûteuse pour une application sur le terrain, aussi bien pour tester de nouveaux puits ou d'anciens puits déjà en place. Le piézomètre, qui fonctionne également en puits d'injection, peut être installé dans le même trou de forage que le puits (dans le cas de l'installation d'un nouveau puits) ou bien être installé dans un autre forage à proximité du puits (dans le cas d'un puits déjà en place). Le puits de pompage lui-même permet de recueillir les eaux marquées. Une limite pour l'application de la méthode est à relever. Elle concerne le contraste de conductivité hydraulique entre le défaut de scellement et l'aquitard. Il a été montré numériquement que pour un bon fonctionnement de la méthode, la conductivité hydraulique de l'aquitard doit être au moins de deux ordres de grandeur plus faible que la conductivité hydraulique du défaut de scellement. La théorie sur laquelle se base la méthode suppose que l'écoulement à travers l'aquitard est négligeable par rapport à celui du défaut de scellement. Dans le cas contraire, la méthode ne permettra pas une bonne évaluation des débits de fuite à travers le défaut de scellement. Bien que des hypothèses doivent être réalisées, la méthode fonctionne dans un cadre très général de système aquifères/aquitards. Enfin, il est à signaler que les propriétés du défaut de scellement pouvant évoluer dans le temps, l'importance de la contamination croisée est susceptible d'être modifiée. C'est pourquoi un puits suspect pourrait être amené à être retesté. Si le protocole est suivi et que les hypothèses sont respectées, la méthode développée constitue une approche très pratique et très fiable pour la détection et la caractérisation de courts-circuits hydrauliques engendrés par des défauts de scellement de puits<br>An experimental and theoretical approach has been developed for detecting and quantifying hydraulic short-circuits and cross-contamination between two aquifers separated by an aquitard and intersected by a borehole. Such leaks can be caused, for example, by improperly sealed pumping or monitoring wells and can have serious economic and health consequences if the underlying aquifer is being pumped for water supply. The research was undertaken within the global perspective of sustainable development and as an application of water resources protection. The research project consisted in developing and testing a technical approach and associated instrumentation for detection of short-circuits, and a mathematical approach to characterize and quantify the fluid and mass leakage rates. The methodology was successfully tested by numerical modelling, small-scale laboratory experiments, then finally at a large-scale field research site. The method consists in executing a series of successive, variable-rate pumping tests in the lower aquifer and measuring the leakage rates associated with each of the pumping steps. The leakage rate is estimated by a non reactive tracer test. At each pumping step, the tracer is injected under constant concentration from a piezometer installed in the upper aquifer. If a seal defect exists, the tracer will leak past the seal defect and will be recovered from the lower aquifer. The theoretical equations presented here describe the relationship between the leakage rate, the initial concentration of the injected tracer, the pumping rate and the recovered concentration. Hydraulic and geometrical properties of the seal defect can then be determined. The methodology was tested at the Sorel, Quebec field site, which is characterized by an unconfined and confined aquifer separated by an aquitard. The site includes several boreholes for which defective seals were artificially created. The field trial consisted of injecting a diluted lithium solution into the upper aquifer and concomitantly executing a series of pumping tests in the confined aquifer. The recovered lithium concentrations were used to confirm the theoretical solution for predicting the leakage rates. The predicted behaviour of the short-circuits and their calculated geometric and physical properties were confirmed with the in situ data. This newly developed methodology has several advantages. It is relatively simple and inexpensive to apply in the field, for wells to be newly dug as well as for existing wells. The piezometer, which also functions as the injection port, can be installed within the same borehole as the well (in the case of a new well), or drilled separately (for an existing well). The pumping well itself is used to monitor the tracer breakthrough. One limitation has been identified in regards to the applicability of this method. It concerns the contrast of hydraulic conductivity between the aquitard and the defective seal. It has been numerically shown that in order for the method to function, the hydraulic conductivity of the aquitard must be inferior to the hydraulic conductivity of the defective seal by at least two orders of magnitude. The theory upon which the method is based supposes that the aquitard leakage rate is negligible compared to that of the defective seal. In the opposite case, the method will not provide an accurate prediction of the leakage rate through the defective seal. Although some assumptions must be made, the method works for a wide range of aquifer/aquitard properties and leakage rates. However it must remembered that the properties of a seal can change with time, which can affect the degree of crosscontamination. Thus a suspect well should be re-tested fairly often. If the protocol is followed and the assumptions are respected, the approach provides a useful and practical method for detecting hydraulic short circuits
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Manivannan, Sivaprasath. "Measuring permeability vs depth in the unlined section of a wellbore using the descent of a fluid column made of two distinct fluids : inversion workflow, laboratory & in-situ tests." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX086/document.
Full textAbstract:
Dans les puits de production d’eau, de pétrole, de gaz et de chaleur géothermique, ou dans les puits d’accès à un stockage d’hydrocarbures, il est précieux de connaître la perméabilité de la formation ou de sa couverture en fonction de la profondeur, soit pour améliorer le modèle de réservoir, soit pour choisir les zones dans lesquelles procéder à des opérations spéciales.On propose une technique qui consiste à balayer la hauteur du découvert par une interface entre deux liquides de viscosités très contrastées. Le débit total qui pénètre la formation à chaque instant est ainsi une fonction de la position de l’interface et de l’historique des pressions dans le puits. On doit alors résoudre un problème inverse : rechercher la perméabilité fonction de la profondeur à partir de l’historique des débits dans le temps. Dans la pratique, le puits est équipé d’un tube central. Le balayage est effectué par injection d’un liquide à pression d’entrée constante dans le tube central et soutirage d’un autre liquide par l’espace annulaire. On mesure les débits d’injection et de soutirage dont la différence est le débit qui entre dans la formation.Pour valider et améliorer cette technique, on a d’abord utilisé une maquette simulant un découvert multi-couches disponible au LMS. On a exploité aussi des essais en place réalisés dans la couverture peu perméable d’un stockage souterrain de gaz. Dans ces essais, un liquide visqueux placé dans le découvert était déplacé par un liquide moins visqueux (méthode dite « opening »). Les couches plus perméables étaient correctement identifiées (Manivannan et al. 2017), mais une estimation quantitative était un défi en raison des phénomènes transitoires qui affectent le voisinage immédiat des puits. De plus, le rayon investigué dans le massif était petit.La thèse a relevé ces défis en proposant un essai légèrement différent et une nouvelle technique d’interprétation. Les essais avec une maquette modifiée ont montré la supériorité d’une méthode « closing » dans laquelle le puits est d’abord rempli du liquide le moins visqueux. On ménage une période de stabilisation avant l’injection du liquide visqueux pour réduire les effets transitoires ; elle permet aussi d’estimer la perméabilité moyenne et l’influence de la zone endommagée à la paroi (le « skin »).Puis on conduit l’essai proprement dit. L’historique des débits mesurés en tête de puits constitue le profil d’injection dont on déduit le profil de perméabilité.. Cette estimation suppose un écoulement monophasique dans chaque couche et la même « skin » pour toute la formation. Les incertitudes principales portent sur les pressions de formation et les variations possibles du « skin ». Elles sont estimées au moyen d’un calcul analytique. On a vérifié sur la maquette que les profils de perméabilité estimés présentent une bonne concordance avec les perméabilités mesurées avant les essais.On a réalisé un essai sur un sondage de 1750 m de long atteignant une couche de sel dont on a correctement estimé la perméabilité moyenne pendant la période de stabilisation. Toutefois elle était si faible (4.0E-21 m²) que l’utilisation de deux fluides n’a pas permis de faire une différence entre les diverses parties du puits<br>In wells producing water, oil, gas or geothermal energy, or in access wells to hydrocarbon storage, it is critical to evaluate the permeability of the formation as a function of depth, to improve the reservoir model, and also to identify the zones where additional investigation or special completions are especially useful.A new technique is proposed, consisting of scanning the open hole (uncased section of the wellbore) with an interface between two fluids with a large viscosity contrast. The injection rate into the formation depends on interface location and well pressure history. An inverse problem should be solved: estimate permeability as a function of depth from the evolution of flow rates with time. The wells are usually equipped with a central tube. The scanning is done by injecting a liquid in the central tube at constant wellhead pressure. Injection and withdrawal rates are measured at the wellhead; the difference between these two rates is the formation injection rate.To validate and improve this technique, we used a laboratory model mimicking a multi-layer formation, already available at LMS. We also made use of in-situ tests performed on an ultra-low permeable cap rock above an underground gas storage reservoir. In these tests, a viscous fluid contained in the open hole was displaced by a less-viscous fluid (a method called opening WTLog). The more permeable layers were correctly identified (Manivannan et al. 2017), but a quantitative estimation was challenging due to transient phenomena in the vicinity of the wellbore (near-wellbore zone). In addition, the investigation radius was small.These challenges are addressed by proposing a slightly modified test procedure and a new interpretation workflow. Laboratory tests with a modified test setup showed the advantages of the ‘closing’ method in which the well is filled with a less-viscous fluid at the start of the test. We also added a stabilization period before the injection of viscous fluid to minimize the transient effects; this period is also used to estimate the average permeability of the open hole and the effect of near-wellbore damage (skin).Then the test proper is performed (closing WTLog). The injection profile of the less-viscous fluid is computed from the wellhead flow rate history. A permeability profile is estimated from the injection profile. The permeability estimation considers a monophasic flow in each layer and the same skin value for all the formation layers. Major uncertainties in the permeability estimates are caused by formation pressures and heterogeneities in skin values; they are estimated using an analytical formula. We have verified on the laboratory setup that the estimated permeability profiles are well correlated to the permeabilities measured before the tests.An attempt was made to perform a WTLog in a 1750-m long wellbore opening in a salt formation. The first phase was successful and the average permeability was correctly assessed. However, this permeability was so small (4.0E-21 m² or 4 nD) that the gauges and the flowmeters were not accurate enough to allow a clear distinction between the permeabilities of the various parts of the open hole
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Takherist, Djilali. "Structure crustale, subsidence mésozoi͏̈que et flux de chaleur dans les bassins nord-sahariens (Algérie) : apport de la gravimétrie et des données de puits." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20052.
Full textAbstract:
Ce travail axe sur trois aspects differents a pour objectif principal: l'analyse de la structure crustale a partir des donnees gravimetriques, l'etude des mecanismes de formation du bassin mesozoique et son evolution par rapport au contexte geodynamique de la region, la determination et l'analyse de l'etat thermique actuel et ses implications geodynamiques possibles. Ainsi, une carte gravimetrique synthetique et homogene a ete etablie pour l'ensemble de l'algerie. On y identifie les differents domaines structuraux majeurs qui portent l'empreinte de la structuration panafricaine de la croute au moins jusqu'a l'atlas saharien au nord, et qui ont subi l'influence des episodes tectoniques ulterieurs. Une importante et nouvelle zone de suture panafricaine a ete proposee. Ceci vient appuyer l'hypothese de la formation de la chaine panafricaine par accolement successif. L'etude de la subsidence du ne saharien aboutit a un schema d'evolution complexe de ce bassin au cours du mesozoique. Des mecanismes simples sont invoques et leur interaction rend l'analyse plus difficile. La determination du flux de chaleur permet d'etablir une cartographie de ce parametre pour l'ensemble de l'algerie. Elle met en evidence l'existence d'une importante anomalie thermique dans les bassins au nord du hoggar. Des evidences geophysiques et petrologiques permettent d'associer cette anomalie thermique a l'existence d'un manteau superieur anormal sous les bassins sahariens
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Bouchetob, Ahmed Lazhar Fodhil. "Contribution à la modélisation en 2D et 3D du phénomène de discage." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10198.
Full textAbstract:
L'un des problemes essentiel en mecanique des roches appliquee est la recuperation de carottes intactes lors du forage de puits petroliers pour les analyses d'identification des echantillons au laboratoire. Le theme de notre recherche est la contribution a la modelisation de l'initialisation de la rupture des carottes par une approche en bi et tridimensionnelle. Ce phenomene de rupture appele discage depend essentiellement des parametres geomecaniques de la roche, des parametres geometriques de la couronne du carottier, de la pression de boue et des contraintes geostatiques. Une modelisation par elements finis permet de mener une etude parametrique dans le but d'ameliorer la technique de carottage. Dans un premier temps, nous avons procede a l'etude du phenomene de discage par une approche en symetrie de revolution. Le principe consiste a la determination d'un domaine de non discage dans le but d'obtenir des carottes intactes a partir des conditions de forage en profondeur variable. L'objectif recherche est d'etudier l'influence des differents parametres sur les contraintes de discage. Un mailleur automatique du domaine de fond de puits permet la generation de plusieurs formes de saignee en un minimum de temps. Dans la seconde phase, l'analyse du discage est effectuee selon une approche tridimensionnelle. Cette approche permet de tenir compte d'un etat de contraintes anisotropes, pour des puits verticaux et devies. En outre, cela permet d'etudier l'influence des efforts d'interaction outil-roche, a savoir ; le couple et le poids sur l'outil. En ce sens, il a ete developpe un mailleur automatique tridimensionnel avec la possibilite d'effectuer des loupes sur la zone a haute probabilite de rupture. D'autre part, un modele theorique pour l'estimation des efforts d'interaction a ete mis au point theorique pour l'estimation des efforts d'interaction a ete mis au point.
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Besset, Pierre. "Automatic control of a marine loading arm for offshore LNG offloading offloading." Thesis, Paris, ENSAM, 2017. http://www.theses.fr/2017ENAM0011/document.
Full textAbstract:
Un bras de chargement de gaz est une structure articulée dans laquelle du méthane peut s’écouler à température cryogénique. En haute mer, ces bras sont installés sur le pont de navires-usines et se connectent à des méthaniers pour leur transférer du gaz. En raison de problèmes de sécurité et de performances, il est souhaité que le bras de chargement soit robotisé pour qu’il se connecte automatiquement. Cette thèse a pour objectif l‘automatisation de la connexion. Cette opération nécessite un pilotage de grande précision vis à vie de la taille du bras. Pour cette raison le bras est d’abord étalonné pour augmenter sa précision statique. Ensuite, des analyses modales expérimentales mettent en évidence l’importante souplesse de la structure des bras de chargement. Pour cette raison un générateur de trajectoires « douces », à jerk limité, est développé afin de piloter le bras sans le faire vibrer. Enfin, un système de compensation actif visant à compenser les mouvements relatifs des deux navires est mis en place. Cette compensation combine la génération de trajectoires douces avec une composante prédictive basée sur des réseaux de neurones. Cette dernière permet de prédire et d’anticiper les mouvements des navires sur l’océan, afin d’annuler tout retard dans la compensation. Finalement, cette thèse présente la première connexion automatique d’un bras de chargement, et démontre la validité de cette approche<br>Marine loading arms are articulated structures that transfer liquefied gas between two vessels. The flanging operation of the loading arm to the receiving tanker is very sensitive. This thesis aims to robotize a loading arm so it can flange automatically. The required accuracy for the connection is very high. A calibration procedure is thus proposed to increase the accuracy of loading arms. Moreover a jerk-limited trajectory generator is developed to smoothly drive the arm without inducing oscillation. This element is important because the structures of loading arms have a very low stiffness and easily oscillate, as highlighted by modal analyses.A predictive active compensation algorithm is developed to track without delay the relative motion between the two vessels. This algorithm relies on an artificial neural network able to predict the evolution of this relative motion. Finally this thesis presents the first automatic connection of an offshore loading arm. The success of the final tests validate the feasibility the automatic connection and the validity of this approach
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Cosme, Emmanuel. "Cycle du soufre des moyennes et hautes latitudes Sud dans un modèle de circulation générale atmosphérique." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00705168.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de contribuer à la compréhension du cycle atmosphérique du soufre en Antarctique par l'utilisation d'un Modèle de Circulation Générale Atmosphérique (MCGA). Les versions "Antarctique" et "soufre" du MCGA LMD-ZT ("Laboratoire de Météorologie Dynamique- Zoom Traceurs") ont été fusionnées pour l'étude à haute résolution Antarctique du cycle du soufre dans les moyennes et hautes latitudes Sud. Une méthode de forçage "latéral" de la circulation atmosphérique antarctique par des analyses du Centre Européen de Prévision Météorologique à Moyen Terme (CEPMMT) a été spécifiquement développée et appliquée. Le modèle a d'abord été évalué. Il représente correctement le cycle saisonnier des espéces soufrées aux sites d'observation en Antarctique. Plusieurs défauts ont cependant été identifiés , discutés, et certains ont été étudiés par des expériences numériques spécifiques. Ceci nous a permis, dans la suite de ce travail, de décrire de manière critique le cycle du soufre en Antarctique à partir des résultats du modèle. Le modèle a été utilisé pour trois applications. La première a été une mise en oeuvre directe du modèle, tel qu'il a été évalué, dans le but d'estimer les distributions spatiales, le cycle saisonnier dans les régions centrales, et le bilan annuel des espèces soufrées en Antarctique. La deuxième se présente sous forme d'études de sensibilité à la formulation des émissions de sulfure de diméthyle (DMS) océanique, que la phase d'évaluation a révélé comme déterminante pour la modélisation du cycle du soufre. Pour la troisième, l'adjoint du modèle de transport (qui, en première approximation, permet de remonter le temps), complété par l'adjoint du module chimique spécifiquement développé pour ce travail, a été mis en oeuvre pour une recherche quantitative de l'origine géographlque et de l'âge des espèces soufrées en Antarctique.