Un modèle développé par les chercheurs de KAUST fournit des informations sur le comportement des boues de forage dans les puits et pourrait aider l'industrie pétrolière à éviter les puits bouchés. Crédit :Qi Liu &Carlos Santamarina
Un modèle qui simule la façon dont les fluides de forage, ou des boues, se comporter et influencer la stabilité des puits de pétrole a été développé par les chercheurs de KAUST. Leurs découvertes pourraient éclairer de nouveaux protocoles de sécurité et la conception de nouvelles boues de forage.
Pour s'assurer que les puits de pétrole sont sûrs et économiquement viables, il est vital de maintenir leur intégrité. Les ingénieurs ont passé des décennies à optimiser les boues de forage, qui sont pompés dans de nouveaux puits pour réduire la friction et garder le trépan propre. Une fois dans le puits, l'élément liquide de la boue s'infiltre dans la roche environnante laissant des particules solides pour créer un gâteau de boue, qui tapisse les parois du puits pour les stabiliser.
Cependant, le comportement des boues de forage au sein des puits est très complexe, et leur efficacité dépend de nombreux facteurs, comme la température, salinité et perméabilité, dans la boue elle-même et dans la roche environnante. Des boues inefficaces peuvent obstruer le puits et conduire à un blocage des tuyaux, un problème coûteux et chronophage pour l'industrie pétrolière.
Qi Liu et Carlos Santamarina de KAUST ont développé un modèle sophistiqué de formation de gâteaux de boue à partir de boues de forage à base d'eau pour l'industrie pétrolière. Leur modèle donne un aperçu de la croissance du mudcake et suggère des moyens d'assurer une formation optimale.
"Le mudcake se forme comme un filtrat, semblable au café moulu dans une presse française, à l'interface entre le puits et la roche, " dit Liu.
Le comportement des boues de forage à l'intérieur des puits est très complexe, et leur efficacité dépend de nombreux facteurs dans la boue elle-même et dans la roche environnante. Crédit :Qi Liu &Carlos Santamarina
"La plupart des modèles de mudcake existants supposent un changement soudain entre les phases de lisier et de gâteau, ce qui n'est pas représentatif, " explique Liu. " Au lieu de cela, nous avons utilisé des équations qui capturent la transition progressive entre le taux de vide, perméabilité et contraintes effectives pour créer un modèle qui représente correctement l'évolution du lisier de boue au gâteau de boue."
Leurs résultats montrent que les facteurs environnementaux, notamment thermiques, les contraintes chimiques et mécaniques jouent un rôle critique dans la croissance excessive du mudcake, ainsi qu'une perméabilité élevée et une faible viscosité de la boue qui provoquent de graves pertes de fluide dans le système.
"Nous avons également constaté que la force totale agissant sur le tuyau augmente avec le temps, " dit Liu. " Par conséquent, notre principal conseil pour éviter les tuyaux coincés est de minimiser le temps passé à l'arrêt. Les sociétés de forage doivent également optimiser la conception de la boue en tenant compte des conditions de fond de trou complexes. »
L'équipe travaille également sur des boues conçues qui permettent aux utilisateurs de les surveiller directement. Ceux-ci incluent une nouvelle boue magnétique-sensible, des boues à base de nanoparticules aux propriétés uniques, et des boues réactives aux stimuli qui changent de propriétés sur demande.
