Caractérisation rhéologique et modélisation structurelle des systèmes argile-polymère. Application aux fluides de forage

Résumé : Le comportement rhéologique des systèmes argile-polymère couramment utilisés dans les formulations des fluides de forage est examiné dans cet article. Un protocole d'essai adapté à leur nature thixotrope qui permet d'effectuer des mesures reproductibles est mis au point. Les propriétés intrinsèques du matériau sont ainsi déterminées sur toute la gamme de sollicitations : du comportement solide aux faibles déformations au comportement fluide aux taux de déformations intenses. Il est montré que ces systèmes sont caractérisés par des temps de restructuration longs, par des rhéogrammes en régime permanent présentant un minimum de contrainte et par des dépassements importants de la contrainte lors des essais transitoires. Ces effets peuvent être complètement masqués par des procédures d'essai préconisés par les normes en vigueur dans le forage. Une loi de comportement structurelle récente qui relie les propriétés thixotropes et viscoélastiques du matériau aux mécanismes de création et de rupture des flocs peut reproduire l'ensemble des phénomènes observés. Sa capacité de décrire le changement de structure au sein du fluide sous écoulement ou au repos et les variations associées de la contrainte permet d'envisager une meilleure modélisation de l'hydraulique du forage.
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Contributor : Edp Sciences <>
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U. Cartalos, P. Baylocq, J. Lecourtier, J. M. Piau. Caractérisation rhéologique et modélisation structurelle des systèmes argile-polymère. Application aux fluides de forage. Revue de l'Institut Français du Pétrole, EDP Sciences, 1997, 52 (3), pp.285-297. ⟨10.2516/ogst:1997041⟩. ⟨hal-02079119⟩

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