Fluides de forage Techniques de forage Réalisé par : Fatiha AIT ELHAJ Meriem AMASRI Amina BELAFIA Achraf BELGHITI Maroua JIRARI Mohammed MEZIANE Encadré par : Mr JAAIT

PLAN Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion

Définition PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Le fluide de forage, appelé aussi boue de forage, est un système composé de différents constituants liquides (eau, huile) et/ou gazeux (air ou gaz naturel) contenant en suspension d'autres additifs minéraux et organiques (argiles, polymères, tensioactifs, déblais, ciments, …). Le fluide de forage est devenu une nécessité dès l’apparition du forage «rotary ». Techniques de forage

Fonctions des fluides de forage PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Les principaux rôles du fluide de forage sont: Assurer la remontée des déblais du fond du forage jusqu’ en surface par la circulation d’un fluide visqueux dans l’espace annulaire. Ces déblais donnent des informations géologiques sur les formations traversées lors du forage.   Maintenir les déblais en suspension lors d’un arrêt de circulation dans le but d’empêcher la sédimentation des déblais afin de redémarrer le forage sans coincement et ceci est possible grâce à la nature thixotrope du fluide. Refroidir et lubrifier l’outil de forage pour éviter l’usure rapide des pièces métalliques en mouvement. Techniques de forage

Fonctions des fluides de forage PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Le soutènement des parois du forage en raison de la pression hydrostatique exercée par le fluide en écoulement et le contrôle de la venue des fluides des formations rocheuses traversées.   Minimisation des dommages provoqués à la formation géologique Enfin la boue ne doit être ni corrosive ni abrasive pour l’équipement, ni toxique ou dangereuse pour le personnel et elle ne doit pas présenter de risque d’incendie. Techniques de forage

Utilisation PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Le choix du fluide de foration dépend de la nature des terrains à traverser, des possibilités de l’équipement, des possibilités d’approvisionnement en produits et en eau. On distingue deux grandes familles de fluide : Les fluides à base d’air : utilisés en terrains compacts, de bonne tenue, homogènes, secs ou faiblement aquifères. Particulièrement recommandé dans les zones à pertes non aquifères. Dans les zones légèrement aquifères on utilise parfois des agents déshydratants (Silicagel) ou des agents moussants. Les fluides à base d’eau : composés d’argile (bentonite) ou d’additifs polymères et utilisés en terrains non consolidés, formations argileuses ou zones de pertes. L’utilisation d’eau salée peut dépendre des conditions d’approvisionnement. Techniques de forage

Propriétés des fluides de forage Les caractéristiques des fluides de forage sont généralement basées sur les paramètres suivants : La densité : Elle conditionne la remontée des cuttings, la maîtrise des éruptions d’eau et la tenue des parois du forage. La viscosité : Permet d’avoir un outil bien dégagé, une bonne remontée des cuttings, et une bonne décantation des cuttings dans les fosses de décantation ou les tamis vibrants. Le filtrat : propriété d’une boue à laisser filtrer l’eau à travers la paroi du trou. Le cake : propriété d’une boue à déposer une couche d’argile sur les parois. PH : Renseigne sur le risque de floculation. Teneur en sable : Le sable est néfaste par son abrasivité dans le circuit où il circule (il use également les organes de pompe d’injection de boue). Sa teneur ne doit pas dépasser 0.5%. PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Techniques de forage

Types des fluides de forage d’eau PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Eau claire Eau avec additifs argileux : Bentonite   Il s’agit d’un mélange de bentonite et d’eau. La bentonite est une argile smectique de type montmorillonite (un minéral du groupe des silicates, appartenant à son tour au sous-groupe des phyllosilicates qui inclut les argiles. Il s’agit d’un hydrosilicate de magnésium et l’aluminium qui peut contenir d’autres éléments.). La boue bentonitique est caractérisé par : Sa limite liquide très élevée : Cela fait que même si une grande quantité d’eau lui est ajoutée, le mélange garde stabilité et consistance. Une propriété thixotropique très importante qui fait qu’elles sont très utiles en construction : lorsqu’une boue bentonitique est amassée et sa teneur en eau est stable, elle perd de sa résistance et se comporte comme un fluide. Cependant, elle récupère cette résistance au repos. Techniques de forage

Types des fluides de forage d’eau PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Principe : Pendant le creusement de la tranchée, la boue la remplie progressivement : compte tenu qu’elle est continuellement en mouvement, elle est de faible consistance et se comporte comme un fluide. Cependant, lorsqu’elle est au repos, la viscosité de la boue bentonitique augmente jusqu’à une résistance suffisante qui évite que les parois de la tranchée ne tombent, en les contenant. Types de boues bentonitiques :   Limite de liquidité Limite de plasticité Indice de plasticité Gonflement Argile bentonitique 80-150 2à6 Bentonite calcique 100-200 50-150 3à7 Bentonite sodique 450-550 50-60 400-500 12à16 Bentonite calcique activée 350-700 300-650 10à25 Techniques de forage

Figure 1: Mélangeur et Pompe à boue Types des fluides de forage d’eau PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion La bentonite sodique et celle calcique activée sont les plus indiquées pour la fabrication de boue de forage. Les caractéristiques normales d’une boue de forage sont : -Densité : 1.2 -Viscosité : 40à 45 -Filtrat : 5 à 9.5 cm 3 -Cake : 5mm -PH : 7 à 9.5 -0.5% de sable Figure 1: Mélangeur et Pompe à boue Circuit de boue : Techniques de forage

Types des fluides de forage d’eau PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Avantage : La bentonite fonctionne extrêmement bien. Inconvénient : Une fois que la bentonite a plâtré sur les parois du trou de forage, il est très difficile de l’enlever, il faut utiliser des produits chimiques ou des pompes puissantes pendant le développement du forage. Si la bentonite n’est pas enlevée correctement, cela peut gravement affecter le débit du forage ! Il n’est donc PAS recommandé d’utiliser de la bentonite pour les forages manuels (à faible coût). Techniques de forage

Types des fluides de forage d’eau PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Boue avec additifs polymériques : Les polymères ont plusieurs rôles dans une boue de forage : Augmentation de la viscosité Stabilisation des parois du trou de forage Réduction de l’absorption de matières solides par la boue Réduction de l’infiltration dans les couches poreuses Exemple de polymères naturels : gomme de Guar, Revert Le REVERT, boue biodégradable à base de polymère naturel, est un fluide de forage destiné à remplacer avantageusement les boues à base d’argiles naturelles. Il doit son nom à sa caractéristique essentielle qui est son pouvoir de « réversion » à terme de viscosité. Au bout d’un temps, la viscosité change et la boue devient aussi fluide et limpide que de l’eau pure. Son emploi permet de réaliser dans d’excellentes conditions les forages d’eau utilisant la technique du rotary à la boue, et facilite également l’opération du lavage. Techniques de forage

Types des fluides de forage d’eau PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Air sec   L’air est le fluide de forage qui possède la plus basse densité et le prix de revient le moins élevé, mais le forage à l’air qui a commencé en 1940, devient difficile lors de venues importantes d’eau. Il apporte une solution à des problèmes compliqués parfois impossibles à résoudre avec les méthodes de forage à la boue conventionnelle. Il est recommandé dans le cas des pertes totales répétées de la boue lors de la circulation ainsi que dans le forage des couches productrices sous faible pression. Techniques de forage

Types des fluides de forage d’eau PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Mousse   Les mousses sont des dispersions d’un volume de gaz (relativement) important dans un volume de liquide relativement faible. Elles sont injectées dans un forage à l‘aide d’une pompe à mousse lorsque les terrains traversés sont fracturés, ou lorsque le forage à l’air est impossible parce que la pression nécessaire ne peut être fournie sur le chantier. L’avantage du forage à la mousse se résume par sa faible pression hydrostatique au fond et par son excellent pouvoir de remontée des déblais à moins que la mousse ne refroidisse pas convenablement les terrains traversés ainsi que le train de sonde et ne contrôle pas la tenue des parois du puits (pas de cake). Mousse rigide (renforcée par les polymères ou la bentonite) Techniques de forage

Conclusion PLAN   Définition Fonctions des fluides de forage Utilisation Propriétés des fluides de forage Types des fluides de forage d’eau Fluides à base d’eau Fluides à base d’air Conclusion Les fluides de foration ont des fonctions techniques à garantir un bon déroulement du creusement et pouvoir répondre de plus en plus aux exigences environnementales et techniques. Il apparaît donc que les fluides de foration sont un outil important pour la réalisation d’un forage , leur choix est toujours lié aux impératifs techniques du cahier des charges du site. Techniques de forage

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