Comportement d'un nouveau matériau pour la cimentation de puits de pétrole : relations entre la structure particulaire et les propriétés rhéologiques

• Auteur / Autrice : Nicolas Dubois
• Direction : Henri Van Damme
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physicochimie des matériaux
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Granulométrie

Granulats

Viscosité

Rhéologie

Pétrole -- Puits

Ciment

Plasticité

Béton -- Teneur en air

Mots clés libres

Fumée silice

Résumé

L'objectif de ce travail est d'etudier le comportement rheologique des betons a ultra hautes performances (buhp) pour puits de petrole pendant la periode dormante, dans les premiers instants suivant le malaxage. Les buhp sont generalement constitues de ciment, de sable, de fumee de silice, d'eau et d'un fluidifiant. Nous avons cherche a maitriser leur comportement rheologique a partir de donnees macroscopiques simples, telles que la compacite a sec et la taille des particules. Les mesures de viscosite et de contrainte seuil ont ete effectuees avec des rheometres classiques a vitesse et contrainte imposees, en utilisant une geometrie plan-plan, des cylindres coaxiaux ou un scissometre. Les difficultes rencontrees lors de la caracterisation de tels melanges sont soulignees et un protocole experimental est decrit. Une premiere interpretation du comportement rheologique du melange est discutee en considerant les interactions granulaires classiques, telles que effets de paroi et desserrement. Cette approche permet de predire la compacite a sec et le comportement rheologique de certains melanges granulaires dont le rapport des diametres de deux classes successives n-1 et n satisfait d n 1/d n<0,2. L'introduction d'un autre concept, nomme espacement, nous a permis d'evaluer la viscosite de suspensions dont les rapports de diametres moyens entre classes granulaires successives sont grands (d n 1/d n>0,2), et de predire le comportement de melanges creux. De plus, il devient alors possible d'abaisser la viscosite et la contrainte seuil des buhp, en modifiant la repartition granulometrique des composants tout en conservant une meme quantite d'eau. L'action particuliere de la fumee de silice, constituee de particules spheriques soudees entre elles et formant des amas difficilement cassables, sur le comportement rheologique des buhp est mise en evidence.