Bio-argiles organiques pour fluides de forage à base de pétrole

Bio-organoclays for oil-based drilling fluids

• Auteur / Autrice : Qiang Li
• Direction : Maguy Jaber
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
• Date : Soutenance le 24/10/2023
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'archéologie moléculaire et structurale (Paris ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Lambert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Georgelin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Svetlana Mintova, Nikolai Nesterenko
• DOI : 10.70675/a0f3a266z194dz4bcaz90fez58d320671df8

Mots clés

Mots clés contrôlés

Argile

Boues de forage

Rhéologie

Lécithine

Bentonite

Intercalation (chimie)

Mots clés libres

Montmorillonite organique

Lécithine

Modification

Mécanisme d'intercalation

Fluide de forage à base de pétrole

Rhéologie

Organic montmorillonite

Lecithin

Modification

Intercalation mechanism

Oil-Based drilling fluid

Rheology

Résumé

Les argiles organiques sont connues pour modifier les propriétés rhéologiques des boues de forage dans le domaine pétrolier. Dans le cadre de ce travail, une série d’argiles organiques a été préparée à base de bentonite et de lécithine. Les différents paramètres tels que la température, le temps, le pH et la concentration en lécithine ont été explorés. Le mécanisme d'intercalation de la lécithine dans la bentonite ainsi que la conformation de la matière organique dans l’espace interfoliaire ont été étudiés dans différentes conditions de pH. Enfin, les composites préparés ont été dispersés dans différentes huiles conformément aux normes de l’American Petroleum Institute (API) afin de tester leurs propriétés rhéologiques. Celles-ci ont été corrélées aux informations microstructurales des composites bentonite-lécithine analysés par diffraction de Rayons X et microscopie électronique à transmission. Des résultats prometteurs ont été obtenus montrant le potentiel important des ces matériaux hybrides inorganiques-organiques des l’ingénierie de forage.

Organoclays are typical additives that impart rheological properties to oil-based drilling fluids and have long been the subject of research. This study aims to investigate the preparation of organoclays based on bentonite and lecithin, and explore its potential application in oil-based drilling fluids. Initially, the effects of reaction temperature, time, pH and lecithin concentration on the properties of organoclays were analyzed. Subsequently, the mechanism of lecithin intercalating bentonite and the transition in interlayer conformation were carefully studied under different pH conditions. Finally, the prepared organoclays were used to formulate oil-based drilling fluids according to American Petroleum Institute (API) standards. The rheological properties of these oil-based drilling fluids were evaluated and correlated with the microstructural information of organic clays obtained by XRD and TEM. The promising characteristics of vegetable oil-based drilling fluids incorporating organoclays offer significant potential for their utilization in drilling engineering.