Contribution à l'optimisation du carottage par modélisation de l'initialisation du discage Contribution to the Optimizing of Core Drilling by Modeling the Initiation of Discing

Abstract

L'étude du discage des carottes pétrolières peut être utilisée, soit : - quand il survient, comme un indicateur des contraintes in situ; - comme un moyen d'optimiser le carottage en vue de l'obtention de carottes intactes pour les essais en laboratoire. Nous n'aborderons dans cet article que le dernier aspect du problème. Dans un premier temps, nous dégagerons, à partir d'une étude bibliographique, les principaux paramètres qui influent sur le discage. Le logiciel DISCAGELF (éléments finis en symétrie de révolution) sera ensuite décrit succinctement. Il inclut un mailleur automatique et une possibilité d'effectuer une loupe sur la zone à haute probabilité de rupture pour assurer son accessibilité et son implantation éventuelle sur des micro-ordinateurs (type PC). Une validation de ce logiciel à partir d'essais réalisés sur le Triaxial vrai de Lille et sur la cellule à disquer de l'Institut National pour l'Environnement et les Risques (INERIS) (avec ou sans simulation de pression de boue) a ensuite été effectuée. Dans la quatrième partie de cet article, nous présenterons les résultats essentiels, provenant de plus de 200 simulations numériques, relatifs à l'influence des paramètres : caractéristiques géomécaniques du matériau, densité de boue, poids sur l'outil, type et géométrie de l'outil de carottage, sur les contraintes d'amorce de la rupture. Nous avons ainsi mis en évidence l'existence : - d'un domaine de sécurité vis-à-vis de l'amorce de la rupture ; - de relations linéaires entre les contraintes radiales d'amorce de la rupture d'une part, et les caractéristiques géomécaniques du matériau et la densité de la boue d'autre part ; - de quatre positions préférentielles du point d'amorce de la rupture pour lesquels le mécanisme engendrant la rupture est différent ; - de l'influence du type et de la géométrie du carottier sur l'amorce de la rupture et sur la courbure des disques potentiels ; - de certaines gammes de valeur de la distance entre les ruptures par discage.