Caractérisation des fluides de forage : boues propres et chargées

JNGG 2002, 8 et 9 Octobre 2002, Nancy 10
On constate que la valeur de seuil est directement liée à la concentration en argile active et qu'elle
est dopée par les ions Ca 2+ . En présence de ces derniers, le seuil croît plus vite au cours du
processus de régénération que pour les autres modes de pollution. On sait que l'ajout de cations Ca 2+
conduit à l'augmentation de la force ionique et se traduit par une forte compression de la double
couche et un système globalement moins répulsif (Güven et al, 1992).
Pour comprendre le comportement des systèmes pollués par le CaSO 4 , il faut expliciter les
changements structurels liés à la perturbation des interactions initiales entre les entités structurelles
(agrégats ou particules).
18
16
Pollution sable
18
16
Pollution kaolin-sable
14
14
Boue de fonctionnement
Boue regénérée :
Etat 0
Etat 1
Etat 2
Etat 3
12
10
8
6
4
12
10
8
6
4
2
a)
0
0 100 200 300 400 500 600
2
b )
0
0 100 200 300 400 500 600
12
20
11
10
9
8
Pollution CaSO
4
18
16
14
Pollution kaolin
7
12
Contrainte (Pa)
Vitesse de cisaillement (1/s)
6
5
4
3
2
1
c)
0
0 100 200 300 400 500 600
10
8
6
4
2
d )
0
0 100 200 300 400 500 600
Figure 2. : Rhéogrammes courts des boues de fonctionnement, polluées et régénérées
pour chaque contaminant.
L'analogie faite avec les suspensions de la famille F1 peut laisser supposer que la compression de
la double couche permet d'augmenter les interactions Bords-Faces et Bords-Bords (les charges de
bords sont moins écrantées). L'emprisonnement d'importants volumes d'eau est alors possible. Le
seuil augmente donc et est associé à une structure résistante. Dès amorce de rupture, la libération
des volumes d'eau fait que cet édifice «s'écroule» très rapidement. On observe alors une
fluidification rapide. La modification du mode d'adsorption des ions peut aussi intervenir dans ce
processus.
En régénérant le matériau avec une boue exempte d'électrolytes, on diminue d'une part la
concentration en électrolyte, et on apporte d'autre part des agrégats résistants qui seront d'autant
moins affectés par les ions Ca 2+ que l'apport de boue neuve est important.