Soutenance mémoire
Différentes Méthodes de Mesures de la dureté des Roches
La dureté Brinell
La dureté Brinell d’une roche peut être mesurée a l’aide d’un échantillon de roche soumis a une charge prédéterminée au moyen d’une bille de forme sphérique en acier et en mesurant le diamètre ou la profondeur de l’empreinte. L’essai de la dureté Brinell est de la valeur particulier dû au rapport apparent qui existe entre la dureté et les autres propriétés mécaniques de la roche. La recherche antérieure a suggérée l’existence d’un rapport empirique entre la dureté Brinell et le module élastique de la roche, pour permettre une estimation du module d’Young. Par conséquent , l’essai de la dureté Brinell est envisagée favorablement par quelque section de l’industrie de pétrole pour une estimation simple et rapide du module d’élasticité, ce qui réduit le coût élevé d’un long et difficile programme d’essai de roche au laboratoire.
Méthode expérimentale de bocardage
La méthode bocardage, pour la détermination du coefficient de dureté des roches, est fondée sur le principe de proportionnalité du travail fourni et la surface formée de la roche. D’après les recherches, il a été établi que la surface nouvellement formée pendant le concassage des roches se compose en générale de90%de morceaux dont le diamètre moyen est 0.5 mm, selon ce principe Protodiakonov Cadet a proposé la méthode de bocardage. Pour la détermination du coefficient de dureté avec cette méthode il est nécessaire de suivre les instructions suivantes :
-Concasser la roche à l’aide d’un marteau en plusieurs morceaux de dimensions moyennes 10 à 14 mm.
-Prendre 5 charges pesants chacune 50 à 70 g.
– Concasser chaque charge dans un tube métallique a l’aide d’un poids de 2.4 Kg et un hâteur de chute de 60 cm. Le nombre de coups dépend de la dureté de la roche et varie d’habitude entre 5 et 15.
-Le produit concassé est versé dans un tamis de 0.5 mm.
-le produit d’une fraction fine moins de 0.5 mm se mesure dans une volumétrie de diamètre 23 mm.
-le coefficient de dureté moyen de la roche se détermine par la formule suivante ;
ƒ=20n /h.
Ou : n = nombre de coupes.
h = indication de volumétrie.
Essai du marteau de Schmidt
Le marteau de Schmidt opère sur le principe suivant : Quand un échantillon de roche est frappé avec un marteau en acier, la mesure de rebondissement, qui peut être observée par l’opérateur, est une mesure de la dureté et par conséquent de la résistance de la roche. Le marteau de Schmidt décrit ci-dessous est de construction simple, accessible et très robuste ce qui le rend très pratique pour usage in situ. Il pesé environ 1600 g est de 30 cm de longueur. Le marteau de Schmidt consiste essentiellement d’un ressort et d’une masse de charge qui glisse le plongeur dans le logement tubulaire.Sur extension du ressort à une position prédéterminée et arrangée, un mécanisme automatique de déclenchement vient en action et pousse la masse à se heurté avec l’énergie du ressort tendu sur le renforcement du plongeur. L’action de déclenchement est par conséquent indépendante de l’opérateur. La masse rebondira par le plongeur, qui est en contact avec la roche sous l’essai et déplacera l’aiguille de lecture le long de l’échelle. Avant de revenir à la position de zéro, l’aiguille peut être maintenue par la pression du bouton stop pour permettre de prendre la lecteure .Quand le plongeur est complètement étendu il est automatiquement repositionné pour le prochain essai.
Essai de la charge de point
La charge de la pointe est un instrument portable qui peut être utilisée pour déterminer la résistance à la compression uni axiale et la résistance à la traction d’une roche.
Dans cet assai, un échantillon de roche préparé est placé entre deux plateaux tronqués et sphériques de la charge de pointe. La pression sera appliquée à l’aide d’un système de pompe hydraulique pour fournir une force uni-axiale jusqu’à la rupture de l’échantillon de roche. La pression appliquée au moment de la rupture serait notée.Ilest nécessaire de mesurer le diamètre de chaque échantillon, qui sera inséré dans la charge de pointe en mode horizontal. Il est inutile de mesurer la longueur de l’échantillon, car il n’y a pas d’effet sur les résultats de l’essai.
L’instrument est composé d’une pompe hydraulique assurant la rupture de l’échantillon .La charge de pointe mesure environ 762 cm de hateur et un diamètre d’environ 203 cm. C’est donc un instrument portable et peut être utilisé pour l’essai in situ.Dans cet essai, plusieurs types de roches seraient testés pour pouvoir satisfaire les résultats.Au moins 10 échantillons pour chaque type de roche seraient testés.
Comme cet essai peut être utilisé pour déterminer la résistance à la compression et la traction à partir de deux déférentes équations. Pour calculer la résistance à la compression de la roche (C0) on peut utiliser la formule suivante :
C0= Is * K avec Is =P/D²
Où
P = pression en MN
D = diamètre (distance entre les pointes de chargement) en m.
K =constante dépendant de la forme de l’éprouvette (varie entre 0.5 et1).
Essai de la pointe du Cône NCB
La pression dans la pointe est appliquée à l’échantillon de roche en variant l’échelle de vernier sur l’instrument, Ceci produit une déviation, La résistance à la compression uni-axial de la roche en question peut être dererminée.
Un échantillon est placé en position, comme le montre le schéma ou ci-dessous assurant qu’il est justement maintenu et qu’il n’y a pas de déviation sur la jauge.
– La lecture initiale du micromètre est notée. (M0)
L’échelle de vernier est maintenant tournée jusqu’à une déviation de 0.635 mm comme le montre la jauge. La lecture du micromètre serait notée à ce stage (M1). S’il n’y a pas de rupture de l’échantillon ;le vernier devrait être tourne jusqu’àu lecteur de la jauge 1.27mm .La lecture sur le micromètre serait encoure notée. (M2). Le nombre de la pointe du cône,I , est obtenu en divisant la déviation de la barre flexible par la pénétration du pointe de tungstène sur l’échantillon. Le nombre de pointe de cône permet l’estimation d’un nombre de propriétés de la roche Le nombre de la pointe du cône :
D1=Is/Ps
Ps=(M1-M0) – D1=pénétration.
La résistance à la compression uniaxiale peut être déterminée par l’équation suivante
Ơc=Is * 24.8
Dans le cas où il n’y a pas de rupture de la roche à une pénétration de 1.27 mm (jauge) .
La résistance à la compression peut être trouvée.
Ơc=Im * 35.8
Où
Is= Le nombre de la pointe du cône standard.
Im= Le nombre de la pointe du cône modifie.
La pointe du cône est un petit instrument facilement portable dans une poche. Il est également très pratique et ne peut pas être utilisé in situ. Comme il n’exige aucune préparation de l’échantillon c’est aussi un instrument d’essai très commode. La pointe du cône est un instrument qui mesure la dureté de la roche sous l’assai. IL existe des graphes qui sont valables pour permettre la corrélation du nombre de la pointe du cône la résistance et à la traction.
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Table des matières
Introduction Générale
Chapitre 1. – Recherche bibliographique
Introduction
1.1. Les réservoirs
11.1 Les roches réservoirs
1.1.1.1 Les roches sédimentaires
1.1.1.2 Les sédiments détritiques
1.2 Géomécanique et Ingénierie de Réservoir
Chapitre 2. – Analyse des théories relatives à la dureté des roches
Introduction
2.2. Différentes Méthodes de Mesures de la dureté des Roches
2.2.1 La dureté brinell
2.2.1.2 Théorie de l’éssai
2.2.2 Méthode expérimentale de bocardage
2.2.3 Essai du marteau de Schmidt
2.2.4 Essai de la charge de pointe
2.2.5 Essai de la pointe du Cône NCB
2.3. L’application de l’essai Brinell
2.3.1 L’instrument Pointe du cône NCB modifié
2.3.1.1 Procédure de test
2.3.2 L instrument oedomètre
2.3.2.1 Procédure de test
2.4. Comparaison des résultats obtenus à partir de chaque instrument
2.4.1- Résultats de l’instrument pointe du cône NCB modifié
2.4.2- Résultats de l’instrument Oedomètriques
2.5. Corrélation entre la dureté Brinell et les propriétés mécaniques des roches
2.6.Analyse et discussion des résultats: Puits OMN-602
2.7. Analyse et discussion résultats : Puits OMN-402
Conclusion
Chapitre 3. – Système d’estimation de la qualité de la roche
Introduction
3.2. RQD ( Rock quality distignation)
3.3 – Le système Q ou « Tunneling Quality Index »
3.4 – Le Rock Mass Rating (RMR)
3.5 – Le Geological Strength Index (GSI)
3.6 – Indice de continuité rocheuse
Conclusion
Chapitre 4. – Description des essais au laboratoire
Introduction
4.1. Cadre géographique la de zone d’étude
4.1.1 Limites et localisations de la zone d’etude
4.1.1.1. limites géographiques
4.1.1.2. Limites géologiques
4.1-2.Historique de l’exploration dans la region
4.3. Stratigraphie
4.3.1. Le socle
4.3. 2. Le Paléozoïque
4.3. 2. 1. Le Cambrien
4.3. 2. 2. L’Ordovicien
4.3. 2. 3. Le Silurien
4.3. 2. 4. Le Dévonien
4.3. 2. 5. Le Carbonifère
4.3. 2. 6. Le permien
4.3. 3. Le Mésozoïque
4.3. 3. 1. Le Trias
4.3. 3. 2. Le Jurassique
4.3. 3. 3. Le Crétacé
4.3. 4. Le Cénozoïque
4.3.4.1 TRIAS ARGILO-GRESEUX SUPERIEUR
Conclusion Générale
