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Limpact des fluides de forage sur les sols et les sous sols

BENTRIOU Abdelhak

Laboratoire ressources minrales et nergtiques Facult des hydrocarbures et de la chimie, Universit de Boumerdes.

Email ab_bentriou@yahoo .fr

Rsume : Le forage des puits de dveloppement ou dexploration des hydrocarbures pour un forage conventionnels et non conventionnels ncessite plusieurs types de fluide parmi les quels ( forage , fracturation et compltion ) dans leurs composition qui contiennent plusieurs substance chimique qui sont connu pour le risque quelles prsentent pour la pollution et lendommagement des sols et les sous sol Limpact de ces fluides de forage est apprhend par ltude des Processus dendommagement des sols et les sous sol par la filtration et le rejet de ces derniers . Notre objectifs et de montre valuer les risque de ces technique sur le danger de ces procder et la consquence nfaste des produit chimique ajouter ces fluide injecter au sous sol qui peuvent contaminer les nappe phratiques .Sur le plan environnemental, en plus des pertes de circulation des fluides pendant et Aprs le forage, le bourbier, en tant que collecteur des produits liquides et solides issus du Forage, reprsente une grande source de pollution et de danger. Le diagnostic des techniques de traitement utilises a montr des imperfections majeures pouvant induire Des nuisances pour la sant humaine, l'cosystme et l'environnement. Le prsent travail sest focalis sur quelques lments de rponse l'quation performance cot environnement Mots-cls : fluide de forage, Contamination, pollution, traitement, performance, dblais Introduction

De nombreuses techniques de forage ont t dveloppes pour sadapter la diversit des couches gologiques et aux diffrentes applications du forage, conventionnel et non conventionnel pour lexploitation des hydrocarbures. Les principaux facteurs influenant le choix de la technique de forage sont la nature des terrains traverser, la profondeur atteindre Et le mode dexploitation .et la Ralisation dun forage ncessite lutilisation dun fluide de forage, qui doit tout dabord assurer plusieurs fonctions une pression hydrostatique pour assurer la stabilit des parois fores et empcher la venue de fluides provenant des nappes souterraines traverses Fig. 1.

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Elle doit galement former un "cake" pour limiter la filtration vers la paroi poreuse, faire remonter la surface les dblais de la roche broye

Filtration et Endommagement La filtration dans un forage un impact positif il faut avoir un filtrat neutre en surface pour le maintient des sable et une augmentation de la vitesse davancement un filtrat minimum pour ne pas contaminer la couche productrice Fig. 2 Les problmes rencontrs pour les champs de dveloppement Hassi- Messaoud, HB, Illizi, et autre. Plusieurs puits prsentent des problmes de perte de circulation qui sont localiss au niveau du Mio-Pliocne, locne et le Snonien Carbonat. Ces pertes de boue dus A la filtration contaminent les nappes phratiques, par les agents chimiques contenus dans la boue et dans les laitiers de ciment

.les fluides de fracturation on un Impact potentiel des gaz de schiste sur la pollution de leau et des nappes phratiques, Une partie de leau utilise est rcupre (entre50et80%) dans

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de vaste bassins de rcupration.ces eaux de reflux de fracturation doivent tre traites avant dtre rutilis ou rejet. Selon un rapport rdig par la commission de lnergie et du Commerce de la Chambre des reprsentants Amricaine, lexploitation du gaz de Schiste a ncessit entre 2005-2009 lutilisation de plus de 2500 produits pour la fracturation hydraulique, contenant 750 substances chimiques dont 29 sont connu pour le risque quelles prsentent pour la sant Et lenvironnement. La toxicit et lcotoxicit des additifs chimiques prsents dans ce fluide, les lments ou substances chimiques prsents dans les formations du sous sol et pouvant avoir t remobiliss doivent tre dtermins, afin de mieux cerner le procd de traitement employer pour les eaux de rejets Rsultats dAnalyse Chimique de quelques chantillons des eaux de reflux prlevs sur des sites oprationnels aux USA (Pennsylvanie, New York et West Virginia).

Les sources de pollution Dblais de forage enrobs par des quantits considrables de fluides de forage

Les pertes par enrobage sont essentiellement dues au Phnomne dadsorption, Interactions liquides liquide et solides. Surface spcifique. Sont transporter par le fluide de forage et rejeter du tamis vibrant vers le bourbier, Rejets solides: Pour les chantiers de forage de puits avec la boue base deau:

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Rejets des dblais rsultant des processus de centrifugation Fig. 1 :2

Fig. :1 Fig. :2

Dblais de forage enrobs de fluides de forage base dhuile:

Fig :3 Fig :4

Ncessite centrifugeuse de schage ( drying Process)

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Vortex Dryer Flow Schematic, Drilling Applications Vortex Sche schmatique, forage Applications Solides provenant de l'quipement de commande de solides de forage (1), schiste spcifiquement shakers et les conditionneurs de boue sont rout vers le Sche-Vortex via convoyeur, transfert sous vide systme, ou d'autres moyens (2). Si un vide Brandt Systme de transport est utilis, un systme vide et collecteur peut assurer la collecte et la dcharge multiples points autour de la plate-forme. Une option climatisation Rservoir (non reprsent) peut tre utilise pour optimiser le mlange et transformation en boue de solides d'alimentation. Solides entrent dans le Sche-Vortex (3) travers l'alimentation haute entre et sont spars l'intrieur de la scheuse. le nettoyage solides sortent du fond de la scheuse et sont jets la mer (4) ou recueillis dans Boutures Botes (5) pour le transport et l'limination hors site. Les sorties liquides rcuprs le schoir travers les ports effluents et est achemin vers un Liquide rservoir de collecte (6). Le liquide rcupr est ensuite trait dans une centrifugeuse de dcantation (7) pour finale clarification, le stockage et la rutilisation (8).

Traitement des rejets : Les objectifs, de lunit du Drying Process et deRduire de 70% la valeur de rtention rfrentielle dhuile sur les dblais en: OOC% massique par un traitement mcanique supplmentaire en aval des Shale Shakers .La valeur rfrentielle est fixe 25%. Les dblais sortant de lunit du Drying Process sont de concentration avoisinant les5%OOC.

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Situation aprs traitement et analyse

Fig :5 fig :6 Avant le dmarrage de forage lquipe doit positionner le liner dune manire assurant la bonne couverture des compartiments (wet cutting et dry cutting).fig :5 Le liner HDPE du bourbier tait mal pos aux abords des deux compartiments il est dchirer, se qui provoque des pollutions aux sols fig :6

Fig. :6

Fig. :5

Fig :

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Dgagement des quantits intolrables de poussire polluante provenant du VERTI-G, provoquant des altrations sanitaires pour le personnel du chantier, fig :9 ; A la prsence du vent, la poussire se propage partout sur le rig, camp et provoque des difficults respiratoires et mme des complications pour les personnes asthmatiques dans les futurs puits (fig :1) En effet, si ce problme de poussire persiste risque, tout moment, de rendre le systme gaz de la cabine mud logging dfectueux, do la remise en cause de bon droulement des oprations de forage et le suivi gologique, De mme, ne pas ngliger limpact de cette poussire polluante sur lenvironnement, en particulier la vgtation et les animaux quelque soit la nature de lieu de forage, Conclusion et Recommandations :

Prvoir une protection de bonne qualit de lalentour du VERTI-G afin de limiter la propagation de la poussire, Bien compacter le compartiment du dry cuttings pour viter la diffusion de ces derniers lors de lavancement des travaux car le pit destine pour linclusion des dry cutting devient plein, Avant le dmarrage de forage lquipe doit positionner le liner dune manire assurant la bonne couverture des compartiments (wet cutting et dry cutting). Faire une tude approfondie sur les dgts sanitaires que peut causer la poussire en question sur le personnel travaillant sur les diffrents chantiers o le systme VERTI-G dryer est mise en place en montrant limpact de ce dernier sur lcosystme (vgtation -animal), Analyser aussi les risques et le taux dintoxication que peut provoquer la poussire dgage, Il est impratif de revoir la conception de ce systme (VERTI-G DRYER) de sorte remdier au problme de poussire et de revoir linstallation pour rendre le dispositif plus performant. Fixer les quipements de traitements (Hoggar), Fixer le liner et amarrer ce dernier avec le sable Doter lquipe de SEAHARVEST avec des masques respiratoires filtre dots de cartouches, installer le plastique de protection au niveau de VTG Installer le tank de Wete cating sa place Complter la scurisation de lHoggar avec des caches de protection. La surface destine contenir les quipements du Waste Management est insuffisante. Installer le rseau de leau recycl pour optimiser les consommations en eau Ajuster les glisseurs des tamis vibrants tout droit dans le Hoggar Etancher les fuit deau sur le circuit boue. Pour que le VTG soit rentable il faut un suivi rigoureux et une inspection avant son installation et le surveiller pendant le traitement et aprs les traitements des rejets

Rfrence :

1. C. Garcia and P. Parigo, Drilling Fluids, French Petroleum Institute Technip Edition, Paris (1968). 2. Fluide de forage : traitement des solides polycops ENSP 2006TRATT 3. Khodja Mohamed : Les fluides de forage Etude des performances et considration environnementales Thse de doctorat de linstitut national polytechnique de Toulouse 2008 4. Diagnostic de sites pollus : par Philippe PELLET, Isabelle RAIMBAULT et Claire FIESSENGER URS France G2571, 1-23 5. Vortex Dryer installation operation and maintenance manual Copyright 2006 National Oilwell Varco International, Inc 6. Robert Gordon university RGU :Energy centre drilling fluids& Hole problems 2012 7. N. Kherfellah (pouse Haddoum)1 , K. Bekkour2 et S. Benhadid3 Utilisation de systmes argileux pour le colmatage des pertes de boues de forage en circulational., Rhologie, Vol. 7, 48-54 (2005)

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