Silica Nanoparticles for the Stabilization of W/O Emulsions at HTHP Conditions for Unconventional Reserves Drilling Operations

Résumé : Ce travail présente une nouvelle frontière pour la synthèse d'une nouvelle génération de fluides de forage pétrolier sans surfactants/émulsifiants pour des applications dans le forage des puits profonds et ultra-profonds. Cette nouvelle génération consiste à l'introduction des émulsions Pickering dans la formulation des fluides de forage. Ces dernières sont des émulsions stabilisées uniquement par des particules solides (dans ce cas des particules de silice). Différents types de nanoparticules de silice de différentes hydrophobicités ont été utilisés pour stabiliser des fluides de forage de types huile-dans-l'eau et eau-dans-l'huile. Ces fluides ont été conçus pour être utilisés dans des conditions hostiles de température et de pression. Par conséquent, une caractérisation concrète de leur stabilité ainsi que leurs propriétés rhéologiques sous ces conditions extrêmes étaient obligatoire. Par suite, les profils rhéologiques de ces fluides reflétant leurs capacités de nettoyage du trou, leur coulabilité ainsi que leurs capacités de transporter les débris jusqu'à la surface ont été établis. D'autre part, la stabilité électrique des émulsions ainsi que leurs morphologies (distribution de la taille des gouttelettes) ont été étudiés et une comparaison avec celles préparées par des agents tensioactifs a été établie. Les fluides ont été exposés à un processus de vieillissement qui permet d'étudier l'effet de l'environnement du réservoir hostile sur la stabilité et la rhéologie des nouveaux fluides préparés. Ces fluides de haute qualité ont été vus très fiables offrant une grande stabilité ainsi que de haute capacité à résister à des conditions extrêmes de réservoir donnant lieu à une nouvelle génération de fluides de forage permettant la rupture des frontières de réservoirs profonds et ultra-profondes