Le but de cette etude est de proposer un modèle de rupture qui rende mieux compte quantitativement de la realite que l'approche classique de Mohr Coulomb. Le modèle propose est base sur des probabilites de rupture de volumes àlementaires et montre bien que le seuil de rupture d'un forage est fonction de son rayon.
The purpose of this study is to propose a rupture model which is closer to the reality than the classical approach of Mohr Coulomb. The proposed model is based on rupture propabilities of several elementary volumes and illustrates that the well bore stability depends on the well radius.
les coùts de plus en plus eleves lies à l'exploitation des gisements petroliers profonds (particulièrement offshore) ont rendu crucial au cours de ces dernières annees le problème de la tenue mecanique des parois de forage. L'experience montre en effet qu'un choix inadequat de la densite de la boue conduit à des ruptures en compression très importantes de la paroi dont les consequences peuvent être catastrophiques: blocage d'outil, mauvaise qualite de la cimentation, mesures diagraphiques entachees d' erreurs. L'experience montre que generalement la rupture apparait à la paroi du puits dans la direction de la contrainte geostatique mineure (les compressions sont comptees positivement). De façon classique, ce problème, est aborde par l 'approche de Mohr Coulomb. Si l'on considère un element de volume à la paroi dans la direction de σ2 (contrainte geostatique mineure), celui-ci est soumis à un etat de contrainte principal σpp' σθθ et σzz (Fig. 1). Le critère de Mohr Coulomb stipulant que la rupture se produit dans un plan contenant la contrainte intermediaire, on est ainsi amene suivant l'ordre des contraintes principales à la paroi à developper trois mecanismes differents de rupture auxquels correspondent trois types d'ecailles [1]; le mode A pour lequel σzz est principale intermediaire (prisme parallèle à l'axe du forage), le mode B pour lequel σθθ est intermediaire (anneau concentrique au forage) et le mode C pour lequet σpp est principale intermediaire. En fait, le critère de Mohr Coulomb, n'explique que de façon très qualitative l'ecaillage de la paroi d'un forage. En effet, si la morphologie des ecailles (Fig. 2) est conforme à l'attente, l'intensite des contraintes pour laquelle l'amorçage se produit est souvent largement superieure aux previsions fournies par la droite de Mohr Coulomb determinee à partir d'essais triaxiaux. Le principe de l'action locale, qui suppose que la structure se fissure lorsque la contrainte locale atteint un seuil donne, caracteristique du materiau considere, (ici la droite de Mohr Coulomb), semble être mis en defaut. Dans le cas d'un forage, le seuil dçpend intimement de la geometrie de la structure et par consequent du champ de contrainte (homogène dans un essai triaxial, heterogène autour d'un forage) autant que du materiau lui - même. Nous nous proposons dans cet article de verifier dans un premier temps le bien-fonde experimental des considerations qui precèdent, puis de construire une ebaucbe theorique plus rigoureuse du phenomène.
