On presente dans eel article le problème plan thermoporoelastlque d"une cavite cylindrique. La solution obtenue montre qu"ll y a decouplage de la pression et de la temperature, excepte dans le cas d"une très falble conduetibilite hydraulique. La solution est alors appliquee au problème de le stabilite des forages et montre qu"un foragelnltlalement non endommage peut devenir mecaniquement instable sous I"effet de la diffusion.
The plane boundary problem of a cylindrical cavity in a thermoporoelastic medium is presented. The solution shows that in most cases the pore pressure and temperature are not coupled excepted when the hydraulic conductivity of the rock is very small. The solution is then applied to wellbore stability and shows that an initial undamaged well can become unstable under the effect of diffusion.
In dieser Veröffentlichung wird das Problem der Thermoporoelastizitat eines zylindrischen Hohlraumes behandalt Dar Druck blelbt entkuppelt von der Temperatur, ausser wenn einer sehr schwache hydraulische Konduktivitat existiert. Die Lösung wird an die Stabilitat der Bohriöcher angewendat und es zeigt, dass ein ursprunglich unbeschadigtar Bohrioch mechanisch unbestandig werden kann, unter der Wirkung der Diffusion.
La calcul dela stabilite des forages profonds est un problème essentiel d"ingenierie petrolière. Pour des mileux secs, la solution elastique ou elastoplastique du forage cylindrique dans un milieu infini soumis à un etat de contrainte initial est est un problème classique largement etudie dans la litterature (1,2,3).
Ces solutions sont difficilement applicables aux roches, dans la mesure où elles negligent à la fois la presence du fluide interstitiel et l"eventuelle difference de temperature entre le forage et la formation. La theorie la plus simple prenant en compte le couplage des processus mecanique et hydraulique est la poroelasticite. Initialement proposee par Biot (4,5), puis reprise par Geertsma (6) et Rice et Cleary (7) elle a ete etendue aux processus non isothermes par McTigue (8) et Coussy (9,10,11) qui a propose une formulation generale du problème permettant de generaliser les theories precedentes au cas de materiaux elastopiastiques,viscoelastiques et même non satures. On trouvera une compilation complète de ces travaux dans Coussy, (11) et Chariez (12).
Recemment,. Detoumay et Cheng (13) ont calcule la solution poroelastique plane du forage soumis à un champ de contrainte anisotrope. Parallèlement, les effets thermiques ont ete analyses par Guenot (14) sur materiau sec.
Ce papier peut être considere comma une extension de ces travaux au cas plus complexe de la reponse thermoporoelastique d"un forage. On rappellera tout d"abord brièvement les equations de base permettant de resoudre un problème thermoporoelastlque avant d"analyser en detail l"Importance des couplages autour d"un forage. Enfin, on evaluera sur un cas concret l"lmportance des processus thermoporeux sur la stablilte mecanique d"un forage.
Un problèm aux limites thermoporoelastique comporte 17 inconnues en tout point de la structure: 6 valeurs de contrainte, 6 valeurs de deformation, 3 valeurs de deplacement, 1 valeur de pression de pore et 1 valeur de temperature.
Sa resulution necessite done 17 equations soient 3 equations d"equilibra, 6 equations de compatibnite.
