Les mathématiques appliquées dans l`industrie pétrolière

Artchakova Anna
faculté de mécanique et des mathématiques,
3ème année
Les mathématiques appliquées dans l’industrie pétrolière
Les mathématiques appliquées sont au carrefour de la physique et des
mathématiques. Elles se référent aux sciences appliquées visant à la réalisation
d'un objectif pratique.
L'exploitation du pétrole comme source d’énergie, est l’un des piliers de
l’économie industrielle contemporaine, où un grand nombre de compagnies
extraient le pétrole. Cependant, en moyenne, seulement 35% des réserves en place
peuvent être exploitées, donc le problème de l’efficacité d’extraction reste très
actuel. Pour le moment, il n’y a pas de sollution satisfaisante, alors les recherches
continuent.
On distingue plusieurs étapes dans l’exploitation du pétrole : celle de la
prospection et celle de l’exploitation du pétrole, qui est le centre d’intérêt des
mathématiques appliquées. A son tour, cette deuxième phase est divisée en deux
parties: le forage et l’extraction. Mais comment le pétrole monte vers la surface?
Pendant la récupération primaire le pétrole monte sous l’action des forces
souterraines car la pression souterraine dans le réservoir pétrolifère est suffisante
pour amener le pétrole à la surface. Après, quand la pression devient insuffisante,
on passe à la récupération secondaire, où la pression est produite artificiellement
par un équipement spécial. Finalement, on arrive à l’étape de la récupération
assistée, quand la récupération secondaire du pétrole ne permet plus de poursuivre
l'extraction, mais le pétrole peut encore être extrait de façon rentable. Sa rentabilité
dépend du coût de la méthode d'extraction et du prix actuel du pétrole brut.
La récupération assistée inclut les méthodes les plus sophistiquées, visant à
augmenter l’efficacité. Une des solutions les plus populaires est la fracturation
hydraulique de la couche. Cette méthode permet d’extraire encore près de 20% du
pétrole, même des puits qui sont déjà fermés. Cette technique a permis de vider les
puits à 40-60%. Cependant elle a des impacts négatifs considérables sur
l’environnement. Donc la France, la Bulgarie, les Pays-Bas et quelques autres pays
ont interdit la fracturation hydraulique sur leurs territoires.
Dans le cadre de mon travail scientifique j’explore une solution alternative
en étudiant l’écoulement des fluides dans le tube.
En effet, l’écoulement du mélange des fractions liquide et gazeuse dépend de
plusieurs facteurs. L’écoulement peut changer les régimes, c’est à dire que la limite
de séparation change selon le régime, et actuellement les scientifiques ne
connaissent pas le mécanisme de transition. Mais dans certains régimes la
résistance est grande au point de faire diminuer la vitesse. La transition dans le cas
de ces régimes est dangereuse, il faut donc la contrôler. J’essaye de comprendre le
mécanisme de transition et les conditions qui produisent les régimes dangereux.
Références:
http://www.connaissancedesenergies.org/fiche-pedagogique/petrole
http://www.sciencesetavenir.fr/
Арчакова А. Моделирование газожидкостных потоков в длинных
окологоризонтальных трубах. 2015