Evolution of the Elastic Properties of an Oilwell Cement Paste at Very Early Age under Downhole Conditions: Characterization and Modelling

Résume ́ — Évolution des propriétés élastiques d’une pâte de ciment pétrolier au très jeune âge dans des conditions HP/HT: caractérisation expérimentale et modélisation—Une modélisation multi-échelle, couplée avec un modèle d’hydratation, est proposée pour prédire l’évolution des propriétés élastiques d’une pâte de ciment pétrolier au très jeune âge (jusqu’a ̀ un jour). Des résultats expérimentaux montrent que la pression appliquée (1-200 bar) pendant la prise a peu d’effet sur la cinétique d’hydratation contrairement a ̀ la température (20-60C). Le modèle d’hydratation retenu a éte ́ valide ́ par des mesures calorimétriques. Les résultats de porosité déduits de ce modèle d’hydratation sont d’ailleurs cohérents avec des mesures de la porosité connectée effectuées a ̀ différents degrés d’hydratation. La modélisation multi-échelle par homogénéisation prend en compte l’évolution des fractions volumiques des constituants de la pâte de ciment au cours de l’hydratation. Le développement des propriétés élastiques du ciment pétrolier au très jeune âge obtenues avec ce modèle est en bon accord avec les mesures obtenues par la propagation d’ultrasons. Abstract — Evolution of the Elastic Properties of an Oilwell Cement Paste at Very Early Age under Downhole Conditions: Characterization and Modelling — A multi-scale homogenization approac