Initiation FORAGE

December 27, 2016 | Author: Anis Kacem | Category: N/A
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DIVISION FORAGE

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INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

1

PROGRAMME DE LA SESSION • Introduction • L’outil de forage • La garniture de forage • La fonction levage • La fonction rotation • La fonction pompage • La force motrice et la transmission • La boue • Le tubage et la cimentation • La tête de puits • Les obturateurs DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

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PROGRAMME DE LA SESSION • Les problèmes puits : • Les argiles • Les sels • Les pertes • Les venues

• Le programme de forage • Les instrumentations • Le contrôle de venues • Le carottage • Les essais du puits • Le forage dirigé DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

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INTRODUCTION

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LE FORAGE

Forer = Creuser un trou cylindrique Pour forer : On utilise une pioche et une pelle

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TRAVAIL DE LA PIOCHE

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TRAVAIL DE L’OUTIL

F

R

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LEVAGE

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POIDS SUR L’OUTIL 100 TT 100 100 T 90 T 80 T

100 T 80 T Point neutre 20 T Poids sur l’outil

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ROTATION DE L’OUTIL Table de rotation

Plancher Tige d’entraînement

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CIRCULATION Tige d’entraînement

Plancher Tube fontaine

Table de rotation Goulotte

Conduite de refoulement

Tamis vibrant

Pompe à boue

Déblais Conduite d’aspiration

Bac à boue

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TUBAGE ET CIMENTATION Tubage

Ciment

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L’OUTIL DE FORAGE

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DIFFÉRENTS TYPES D’OUTILS OUTILS À MOLETTES (tricônes)

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OUTILS Â MOLETTES (tricônes) Outils pour terrains tendres

Outils pour terrains durs

Travaillent par burinage

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OUTILS Â PICOT (carbure de tungstène)

Utilisés pour terrains plus durs

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HYDRAULIQUE DES OUTILS À MOLETTES Outils conventionnels

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Outils à duses

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OUTILS DIAMANT

Contiennent du diamant naturel Utilisés pour terrains très durs Travaillent par abrasion Des lignes d’eau permettent la circulation

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OUTILS PDC Contiennent du diamant synthétique Utilisés pour tous terrains Travaillent par cisaillement Possèdent plusieurs duses

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LA GARNITURE DE FORAGE

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LES TIGES DE FORAGE Les tiges de forage sont : Cylindriques Creuses Souples Résistantes Elles ont : Un filetage femelle en haut Un filetage mâle en bas

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LES TIGES DE FORAGE Filetage femelle Tool-joint femelle Corps

Tool-joint mâle Filetage mâle DIVISION FORAGE

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TRAVAIL DES TIGES En travaillant ainsi :

Les tiges risquent de se détériorer

Les parois risquent de s’effondrer

Le puits risque de dévier

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LES MASSE-TIGES Pour éviter ces inconvénients, remplacer les tiges de bas par des masse-tiges. Les masse-tiges sont : Cylindriques Creuses Plus grosses que les tiges Plus lourdes que les tiges Rigides

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LES STABILISATEURS

Pour

éviter

que

les

masse-

tiges ne fléchissent, on utilise des stabilisateurs.

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LES TIGES LOURDES Les tiges lourdes sont Tiges

plus rigides que les tiges et moins rigides que les masse-tiges

Tiges lourdes

Intercalées entre massetiges et tiges, elles

Masse-tiges

évitent la rupture de ces dernières

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LES MÂTS

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PLATE-FORME DU MOUFLE FIXE

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PASSERELLE D’ACCROCHAGE

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PASSERELLE DE TUBAGE

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SUBSTRUCTURE

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PLAN INCLINÉ

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LA FONCTION LEVAGE

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LA FONCTION LEVAGE Moufle fixe F Moufle mobile

F P

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F=P

P

F = P/n

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LA FONCTION LEVAGE

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LE TREUIL

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LE MOUFLE FIXE

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LE MOUFLE MOBILE ET LE CROCHET

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LE TAMBOUR DE MANŒUVRE

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LE SYSTÈME DE FREINAGE Patins de frein

Bande de frein

Levier de frein

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LES RALENTISSEURS Ralentissent le treuil mais ne l’arrêtent pas complètement Ralentisseurs hydrauliques Ralentisseurs électromécaniques

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41

MANŒUVRE DE DESCENTE

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42

MANŒUVRE DE REMONTÉE

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LE TOP DRIVE

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LE TOP DRIVE

Tête d’injection

Top drive

Table de rotation

Plancher Tige d’entraînement

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LA TÊTE D’INJECTION

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ÉLÉVATEURS

Élévateur

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CALES

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ÉLÉVATEURS ET CALES

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CLÉS

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CLÉ AUTOMATIQUE

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CLÉ AUTOMATIQUE

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LA FONCTION ROTATION

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LA TABLE DE ROTATION

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ÉQUIPEMENTS DE ROTATION

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55

LA FONCTION POMPAGE

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LA FONCTION POMPAGE Pompes de forage

Stand pipe

Flexible d’injection

Bacs à boue

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LA FONCTION POMPAGE Stand pipe

Flexible d’injection

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LA FONCTION POMPAGE

Garniture de forage

Outil

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LA POMPE À BOUE

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LA POMPE À BOUE

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LE MANIFOLD DU PLANCHER Colonnes montantes

Pompe 1

DIVISION FORAGE

Pompe 2

Kill line

Purge

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62

LA TRANSMISSION DE L’ÉNERGIE

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63

LA SOURCE D’ÉNERGIE

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64

LA SOURCE D’ÉNERGIE Transmission de puissance

AC - DC DC - DC MÉCANIQUE

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LA SOURCE D’ÉNERGIE

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66

MOTEUR À COURANT CONTINU

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67

MOTEUR À COURANT ALTERNATIF

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APPAREILS DIESEL ÉLECTRIQUE AC/DC

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LA TRANSMISSION MÉCANIQUE

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LA BOUE

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PRINCIPAUX RÔLES

• Remontée des déblais • Maintien des déblais en suspension pendant l’arrêt de la circulation

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PRINCIPAUX RÔLES • Refroidissement de l’outil

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73

PRINCIPAUX RÔLES • Maintien des parois du puits

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74

PRINCIPAUX RÔLES • Maintien des fluides de formations traversées

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75

PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES

• Masse volumique • Viscosité • Filtrat

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DIFFÉRENTS TYPES

• Boues à base d’eau

• Boues à base d’huile

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77

CIRCUIT BOUE

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78

BACS À BOUE

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FABRICATION DE LA BOUE

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80

AGITATEURS

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81

LE TAMIS VIBRANT

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82

TUBAGE/CIMENTATION

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83

TUBAGE/CIMENTATION

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84

LE TUBAGE Couvre le puits découvert

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85

LE TUBAGE - CENTRAGE Centreur rigide

Centreur flexible

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LE TUBAGE – MANUTENTION

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87

LE TUBAGE – DESCENTE ET VISSAGE

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LE TUBAGE – DESCENTE ET VISSAGE

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LE TUBAGE – DESCENTE ET VISSAGE

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90

LA CIMENTATION

Tubage

Anneau Tubage Sabot

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91

LA CIMENTATION Bouchon supérieur Tête de cimentation

Pompe à boue

Unité de cimentation

Bouchon inférieur

Tubage

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LA TÊTE DE CIMENTATION

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93

LES BOUCHONS DE CIMENTATION

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UNITÉ DE CIMENTATION

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LA CIMENTATION Lancement bouchon inférieur

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LA CIMENTATION Pompage du ciment

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97

LA CIMENTATION Le bouchon inférieur arrive sur l’anneau

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98

LA CIMENTATION Éclatement du bouchon inférieur et passage du ciment

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99

LA CIMENTATION Poursuite de la cimentation

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LA CIMENTATION Lancement du bouchon supérieur

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101

LA CIMENTATION Chasse du ciment par la boue

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102

LA CIMENTATION Fin de la cimentation

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103

TÊTE DE PUITS ET OBTURATEURS

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104

LA TÊTE DE PUITS

Sert à suspendre la partie non cimentée du tubage et Assurer l’étanchéité entre le trou et l’extérieur

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105

LA TÊTE DE PUITS Casing head spool

Tubing head

Casing head housing DIVISION FORAGE

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106

LA TÊTE DE PUITS coins d’ancrage

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107

LA TÊTE DE PUITS coins d’ancrage Garniture d’étanchéité

Coins d’ancrage

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108

LA TÊTE DE PUITS coins d’ancrage

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109

LES OBTURATEURS

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110

LES OBTURATEURS

Servent à fermer le puits même si des tubes sont à l’intérieur

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111

LES OBTURATEURS

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112

LES OBTURATEURS

BOP annulaire

BOP à rams

Kill line

Choke line

Mud cross Casing head spool

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113

LES OBTURATEURS BOP annulaire

BOP à mâchoires

Kill line

DIVISION FORAGE

F. totale F. sur tiges

Choke line

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114

LES OBTURATEURS BOP annulaire

BOP à mâchoires

Kill line

DIVISION FORAGE

F. totale F. sur tiges

Choke line

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

115

LES OBTURATEURS BOP annulaire

BOP à mâchoires

Kill line

DIVISION FORAGE

F. totale F. sur tiges

Choke line

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

116

LES OBTURATEURS BOP annulaire

BOP à mâchoires

Kill line

DIVISION FORAGE

F. totale F. sur tiges

Choke line

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

117

LES OBTURATEURS BOP annulaire

BOP à mâchoires

Kill line

DIVISION FORAGE

F. totale F. sur tiges

Choke line

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

118

LES OBTURATEURS Obturateur à membrane : Ferme sur n’importe quelle section Peut fermer totalement le puits s’il est vide

Obturateur à mâchoires : Comporte des mâchoires pour fermer sur une section donnée Comporte d’autres mâchoires pour fermer totalement

Mud cross : Assure la circulation si les obturateurs sont fermés

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119

OBTURATEUR À MÂCHOIRES

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120

OBTURATEUR À MÂCHOIRES DOUBLE

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121

OBTURATEUR À MEMBRANE

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INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

122

COMMANDE A DISTANCE DES OBTURATEURS (KOOMEY)

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INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

123

COMMANDE A DISTANCE DES OBTURATEURS (KOOMEY) FERMETURE DES OBTURATEURS Obturateur Accumulateur F

O

Pompe Vanne

Bac

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124

COMMANDE A DISTANCE DES OBTURATEURS (KOOMEY) OUVERTURE DES OBTURATEURS Obturateur Accumulateur F

O

Pompe Vanne

Bac

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125

PANNEAU AUXILLIAIRE DE COMMANDE A DISTANCE

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126

LES PROBLÈMES PUITS

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127

GÉOLOGIE

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128

LES ARGILES FLUENTES Ces argiles fluent si la pression hydrostatique est faible

Remède : Augmenter la masse volumique de la boue pour les maintenir en place

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129

LES ARGILES GONFLANTES

Ces argiles gonflent au contact de l’eau

Remède : Utiliser une boue à base d’huile

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130

LES SELS Les sels se dissolvent dans l’eau pour former des caves, ce qui entraîne des éboulements Remède : Utiliser une boue à base d’huile Utiliser une boue à base d’eau saturée en sel

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131

LES PERTES Si P1 > P2

h

Perte

d1 d2

DIVISION FORAGE

H

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

132

LES PERTES Perte = chute du niveau

Éboulements Venues Fluage des argiles Remède : Diminuer la masse volumique de la boue

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133

LES VENUES Si P1 < P2

Venue

d2 h

H

d1

Remède : Augmenter la masse volumique de la boue DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

134

LES PROBLÈMES TROU

Venue

Perte

DIVISION FORAGE

Augmenter la Masse volumique

Diminuer la Masse volumique

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

135

LES PROBLÈMES TROU

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INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

136

PROGRAMME FORAGE/TUBAGE C’est le plan de construction du puits : Emplacement du puits Données géologique Côtes des différentes phases Diamètres des différentes phases Types et caractéristiques de la boue Hauteurs à cimenter Carottage, diagraphies, essais du puits

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INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

137

LES INSTRUMENTATIONS

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138

LES INSTRUMENTATIONS Elles sont dues aux : Coincements Rupture du matériel tubulaire Rupture de l’outil Chute d’objet

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INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

139

LES COINCEMENTS Ils peuvent être dus aux : Éboulements Fluage des argiles Gonflement des argiles La pression différentielle Les trous de serrure

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140

LES COINCEMENTS Remèdes : Éboulements, fluage des argiles, gonflement des argiles Essayer de garder le maximum de mouvements possibles Mouvement vers le haut Mouvement vers le bas

Sens contraire du coincement

Rotation Circulation DIVISION FORAGE

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141

LES COINCEMENTS Attention :

Ne pas dépasser les valeurs limites : Pression maximale Couple de rotation maximal Tirage maximal

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142

LES COINCEMENTS Si pas de décoincement : Essayer battage si la coulisse existe Essayer reforage vers le haut si rotation et circulation existantes Passer aux opérations spéciales : Back-off (dévissage) Coupe des tubes Ces opérations peuvent être suivies d’un forage en déviation (side-track) DIVISION FORAGE

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143

RUPTURE MATERIEL TUBULAIRE

Rupture de tiges Rupture de tubage Rupture de câble

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144

RUPTURE DE TIGES

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145

RUPTURE DE TUBAGE

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

146

RUPTURE DE CÂBLE

Les harpons

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INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

147

RUPTURE D’OUTIL OU CHUTE D’OBJETS

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

148

COULISSE DE BATTAGE Battage Position vers neutre le bas

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

149

COULISSE DE BATTAGE Battage Position vers le neutre haut

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INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

150

CONTRÔLE DES VENUES

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

151

CONTRÔLE DES VENUES Venue = Intrusion d’un fluide de la formation dans le puits Contrôler une venue = Évacuer le bouchon de fluide intrus Alourdir la boue Éruption = Venue non contrôlée

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INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

152

CONTRÔLE DES VENUES Si on constate la venue = Arrêter la circulation et la rotation Fermer le puits Relever les pressions

Contrôle de la venue = Calculer la densité requise de la boue Circuler sous duses pour évacuer le bouchon intrus Alourdir la boue dans les bacs Remplacer la boue du puits par celle alourdie Si le puits est stabilisé, ouvrir et continuer le forage

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

153

CONTRÔLE DES VENUES Tant que P1 > P2 : Forage normal

P1 P2 DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

154

CONTRÔLE DES VENUES

Si P1 < P2 : Venue Gain.

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER 1 155

CONTRÔLE DES VENUES Fermer un obturateur

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

156

CONTRÔLE DES VENUES Ouvrir choke line Circuler sous duse pour évacuer bouchon

DIVISION FORAGE

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157

CONTRÔLE DES VENUES Dégazeur

Duse

Choke line

Bourbier

Torche

DIVISION FORAGE

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158

CONTRÔLE DES VENUES Continuer la circulation jusqu’à évacuation totale du bouchon

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

159

CONTRÔLE DES VENUES Le bouchon est complètement évacué

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

160

CONTRÔLE DES VENUES Remplacer la boue par une autre plus lourde, toujours à travers duse, sans ouvrir le puits

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

161

CONTRÔLE DES VENUES Lorsque puits stable : ouvrir obturateur, fermer choke line continuer forage

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

162

LE CAROTTAGE

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

163

LA CAROTTE Donne informations sur réservoir (porosité, perméabilité, …)

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

164

LE CAROTTIER Tube intérieur

Butée à billes

Tube extérieur

Ressort de retenue Sabot DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

165

LES ESSAIS DE PUITS

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

166

LES ESSAIS DE PUITS Tampon d’eau Train de tiges Vanne de circulation inverse

Vanne de fond (fermée) Packer

Crépines Réservoir

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

167

LES ESSAIS DE PUITS

La vanne de fond est toujours fermée Ancrage du packer

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

168

LES ESSAIS DE PUITS

Ouverture de la vanne de fond

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

169

LES ESSAIS DE PUITS

L’effluent arrive en surface

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

170

LES ESSAIS DE PUITS

Fermeture de la vanne de fond

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

171

LES ESSAIS DE PUITS

Circulation inverse

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

172

LES ESSAIS DE PUITS

Désancrage du packer et remontée du train de test

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

173

LES ESSAIS DE PUITS LE SÉPARATEUR Torche

Gaz Arrivée effluent brut

Stockage

Huile Eau

Bourbier

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

174

LE FORAGE DIRIGÉ

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

175

TYPES DE FORAGE DIRIGÉ

Profil en J

DIVISION FORAGE

Profil en S

Puits horizontal

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

176

LE FORAGE DIRIGÉ

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

177

SECTIONS D’UN FORAGE DIRIGÉ

Partie verticale Kick-off point (amorce de la déviation) Partie dirigée Inclinaison

Dog-leg = gradient de montée en inclinaison, exprimé en °/10 mètres Azimut = direction de l’inclinaison

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

178

LE FORAGE DIRIGÉ

DIVISION FORAGE

INTRODUCTION AU FORAGE PÉTROLIER

179

FIN DE LA SESSION

MENU DIVISION FORAGE

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180

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