Système de forage à revêtement

Types de systèmes de forage avec tubage

Un système de forage avec tubage est une méthode de forage qui utilise des tubages déjà en place comme composant principal de forage. Cette technique trouve son application dans divers scénarios de forage, en particulier lorsque la stabilisation des formations de surface est nécessaire ou lors du forage à travers des zones de composition géologique variée. Malgré les limites de création de puits de petit à moyen diamètre, elle apparaît comme une solution rentable qui répond à de nombreux défis de forage. Il existe différents types de systèmes de forage avec tubage.

• Puits forés avec tubage :

  Les puits forés avec tubage désignent les puits créés par l'utilisation continue de tubages comme outils de forage. Dans cette méthode, le tubage est enfoncé dans le sol tout en servant simultanément de trépan pour enlever la terre ou la roche. Cette technique de forage offre une stabilisation et, par conséquent, il y a moins de risque d'effondrement ou d'éboulements dans la zone forée. La construction de puits forés avec tubage est particulièrement utile dans les matériaux meubles ou non consolidés comme le sable, le gravier ou le limon, où les méthodes de forage traditionnelles pourraient rencontrer des difficultés. L'utilisation de puits forés avec tubage simplifie le processus et réduit les risques de tassement ou d'instabilité après le forage dans le puits nouvellement créé.

• Forage à pression gérée (MPD) :

  Le forage à pression gérée (MPD) est une méthode de forage dynamique utilisée pour gérer et réguler la pression du puits. Ceci est réalisé en utilisant un système spécialisé de tubage pendant le forage (CWD) pour contrôler le flux de fluide, la pression et les retours de gaz annulaires. Le tuyau CWD sert à la fois d'outil de forage et de cuve de confinement pour les fluides de forage et tout gaz qui pourrait provenir du puits. Cette technique de forage permet un contrôle précis des pressions du puits, réduisant le risque d'incidents de "kick" (lorsque les fluides de formation envahissent le puits) et d'éruptions. De plus, le MPD améliore l'efficacité et la sécurité du forage dans des conditions géologiques difficiles comme les formations à haute pression ou les zones à transitions de pression multiples.

• Tubage dans des trous cimentés :

  Cette méthode de forage avec tubage implique le cimentation des trous à travers lesquels le tubage a été foré. Cette technique est particulièrement utile pour fournir un support au puits, en assurant sa stabilité au fil du temps. Une fois le tubage en place, du ciment est pompé dans l'espace annulaire (l'espace entre le tubage et le trou foré) pour fixer le tubage et fournir une résistance supplémentaire aux formations environnantes. Cette méthode de cimentation non seulement ancre le tubage, mais joue également un rôle crucial dans la création d'une isolation zonale, empêchant toute migration de fluide entre les différentes couches géologiques.

• Système de forage avec tubage et stabilisateurs :

  Un système de forage avec tubage et stabilisateurs offre un support à la colonne de forage en mouvement. Ces stabilisateurs, positionnés entre ou près du train de fond de trou (BHA), centrent le tubage de forage et fournissent une paroi solide pendant les opérations de forage. Les avantages d'un tel système sont nombreux. En centrant correctement la colonne de forage, ces stabilisateurs contribuent à garantir un diamètre de trou uniforme. De plus, ils réduisent l'usure du tubage, prolongeant sa durée de vie opérationnelle. Le système minimise également les vibrations et améliore le contrôle pendant le forage, conduisant à des opérations de forage plus efficaces et précises.

Spécifications et maintenance

Les spécifications scientifiques des systèmes de forage avec tubage varient en fonction des différents types et de l'uniformité. Voici quelques spécifications pour une meilleure compréhension.

• Forage à pression gérée :

  Le MPD est une méthode de forage avec tubage adaptable. L'ingénieur de forage supervise la pression dans le puits tout au long de l'opération de forage. Cette technique présente plusieurs avantages, tels que le contrôle de la stabilité du puits, l'amélioration du taux de pénétration, l'augmentation de la sécurité et la réduction du coût de forage.

• Forage avec tubage expansible :

  Cette méthode consiste à forer un puits avec un tubage qui peut être élargi plus tard. Cette technique de forage peut présenter certains des mêmes avantages que la technique monobore, tels que la réduction des coûts de projet et l'amélioration de la production. Dans cette méthode, un trépan expansible est utilisé pour augmenter le diamètre du puits.

• Forage avec tubage autonome :

  Dans cette méthode, le tubage est contenu dans une colonne tubulaire qui comprend son trépan. Cette technique permet de réduire le nombre de composants dans l'assemblage de forage et d'augmenter la rigidité et la stabilité de la colonne de forage. Cette méthode de forage réduit également l'invasion du puits et offre un meilleur contrôle du processus de forage. De plus, elle nécessite moins de temps pour se préparer à l'opération de forage.

• Forage avec tubage en circulation inversée :

  Cette méthode est utilisée pour forer le puits en sens inverse afin de pomper les cuttings vers la surface. Cette technique peut offrir un meilleur contrôle de la direction de forage et améliorer le nettoyage du trou. En outre, elle améliore la visibilité du processus de forage.

• Ciment moussé dans le forage avec tubage :

  Le ciment foré est un ciment hybride qui contient de la mousse comme additif. Ce type de ciment est plus léger que le ciment ordinaire, ce qui améliore la fluidité et réduit les dommages de formation. Ses propriétés peuvent également augmenter l'efficacité de l'isolation et permettre le transport sécurisé du fluide du puits.

Maintenance

Il est essentiel de maintenir un tubage de forage bien structuré pour atteindre la durabilité dans l'économie. Voici quelques méthodes de maintenance.

• Inspection de routine :

  Effectuer des vérifications fréquentes de la surface du tubage de forage pour détecter des signes d'usure, de rupture ou de corrosion. Examiner la paroi intérieure du tubage pour détecter les points rugueux, les trous ou autres caractéristiques indésirables à l'aide d'équipements de pointe tels que des borescopes ou des jauges d'épaisseur ultrasonores.

• Nettoyage :

  Étant donné que les ciments peuvent obstruer les dépôts minéraux, la boue de forage ou autres débris, il est essentiel de nettoyer le tubage à l'intérieur et à l'extérieur. À l'extérieur, utiliser de la vapeur et un jet d'eau haute pression ou un outil de nettoyage du tubage, et à l'intérieur, utiliser un outil de nettoyage du tubage ou un racleur. Cela permettra d'éliminer les contaminants et de prévenir la corrosion.

• Essais non destructifs :

  Le tubage de forage doit être testé pour déterminer s'il existe des défauts qui pourraient affecter son intégrité. Les méthodes couramment utilisées incluent les essais par particules magnétiques et les essais ultrasonores. La surveillance doit être effectuée rapidement, et si des réparations ou des actions correctives sont nécessaires, elles doivent être prises.

• Gestion de la corrosion :

  La corrosion du tubage de forage peut être causée par divers facteurs de l'environnement et de la boue de forage. Parmi ces facteurs figurent le type d'acier utilisé, la composition chimique, la teneur en humidité, l'oxygène et la température. Pour éviter ce problème, choisir le matériau de tubage approprié, utiliser une protection cathodique et appliquer des revêtements anticorrosifs.

Scénarios de systèmes de forage avec tubage

Les systèmes de forage avec tubage ont diverses applications dans le forage de puits de pétrole et de gaz dans des conditions géologiques diverses et dans différents contextes opérationnels.

• Stabilisation des formations faibles

  Dans les formations faibles, telles que les sables meubles, les argiles molles ou les graviers, les parois du trou de forage peuvent devenir instables pendant le forage. Les systèmes de forage avec tubage fournissent un support immédiat aux parois du trou de forage, empêchant l'effondrement. Ils permettent un forage efficace et l'achèvement des puits dans des conditions géologiques difficiles en stabilisant les formations faibles.

• Prévention des écoulements croisés

  Lorsque différentes zones de fluide sont présentes dans une formation géologique, il existe un risque de croisement ou de mélange de fluide entre les zones. Cette situation peut causer des problèmes opérationnels importants et des dommages à la formation géologique. Les systèmes de forage avec tubage empêchent les écoulements croisés en installant des tubages qui isolent les différentes couches géologiques. Ils contrôlent le mouvement des fluides et protègent l'intégrité des formations géologiques.

• Forage à travers la roche dure

  Les formations de roche dure, telles que le granite ou le basalte, présentent des défis importants lors des opérations de forage. Les systèmes de forage avec tubage équipés d'outils de forage adaptés améliorent les taux de pénétration même en présence de formations de roche dure. Cette capacité améliore l'efficacité et la productivité du forage.

• Puits à haute pression/haute température

  Les systèmes de forage avec tubage sont adaptés au forage de puits à haute pression et à haute température. Ces puits profonds nécessitent des techniques robustes de contrôle du puits et de stabilité du puits. Les systèmes de forage avec tubage peuvent s'adapter aux défis spécifiques des environnements à haute pression/haute température, assurant des opérations de forage sûres et efficaces.

Comment choisir les systèmes de forage avec tubage

• Géométrie et taille du puits :

  Lors de la sélection d'un système de forage avec tubage, il est important de tenir compte de la géométrie et de la taille du puits requises. Les puits d'interface et le tubage doivent correspondre, car cela est essentiel pour un forage et un acheminement réussis.

• Formation :

  La formation qui doit être forée doit être prise en compte lors du choix d'un système de forage avec tubage. Différents trépans sont adaptés à différentes formations, telles que la roche tendre ou la roche dure. La sélection d'un trépan approprié peut contribuer à maintenir la stabilité du puits et à réduire le risque d'effondrement ou d'autres problèmes.

• Conditions des eaux souterraines :

  Lors de la décision d'utiliser un système de forage avec tubage, il est important de tenir compte des conditions des eaux souterraines. Les eaux souterraines peuvent avoir un impact sur la stabilité de la formation et influencer le choix des trépans et des fluides de forage. La sélection d'une méthode de forage appropriée peut contribuer à minimiser l'impact des eaux souterraines sur le processus de forage et à garantir des opérations de forage réussies.

• Conditions locales de surface et de sous-sol :

  Lors du choix d'un système de forage avec tubage, il est essentiel de tenir compte des conditions locales de surface et de sous-sol. Celles-ci peuvent affecter la stabilité de la formation et influencer le choix du trépan, de la technique de forage et d'autres paramètres. En tenant compte des conditions de surface et de sous-sol uniques, les exploitants peuvent minimiser l'impact de ces facteurs sur le processus de forage et garantir des opérations de forage efficaces et efficientes.

Questions-réponses sur le système de forage avec tubage

Q1 Comment les utilisateurs peuvent-ils améliorer la qualité des échantillons forés ?

A1 Utilisez une combinaison de forage avec tubage et de circulation inversée pour améliorer la qualité de l'échantillon. Bien que le forage combiné améliore la qualité des échantillons, maintenir des normes élevées pendant le forage et l'entretien des outils de forage pour obtenir un bon échantillon. Limiter la pression d'air dans l'espace annulaire pour réduire la dilution de l'échantillon et s'assurer que le sac d'échantillon est plein.

Q2 Quelles sont les tendances de l'industrie du forage ?

A2 L'industrie du forage s'oriente vers l'automatisation. Les nouveaux systèmes de forage sont dotés de tiges de forage automatiques et de systèmes de surveillance en temps réel. D'autres tendances sont la sensibilisation accrue à l'environnement et le forage en eaux profondes dans les zones offshore.

Q3 Quels sont les défis de l'industrie du forage ?

A3 Certains défis sont la recherche de suffisamment de travailleurs qualifiés pour faire fonctionner l'équipement de forage et les changements de politique gouvernementale sur les émissions et le changement climatique qui peuvent affecter la demande de pétrole et de gaz.

Q4 En quoi le système de forage avec tubage diffère-t-il du forage conventionnel ?

A4 Avec le forage avec tubage, le puits est doté d'un tubage en acier (également appelé souliers de tubage) qui fonctionne à la fois comme conducteur et comme colonne de forage. Le forage avec tubage offre certains avantages économiques par rapport au forage conventionnel. Lors de l'utilisation de méthodes de forage conventionnelles, après avoir foré un puits, l'exploitant doit construire un trou séparé pour placer le tubage de production. Ce processus peut prendre du temps et peut réellement augmenter le coût d'un projet. Avec le forage avec tubage, le trépan se fixe directement au tubage en acier qui donne une colonne de forage homogène. Le trépan forera et tubera ensuite le puits simultanément. Ce processus accélère la mise en marché des projets et peut réduire les coûts de forage de 20 à 30 %."