Le choix de l'assemblage de fond de trou (BHA) optimal est une décision quotidienne cruciale pour les ingénieurs de forage. Le bon BHA garantit le contrôle de la trajectoire du puits de forage, maximise le taux de pénétration (ROP) et évite des problèmes coûteux en fond de trou. Plutôt que des discussions théoriques, les ingénieurs de terrain ont besoin de conseils pratiques et directement applicables, basés sur le type de puits, la formation et les objectifs opérationnels.
Cet article présente la logique de base de la sélection BHA et les assemblages les plus couramment utilisés dans les opérations de forage-des puits verticaux aux sections horizontales.
Logique de base : trois facteurs clés pour la sélection des BHA
La sélection d’un BHA se résume à trois considérations principales :
- Exigences relatives à la trajectoire du puits de forage :Verticale? Directionnel? Horizontal? Construire? Prise? Baisse?
- Formation & Lithologie :Doux? Dur? Sujet à la déviation ? Gonflement? Instable?
- Besoins opérationnels :Débit élevé ? Amortissement des vibrations ? Prévention des tuyaux coincés ? Intégration MWD/LWD ?
En une phrase :
- Puits verticauxconcentrez-vous sur l'anti-déviation-trou droit-.
- Puits directionnelsconcentrez-vous sur le taux de construction et le contrôle de la trajectoire.
- Puits horizontauxconcentrez-vous sur la gestion de l’angle de maintien et de la traînée (couple arrière).
Principes clés pour la sélection des BHA (Field Essentials)
Pour l'anti-déviation dans les puits verticaux (formations faciles-à-dévier) :
- Utiliserpendule BHAoutrou rempli BHA.
- Dans les formations dures et les trous de-diamètre, utilisez des tiges de forage plus lourdes-(HWDP) pour réduire la flexibilité.
Pour les sections directionnelles/construction :
- Taux de construction nécessaire :Moteur volumétrique (PDM) avec stabilisateur de foret proche de -, colliers de forage courts, réduisant la rigidité.
- Angle de maintien nécessaire :PDM avec plusieurs stabilisateurs, rigidité modérée.
- Angle de chute nécessaire :Augmente l'effet pendulaire, allonge les colliers de forage inférieurs.
Pour les sections horizontales (accent critique sur la réduction de la traînée et le transfert de poids) :
- Remplacez de nombreux colliers de forage par HWDP pour une meilleure flexibilité et un meilleur transfert de poids.
- Doit inclure un amortisseur (amortisseur de vibrations) et des stabilisateurs.
- Norme LWD/MWD (rayons gamma, résistivité, densité).
Pour les formations instables, gonflées ou serrées :
- Simplifiez le BHA, utilisez moins de stabilisateurs pour éviter les rebords et le collage.
- Ajoutez un sous-alésoir ou un ouvre-trou si nécessaire.
Pour les puits profonds à haute-pression et haute-température (HPHT) :
- Utilisez des colliers de forage-et des HWDP plus résistants.
- Laissez un espace suffisant pour la sécurité de l'instrument afin d'éviter des dommages-à haute température aux outils MWD.
Modèles BHA les plus courants (directement utilisables pour la conception de puits)
Vous trouverez ci-dessous sept configurations BHA standard utilisées quotidiennement dans les opérations de forage.
1. Puits vertical anti-déviation BHA (trou rempli/pendule)
Applicable pour : puits verticaux, formations faciles-à-dévier, formations moyennes-dures.
Trépan → Stabilisateur de trépan proche- → Colliers de forage × plusieurs → Stabilisateur intermédiaire → Colliers de forage → HWDP → Tige de forage
Caractéristiques : La structure à trous/pendules emballés contrôle la déviation et stabilise l'azimut, empêchant ainsi une inclinaison excessive.
2. Pendule classique BHA
Applicable pour : formations molles à moyennement dures nécessitant un fort contrôle des déviations.
Mèche → Collier de forage court (pointe pendulaire) → Stabilisateur → Colliers de forage → HWDP → Garniture de forage
Mécanisme : Le poids des colliers inférieurs crée une force pendulaire qui ramène le foret à la verticale.
3. Section de construction directionnelle BHA (taux de construction)
Applicable pour : point de départ-point de départ (KOP), angle de construction.
Mèche → PDM (boîtier courbé : 1 degré, 1,25 degré, 1,5 degré ou 2 degrés) → Près de-stabilisateur de mèche → Collier de forage non-magnétique (NMDC) → MWD/LWD → Colliers de forage → HWDP → Garniture de forage
Points clés : Angle de courbure du moteur sélectionné en fonction du taux de construction requis. Le stabilisateur de bits proche- améliore l'efficacité de la construction.
4. Section de maintien directionnel BHA (angle de maintien)
Applicable pour : maintenir la trajectoire après avoir atteint l’angle souhaité.
Trépan → PDM (courbure modérée) → Stabilisateur de trépan proche - → NMDC → MWD → Colliers de forage → Stabilisateur → HWDP → Tige de forage
Caractéristiques : plusieurs stabilisateurs créent un effet de « point d'appui rigide » pour un contrôle stable de l'angle et de l'azimut. Idéal pour les longues sections tangentes et les puits à portée étendue-.
5. Section horizontale BHA (la plus critique)
Applicable pour : forage horizontal, résolvant les problèmes de traînée et de transfert de poids.
Mèche → PDM (courbure faible) → Stabilisateur de mèche proche- → NMDC → LWD (gamma, résistivité, densité) → Amortisseur → HWDP (grande quantité) → Tige de forage
Caractéristiques : utilisez un minimum de colliers de perçage, maximisez le HWDP pour une meilleure flexibilité et un transfert de poids plus fluide. Amortisseur obligatoire pour éviter les dommages causés par les vibrations aux outils LWD. Norme LWD pour l'évaluation de la formation en-temps réel.
6. Trou mince/puits profond BHA
Applicable pour : puits de petit-diamètre ou conditions profondes et difficiles.
Bit → PDM → NMDC → MWD → HWDP → Garniture de forage
Structure : Restez aussi simple que possible, minimisez les marches et les stabilisateurs pour éviter de coller.
7. Carottage du BHA
Applicable pour : Opérations de carottage conventionnelles ou filaires.
Carottier → Carottier → Soupape de contre-pression → Colliers de forage → HWDP → Garniture de forage
Des variations existent en fonction du type de carottier (filaire ou conventionnel).
Mnémonique de sélection rapide-sur le terrain (très utile pour les équipes de forage)
| Exigence | Choix BHA |
|---|---|
| Vertical, facile-à-dévier | Pendule / trou rempli ; stabilisateurs indispensables |
| Besoin de construire un angle | BHA court, stabilisateur proche du-bit, angle de courbure du moteur plus grand |
| Il faut garder l'angle | Stabilisateurs multiples, rigidité plus élevée, courbure modérée du moteur |
| Coupe horizontale | Faible rigidité, plus HWDP, amortisseur + LWD |
| Coincé-formations sujettes/spéléologiques | Simplifiez le BHA, utilisez moins de stabilisants |
| Température profonde et élevée | Améliorez la force, laissez un espace de sécurité pour les instruments |
La sélection du bon BHA est une décision technique quotidienne qui a un impact direct sur l'efficacité du forage, le contrôle de la trajectoire et la sécurité du fond de trou. En se concentrant sur les trois facteurs principaux (trajectoire, formation et besoins opérationnels) et en appliquant les modèles de terrain éprouvés-des assemblages anti--verticaux aux-chaînes de contrôle de traînée horizontale-les ingénieurs peuvent concevoir des BHA fiables qui fonctionnent comme prévu. Les mnémoniques de terrain fournis offrent des conseils rapides et exploitables aux équipes de forage pour s'adapter aux conditions changeantes du fond de trou en temps réel. Pour des informations plus détaillées, n'hésitez pas à contacter l'équipe Vigor pour des informations plus détaillées sur le produit.
