Achèvement et tests de puits

L'achèvement d'un puits est un processus d'ingénierie systématique dans le développement des champs pétrolifères, comblant le fossé entre le forage de la roche réservoir et la mise en production du puits. Il englobe toutes les opérations depuis la pénétration initiale de la zone payante, en passant par le tubage et la cimentation, la perforation, l'installation de la colonne de production et enfin l'écoulement du puits pour lancer la production.

Un aperçu fondamental de la source industrielle « Petroleum Papers » décrit les principaux objectifs de l'ingénierie de complétion et détaille les principales méthodes de complétion utilisées pour les puits verticaux, déviés et horizontaux.

Le processus de réalisation est guidé par deux principes fondamentaux :

• Maximiser le potentiel du réservoir :Protégez la zone payante tout au long du processus-du moment où elle est forée jusqu'au début de la production-pour garantir que le puits peut produire à sa capacité maximale.
• Optimiser la consommation d'énergie :Utiliser la conception de complétion du puits pour exploiter efficacement l'énergie naturelle du réservoir et mettre le puits en production en utilisant la méthode la plus efficace et la plus économique.

Le choix de la méthode de complétion définit la manière dont le réservoir est connecté au puits de forage. Les méthodes les plus courantes comprennent la réalisation de trous ouverts, de revêtements perforés, à fentes et de graviers.

1. Achèvement du trou ouvert

Dans cette méthode, la zone de production est laissée sans aucun revêtement ni revêtement cimenté dessus ; la roche réservoir est directement exposée au puits de forage. Il en existe deux types principaux : les complétions « pieds nus » où le réservoir est foré après avoir posé le tubage à son sommet, et les complétions « ultérieures » à ciel ouvert où le tubage est posé après le forage de la zone payante (rarement utilisé aujourd'hui).

Avantages :

• Productivité maximale :Fournit la plus grande zone d'afflux possible, ce qui donne un puits « hydrodynamiquement parfait » avec une résistance à l'écoulement minimale et des taux de production potentiellement élevés.
• Simplicité et faible coût :Évite les opérations complexes telles que la perforation ou le compactage de gravier, ce qui rend le processus plus rapide et moins cher.

Inconvénients :

• Aucun contrôle sur l'écaillage des formations ou la production de sable.
• Pas d'isolation zonale, conduisant à des interférences entre zones avec des pressions ou des fluides différents.
• Incapacité à effectuer des stimulations sélectives (comme la fracturation ou l'acidification) ou à contrôler la production à partir de couches individuelles.

Applicabilité :Convient uniquement aux réservoirs uniques et compétents (durs, stables) sans interlits de schiste, zones d'eau ou bouchons de gaz.

2. Finition perforée

Il s'agit de la méthode la plus utilisée au niveau mondial (plus de 90 % des puits), consistant à couler et cimenter le tubage à travers la zone puis à créer des trous de communication (perforations). Cela peut être réalisé avec des trains de tubage complets ou avec un liner cimenté accroché au tubage précédent.

Avantages :

• Fournit un excellent support de forage dans les formations faibles ou non consolidées.
• Isole efficacement différentes zones, empêchant les-flux croisés et permettant une production, des tests et une stimulation sélectifs.
• Compatible avec des techniques avancées telles que les complétions multi-tubes.

Inconvénients :

• Le réservoir est exposé aux fluides de forage et de ciment pendant de plus longues périodes, ce qui augmente le risque de dommages à la formation.
• Il est « hydrodynamiquement imparfait » : le flux converge vers les perforations, créant une chute de pression supplémentaire à proximité du puits de forage et réduisant l'efficacité par rapport à un trou ouvert.
• Un travail de ciment-de haute qualité et une pénétration adéquate des perforations sont essentiels au succès.

Applicabilité :Convient à la grande majorité des réservoirs, en particulier là où une isolation zonale ou un contrôle du sable est nécessaire.

3. Achèvement de la doublure à fente (ou de l'écran)

Un tuyau avec des-fentes prédécoupées (revêtement à fentes) ou un écran-enveloppé de fil traverse la section du réservoir à trou ouvert. Il est souvent utilisé pour soutenir les forages tout en maintenant une productivité élevée.

Avantages :

• Offre de nombreux avantages d’un trou ouvert (grande zone d’afflux, faible coût) tout en empêchant l’effondrement du forage.
• Des fluides de forage compatibles avec le réservoir peuvent être utilisés, car aucun ciment n'est mis en travers de la paye.
• Le revêtement peut souvent être récupéré pour être réparé ou remplacé (dans les installations « prédéfinies »).

Fonction:Les fentes ou espaces de tamis sont dimensionnés pour permettre aux fluides de formation de passer tout en retenant la majeure partie du sable de formation. Il permet un certain degré de contrôle du sable, en particulier pour les sables plus grossiers.

Applicabilité :Largement utilisé dans des formations compétentes mais non consolidées avec une production modérée de sable, dans des réservoirs uniques et épais ne nécessitant pas d'isolation zonale et très couramment dans des puits horizontaux.

4. Achèvement du pack de gravier

Il s’agit de la principale méthode de contrôle de la production importante de sable dans les formations mal consolidées. Un tamis traverse la zone et du gravier soigneusement dimensionné est pompé dans l'espace annulaire entre le tamis et la formation (trou ouvert) ou le tubage (trou tubé). Le gravier agit comme un filtre, retenant le sable de formation en place.

• Procédure:Les packs de gravier peuvent être réalisés dans un trou ouvert (nécessitant un sous-alésage pour un pack plus épais) ou à l'intérieur d'un trou tubé (après perforation avec des tirs à haute-densité et grand-diamètre). Le gravier est transporté par un fluide visqueux et placé étroitement autour du tamis.
• Avantages :Crée un filtre stable et hautement perméable qui arrête efficacement la production de sable tout en maintenant une bonne productivité.
• Pourquoi des écrans plutôt que des doublures à fentes ?Les écrans grillagés-sont préférés car ils offrent un espace précis et uniforme (aussi petit que 0,12 mm) adapté aux sables fins, une résistance supérieure à la corrosion et une zone d'entrée beaucoup plus grande par rapport aux revêtements à fentes.
• Écrans-préemballés :Une alternative plus simple où le gravier est emballé en usine-entre deux tamis concentriques. Bien que plus faciles à installer et moins coûteux, ils sont généralement moins efficaces et durables qu’un pack de gravier complet, car ils empêchent principalement le sable de pénétrer dans le tube plutôt que de stabiliser la face de la formation.

Les mêmes principes s'appliquent aux puits horizontaux, mais les méthodes sont adaptées au contact long du réservoir. Les techniques courantes comprennent :

• Trou ouvert :Pour des formations stables.
• Doublure fendue :La méthode la plus courante pour les puits horizontaux, fournissant un support au forage.
• Doublure à fente avec packers de boîtier externes (ECP) :Assurer la segmentation et l’isolation zonale le long de la longue section horizontale.
• Doublure perforée :Revêtement cimenté et perforé, bien que moins courant.
• Pack de gravier :Utilisé dans les puits horizontaux nécessitant un contrôle du sable.
• Complétions intelligentes :Systèmes avancés avec capteurs de fond et vannes télécommandées pour surveiller et contrôler la production à partir de plusieurs zones le long du puits de forage horizontal.

Le choix de la bonne méthode de réalisation est une décision fondamentale en ingénierie de production. Il équilibre les caractéristiques du réservoir, les exigences de production et les facteurs économiques. De la simplicité d'un trou ouvert à la complexité d'un paquet de gravier, chaque méthode répond à un objectif spécifique. Comprendre ces principes fondamentaux est essentiel pour garantir que le puits de forage est connecté de manière optimale au réservoir, protéger le potentiel de la formation et fournir un flux sûr et efficace. Pour des informations plus détaillées, n'hésitez pas à contacter l'équipe Vigor pour des informations plus détaillées sur le produit.