Technologies, outils et meilleures pratiques pour la réalisation de puits

L'achèvement d'un puits est une phase critique des opérations pétrolières et gazières, impliquant l'établissement d'une connexion fiable entre le réservoir et le puits de forage. Ce processus a un impact direct sur la productivité, la longévité et l’efficacité opérationnelle des puits. Une réalisation réussie doit équilibrer la connectivité du réservoir, l’optimisation de la production et l’isolation zonale.

Une complétion bien conçue-doit répondre à plusieurs objectifs clés : elle doit garantir une connectivité optimale du réservoir avec un minimum de dommages à la formation, fournir une zone d'afflux maximale avec une résistance à l'écoulement minimale et isoler efficacement les zones de pétrole, de gaz et d'eau pour empêcher les écoulements croisés. Il doit également contrôler la production de sable, soutenir les interventions futures telles que la stimulation ou le soulèvement artificiel, et être adaptable aux opérations de récupération thermique ou de détournement.

Les méthodes d'achèvement principales comprennent :

• Finitions perforées :​ Utiliser des charges creuses pour créer des chemins d'écoulement à travers le tubage et le ciment.
• Achèvements de trous ouverts :​ Laisser la section réservoir sans boîtier.
• Achèvements de doublure à fentes/écrans :​ Utiliser des tuyaux pré-percés ou fendus pour soutenir le puits de forage.
• Achèvements du pack de gravier :​ Placer du sable calibré (gravier) autour d'un tamis pour former un filtre à haute -perméabilité, considéré comme la méthode la plus robuste pour contrôler le sable.

Le document détaille dix outils de fond critiques qui constituent l'épine dorsale d'une chaîne de complétion :

• Emballeurs :​ Pour l'isolation zonale et la gestion de la pression annulaire. Les types incluent les récupérables et les permanents, définis par des méthodes hydrauliques, mécaniques ou filaires.
• Soupapes de sécurité de fond (SSSV) :​ Vannes à commande souterraine-qui ferment automatiquement le puits en cas d'urgence, comme un incendie ou des dommages à la tête de puits.
• Manchons coulissants :​ Permettre une communication sélective entre le tube et l'anneau pour l'injection de fluide, le traitement chimique ou le contrôle du débit.
• Mamelons :​ Sections profilées dans le train de tiges qui fournissent des emplacements d'atterrissage pour les bouchons, les vannes ou les jauges. Les types incluent Sélectif, Top No-Go et Bottom No-Go.
• Mandrins de poche latérale :​ Ensembles excentriques pour l'installation de vannes à gaz ou de vannes d'injection de produits chimiques.
• Bouchons :​ Utilisé pour tester les puits, tester la pression des tubes ou fermer temporairement un puits-.
• Vannes à gaz :​ Installé dans des mandrins à poches latérales pour faciliter le levage artificiel en injectant du gaz dans le flux de production.
• Accouplements de débit :​ Joints à parois épaisses-placés au-dessus et au-dessous des soupapes de sécurité pour empêcher l'érosion due à un écoulement à grande vitesse-.
• Vannes de vidange :​ Autoriser l'évacuation des fluides des tubes vers l'anneau avant de tirer la chaîne de complétion, évitant ainsi les déversements en surface.
• Grattoirs/essuie-glaces :​ Utilisé pour nettoyer l'ID du boîtier du ciment, du tartre ou des débris avant d'exécuter les outils de complétion.

La production de sable constitue un défi majeur dans les réservoirs de grès non consolidés, entraînant une réduction de la production, une érosion des équipements et une défaillance potentielle des puits. La cause fondamentale est lorsque les contraintes in situ et les forces de traînée dépassent la résistance naturelle de la matrice rocheuse.

Les principales méthodes de contrôle du sable sont :

• Mécanique:​ À l'aide d'écrans autonomes (à fentes/enfilés-enveloppés) ou, plus efficacement,emballage de gravier, où un anneau de boîtier de tamis-est rempli de gravier calibré pour former un filtre stable et perméable.
• Chimique:​ Injection de résines pour consolider le sable de formation ou créer un « mur » artificiel et perméable autour du puits de forage.
• Cambre de sable :​ Utilisant le pontage naturel des grains de sable au niveau des perforations.

• Réservoirs étanches/fracturés :​ Ceux-ci nécessitent un boîtier robuste pour les stimulations à haute-pression (fracturation/acidification). Les finitions à trous ouverts ou à fentes sont souvent préférées pour les réservoirs fracturés afin de maintenir la connectivité naturelle des fractures, qui peut être endommagée par la cimentation et la perforation.
• Puits horizontaux :​ Les choix de complétion (trou ouvert, revêtement fendu, revêtement cimenté et perforé) dépendent de la géologie du réservoir et de la courbure du puits de forage (rayon long/moyen/court). Les principaux défis consistent à faire passer les revêtements dans les sections de construction et à obtenir une bonne isolation du ciment dans les sections horizontales.

Le document fournit un glossaire de termes essentiels tels que Skin Effect, Perforating, Gravel Pack et diverses définitions de pression. Il détaille également les points critiquestypes de fils​ pour les tubulaires, indispensables aux opérations sur le terrain :

• Boîtier/tuyau :​ Threads API (BTC, LTC, STC, NU, EUE) et connexions premium (VAM, Tenaris, Hunting series).
• Garniture de forage :​ Principalement les threads REG (Regular) et IF (Internal Flush).
• Outils spéciaux :​ Des connexions telles que HYDRILL, TSWP et ACME sont utilisées pour les tuyaux de lavage, les outils de fraisage et les unités d'étanchéité.

Pompes à cavité progressive (PCP / Pompes à vis) :​ Idéal pour la production de fluides sableux ou visqueux en raison de leur déplacement positif et de leur manipulation douce des fluides.

Pompes électriques submersibles (ESP) :​ Pompes centrifuges à plusieurs-étages utilisées pour le levage de-volumes élevés, adaptées à un large éventail de conditions de puits.

La réalisation de puits est une discipline complexe et intégrée. Son succès dépend de la sélection de la bonne méthode et des bons outils adaptés aux caractéristiques spécifiques du réservoir-qu'il s'agisse de la perméabilité, du potentiel du sable ou de la mécanique des roches-et de l'alignement sur la stratégie de production à long terme-. Ces connaissances fondamentales sont essentielles pour optimiser les performances des puits et garantir un développement sûr et efficace des champs. Pour des informations plus détaillées, n'hésitez pas à contacter l'équipe Vigor pour des informations plus détaillées sur le produit.