Contrôle de trajectoire de puits de forage

• Contrôle du taux de changement d'inclinaison (taux de construction/chute) :Cela nécessite un ensemble de fond de trou (BHA) correctement conçu qui gère la vitesse à laquelle l'angle du puits de forage augmente (construction) ou diminue (chute).
• Contrôle du taux de changement d'azimut (taux de virage) :Cela nécessite des outils de fond spécialement conçus (tels que des moteurs à boîtier courbé ou des systèmes rotatifs orientables) qui contrôlent la vitesse à laquelle la direction du puits de forage change à gauche ou à droite.
• Contrôle du poids sur le bit (WOB) et de la force de formation :Une sélection et une gestion appropriées du WOB contrôlent le taux de pénétration (ROP) du trépan et l'ampleur des forces de réaction de la formation, influençant directement la courbure du puits de forage (gravité du dogleg).

Les outils suivants sont couramment utilisés dans les opérations de forage directionnel classiques pour atteindre les objectifs de contrôle ci-dessus.

1. Sous-orientation (sous-directionnel)

Il existe deux types principaux :

• Sous-orientation directe :Utilisé avec les moteurs volumétriques (PDM) dotés d'un boîtier courbé.
• Sous-orientation pliée :Utilisé avec les PDM à corps droit-. Ce sous-marin intègre un angle de courbure structurel (λ) pour fournir la face d'outil nécessaire à la direction.
• Structure:Les deux types comportent un boîtier, un manchon de centralisation, une clé d'orientation (pour aligner la face de l'outil avec le moteur) et des vis de réglage. La version courbée a un angle de courbure intégré-.

2. Collier de forage non-magnétique (NMDC)

• Fonction:Protège les instruments de levé magnétique (par exemple, les magnétomètres MWD) des interférences magnétiques du train de tiges en acier, garantissant ainsi des mesures d'azimut précises. Il fournit également du poids sur le foret comme un collier de forage standard.
• Matériels:Les matériaux courants comprennent l'alliage Monel (cuivre-nickel-chrome), le chrome-alliage de nickel, le chrome austénitique-alliage de manganèse, le cuivre-béryllium, l'acier non magnétique SMFI-l'acier au manganèse-chrome-nickel.
• Sélection de la longueur :Déterminé en consultant des cartes d’intensité de champ géomagnétique. Les régions à intensité de champ magnétique plus élevée nécessitent des NMDC plus longs pour isoler efficacement les interférences.
• Inspection et utilisation :Rectitude (inférieure ou égale à 2 mm/m, inférieure ou égale à 5 mm au total), limites de défauts de surface, surfaces de filetage lisses, couple de rattrapage approprié-(supérieur ou égal au minimum spécifié) et contrôles annuels de la perméabilité magnétique relative et de l'uniformité magnétique conformément aux normes (par exemple, SY5145-86).

3. Garnitures de forage lourdes (HWDP)

Utilisé au bas du BHA pour remplacer certains colliers de forage. Ses avantages en forage dirigé comprennent :

• Zone de contact réduite avec la paroi du trou de forage, minimisant la friction et le couple.
• Capacité de glissement améliorée (lors de l'utilisation d'un moteur à boue sans faire tourner le tuyau).
• Sécurité accrue en fond de trou.
• Sert de transition entre les colliers de forage et les tiges de forage standard, facilitant ainsi les changements de rigidité.

4. Stabilisateur (Centralisateur)

Fonctions en forage dirigé :

• En tant que point d'appui :Lors de la construction ou du largage d'assemblages, le changement de position du stabilisateur modifie le comportement mécanique du BHA, contrôlant la trajectoire.
• Rigidité croissante :Dans les ensembles de maintien, la réduction des distances entre le foret et le(s) stabilisateur(s) crée un BHA plus rigide qui résiste aux changements d'inclinaison et d'azimut.
• Alésage et conditionnement :Lisse les irrégularités du trou de forage, réduisant ainsi le risque de sièges de clé et autres problèmes.
• Inspection:Les mesures d'entrée et de sortie du diamètre extérieur, les contrôles d'usure (usure OD inférieure ou égale à 2 mm) et un placement correct sont essentiels.

5. Essuie-glace Keyseat (disjoncteur Keyseat)

Géométriquement similaire à un stabilisateur en spirale mais avec un diamètre extérieur plus petit (plus grand que les colliers de forage mais plus petit qu'un stabilisateur complet). Ses épaulements coniques supérieurs et inférieurs sont rechargés avec du carbure de tungstène pour la coupe et l'alésage.

Applications :

• Retrait du siège de clé dédié BHA :Embout + petit-colliers OD (50-60 m) + essuie-glace + pot + HWDP. Pour les sièges clés plus longs, un sous-marin flexible peut être ajouté.
• Pendant le perçage :Exécutez l'essuie-glace du siège de clé dans le cadre du BHA dans les sections de construction, en effectuant un mouvement alternatif à travers des doglegs connus pour empêcher la formation du siège de clé.
• Opération:Lors du rodage, descente lente au-dessus de la profondeur du siège clé (≈100 m), et alésage avec un WOB très faible (<49 kN).

6. Vanne à flotteur

Empêche le flux inverse du fluide de forage (reflux) d'endommager les outils d'enquête de fond de trou (par exemple, l'électronique MWD) et empêche les buses de forage de se boucher par des débris.

7. Sous-marin d'atterrissage (sous-marin suspendu)

Fournit un environnement sécurisé et stable pour le montage des instruments MWD. Il comporte une ligne de traçage latérale haute-sur sa paroi extérieure pour aligner la face d'outil du moteur et mesurer le décalage (valeur OFFSET) entre le MWD et le moteur. À l’intérieur du sous-marin, une clé saillante est utilisée pour le verrouillage MWD.Prudence:Si vous n'utilisez pas MWD, le sous-marin d'atterrissage doit être retiré de la chaîne pour éviter que la clé ne soit emportée par des débits élevés, ce qui pourrait entraîner une défaillance au fond du trou.

8. Pot (pot de forage)

Maintient des conditions de travail équilibrées pour le foret et le BHA. Sa fonction principale est de délivrer un impact violent (vers le haut ou vers le bas) pour aider à libérer la corde si elle se coince.

9. Sous-marin flexible

Utilisé principalement pour protéger le pot en apportant une élasticité supplémentaire au BHA, notamment lors des opérations de mise en pot. Il permet également de réduire les contraintes de flexion dans les assemblages rigides.

Un contrôle réussi de la trajectoire d'un puits de forage nécessite une approche systématique : gérer le changement d'inclinaison, le changement d'azimut et le poids-sur-bit, tout en déployant une suite d'outils soigneusement sélectionnés. Des sous-marins d'orientation aux colliers non magnétiques en passant par les stabilisateurs, les essuie-glaces et les bocaux, chaque composant joue un rôle spécifique. Comprendre ces outils et leurs interactions permet aux foreurs directionnels de concevoir des BHA efficaces, de minimiser-les temps non productifs et de guider avec précision le puits de forage vers sa cible géologique. Pour des informations plus détaillées, n'hésitez pas à contacter l'équipe Vigor pour des informations plus détaillées sur le produit.