Forage directionnel : avantages et inconvénients

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Ces dernières années, la construction sort d'une crise prolongée, le nombre de maisons en construction, de complexes industriels, de routes et d'autres infrastructures augmente. En conséquence, les techniques d'ingénierie de haute technologie sont de plus en plus demandées pour réduire les coûts de temps et de main-d'œuvre.

Informations générales

Ceux-ci incluent le forage directionnel. On sait que les puits sont à la fois verticaux (standard) et inclinés. De plus, l'écart par rapport à la verticale / horizontale requis pour cela est faible: seulement 2 degrés pour un forage standard, plus de 6 degrés pour un forage profond (puits artésiens, production de pétrole ou de gaz).

Il est naturel que la présence de cette déviation puisse être due non seulement à des raisons artificielles, mais aussi à des raisons tout à fait naturelles. Ils sont divisés en plusieurs groupes (géologiques, techniques, technologiques). Si vous connaissez parfaitement tous ces facteurs, vous pouvez contrôler la position avec une grande précision.puits dans l'espace.

En conséquence, la déviation artificielle est comprise comme toute "courbure" du canal du puits, qui a été initialement conçu. Il est important de comprendre que le forage directionnel implique un contrôle strict du sens de déplacement de la foreuse tout au long des travaux.

Caractéristiques du forage de puits de pétrole et de gaz

Particulièrement de nombreuses difficultés sont causées par un tel travail dans l'aspect de l'industrie pétrolière et gazière. Là, le forage incliné doit être effectué à l'aide de profils de guidage spéciaux. Il est également important de se rappeler que la fosse supérieure est toujours (!) rendue strictement verticale, et que la déviation commence aux horizons inférieurs, dans l'azimut prévu.

Surtout souvent, le forage incliné n'est pas utilisé dans le développement de gisements, mais uniquement dans leur exploration. Il est beaucoup moins coûteux de vérifier les "marqueurs" en faisant un trou incliné suffisamment long que d'essayer immédiatement de forer la roche à une profondeur suffisante verticalement.

Comment se fait le forage dirigé en général ? La technologie est relativement simple: d'abord, la fosse principale est percée, puis, à l'aide de dispositifs de cintrage, une foreuse oblique ou dirigée horizontalement est amenée au bon endroit, avec laquelle un puits supplémentaire est déjà en cours de réalisation. Afin de maintenir avec précision la direction fixée par le projet, il est nécessaire d'utiliser des "balises", ce sont aussi des balises. Dans de nombreux cas, des caméras spéciales sont utilisées pour visualiser le processus de forage.

Remarques importantes

BesoinIl convient de noter que dans certains cas, ces puits sont forcés par les caractéristiques des roches géologiques. Ainsi, il est parfois moins coûteux de forer une fosse à l'emplacement d'une sorte de roche ignée solide que de la poinçonner.

Notez également que le forage dirigé implique la pénétration de trous strictement horizontaux. Tous les puits obtenus par cette méthode sont divisés en puits simples et multilatéraux. Dans ce dernier cas, plusieurs couches partent du tronc principal. Une méthode de forage similaire dans l'industrie pétrolière et gazière est largement utilisée dans les cas suivants:

• Lors de l'ouverture de formations pétrolifères ou gazeuses situées entre des failles parallèles.
• S'il s'avérait que le réservoir développé change brusquement de direction.
• Dans le cas où des horizons pétrolifères ou gaziers se trouvent sous des dômes de sel (en raison des difficultés de forage à travers ces derniers).
• Quand il est nécessaire de contourner les zones d'effondrement dans les mines.
• Le forage dévié (en particulier horizontal) est indispensable si la formation productive se trouve sous une sorte de réservoir ou sur le fond marin, sous des zones résidentielles ou des bâtiments isolés.
• Sur les râteliers et plates-formes de forage situés directement en mer, dans 90 % des cas, cette méthode de forage de fosse est utilisée.
• De plus, le forage dirigé est indispensable si vous devez réaliser un puits multilatéral dans une zone au relief très accidenté (ravins, collines, etc.).

Une méthode similaire est indispensable siPour une raison quelconque (effondrement, déplacement de la roche tectonique), le puits de la mine s'est déplacé sur le côté et il était donc nécessaire de contourner la zone à problème. Ceci est également fait s'il est nécessaire de prélever une carotte dans le forage principal, car il est impossible de le faire autrement.

En outre, le forage directionnel est utilisé lorsque vous devez éteindre rapidement un puits qui a pris feu pour une raison quelconque, ainsi que dans les cas où la partie inférieure de la fosse doit être agrandie pour des raisons opérationnelles. De la même manière, la surface de drainage est augmentée dans les anciens puits lorsqu'il est nécessaire d'augmenter les volumes de production.

Ceci est pratiqué lorsqu'on sait initialement que le gisement n'appartient pas à la catégorie des riches, mais qu'il faut le « traire » rapidement. Ensuite, un forage "cluster" est utilisé, avec des retraits multiples et multiples de la fosse principale des secondaires. Si dans ce cas utiliser des méthodes standard, le retour du champ sera faible et le puits sera rapidement épuisé.

La méthode de forage directionnel brise les fosses primaires à travers les pâtes de charbon, car dans cette situation, elles doivent d'abord être débarrassées des éventuelles poches de gaz. Si cela n'est pas fait, il y a une forte probabilité d'inflammation et même d'explosion déjà pendant l'exploitation du puits.

Les moteurs de fond de trou (turbodrills, parfois perceuses électriques, moteurs à vis) sont utilisés pour percer le trou. Méthode de forage - rotatif.

Méthodes principales

La méthode principale (ici et à l'étranger) est l'utilisation dynamique des caractéristiques du terrain. Et cela est compréhensible, puisque les plaines et les steppes idéalement plates sont loin d'être partout.

En règle générale, des traces typiques (profils) sont prises comme échantillon, qui sont construites à l'avance, et des méthodes de modélisation mathématique sont utilisées pour cela. Il est important de noter que la méthode "typique" ne peut s'appliquer (!) qu'à des domaines déjà développés, dont toutes les caractéristiques sont connues depuis longtemps. La particularité de cette méthode est qu'ils n'essaient pas de contrôler la courbure du terrain, mais de s'y adapter. Hélas, mais en même temps, un inconvénient important se manifeste, se traduisant par une augmentation notable du coût du forage.

Dans le profil de conception, les endroits avec le degré de courbure maximal sont nécessairement marqués, car sans ces données, il n'est pas conseillé d'élaborer un projet fini. Dans ce cas, la conception relève de la responsabilité d'un ingénieur qualifié en forage directionnel.

Modification de la disposition de la plate-forme de forage pour corriger la courbure du puits

Le moyen le plus courant lorsqu'il s'agit de contrôler la courbure du trou directement lors de son poinçonnage. La méthode est bonne car vous n'avez pas besoin d'utiliser un équipement spécial. Son inconvénient réside dans la limitation sévère des modes de forage accéléré.

Utilisation de déviateurs artificiels

Pour ce type de travail, des sous-marins courbés, des mamelons excentriques, des cales et d'autres dispositifs de déviation sont utilisés. Tous les appareils sont sélectionnés individuellement, en fonction de la situation spécifique et du type de terrain.

Variété d'épicéa

Une méthode importante de forage directionnel est le forage par pads. Dans le même temps, le début de toutes les fosses est situé en un point et les sections d'extrémité sont celles où vont les couches des gisements découverts.

La méthode est bonne en ce sens qu'elle vous permet de réduire considérablement la quantité de travaux d'installation sur le site, de réduire considérablement le nombre de lignes de communication nécessaires, y compris les routes vers les zones où des travaux sont en cours et le besoin d'eau les lignes d'alimentation et d'alimentation sont réduites. Ce type de forage a été testé pour la première fois en URSS, plus précisément en Azerbaïdjan, lors de travaux d'installation sur l'île d'Artem.

Les principaux inconvénients incluent l'importance d'empêcher le franchissement des embouchures des mines. De plus, il est nécessaire de conserver les fosses déjà en fonctionnement au moment du forage secondaire, comme l'exigent les règles de sécurité incendie. Enfin, un énorme inconvénient des fosses à grappes est la complexité de leur entretien et de leur réparation ultérieurs, et dans des conditions marines, il peut être extrêmement difficile d'éliminer les percées.

Dans quelles conditions utilise-t-on le cluster drill ?

Alors, quand le forage horizontal directionnel de cluster est-il utilisé ? Les raisons de son utilisation sont réparties dans les groupes suivants:

• Technogenic - forage sous des bâtiments, y compris résidentiels, autres structures techniques.
• Technologique - lorsqu'il est probable que le développement d'un puits standard perturbera l'exploitation des fosses existantes. La méthode de la brousse n'est pas si "traumatique" à cet égard.
• Géologique –lorsque les minéraux se trouvent dans des couches inégales, sur des horizons différents. Dans ce cas, les plates-formes de forage directionnel sont la seule option lorsque vous devez établir la production dans les plus brefs délais sans dépenser des sommes phénoménales.
• Orographique - le groupe de raisons le plus courant, y compris la nécessité d'ouvrir un champ situé sous la surface de la mer, du lac, en cas de terrain accidenté, ainsi que lors de la pose de fosses à partir de la base de plates-formes offshore, ainsi que des viaducs.
• Climatique. Depuis quelques années, dans de nombreuses régions du Grand Nord, on observe une tendance constante au dégel du pergélisol, c'est pourquoi les spécialistes sont tout simplement obligés de recourir à la méthode du forage en grappes. D'autres méthodes se heurtent à l'effondrement de la lumière du puits.

Notez que l'effet maximum de l'exploitation des puits de cluster est observé dans les zones marécageuses, souvent inondées. Il est important de noter que lors de forages inclinés sous la surface de plans d'eau, il est extrêmement important de disposer d'un personnel expérimenté capable d'utiliser correctement les équipements de navigation, sans lesquels il devient impossible de percer un trou dans des conditions aussi spécifiques.

Ainsi, les postes vacants en forage directionnel doivent nécessairement inclure la recherche de personnel techniquement averti et formé.

Caractéristiques importantes de la méthode

Les buissons volumétriques ressemblent à des pyramides ou des cônes, dont la taille, comme vous pouvez le comprendre, dépend de la taille et"flou" du champ développé. En conséquence, le nombre de trous poinçonnés est déterminé par les capacités techniques. Il est très important de comprendre que la détermination de la taille de la brousse doit être traitée de la manière la plus responsable possible, car la superficie du territoire aliéné dépend de cet indicateur.

Ceci est particulièrement important lors du développement de fosses à l'intérieur des limites de la colonie. L'emplacement des têtes de puits joue un rôle important dans l'exploitation d'un puits fini. Il n'est pas surprenant que le forage dirigé des gazoducs soit devenu la principale méthode largement utilisée dans la pratique au cours des 15 à 20 dernières années.

Effets positifs du cluster drill

En général, cette méthode réduit considérablement le coût d'organisation de l'extraction de minerais ou de la construction d'installations industrielles, contribue au volume d'automatisation de toutes les opérations et processus de production. Plus important encore, cette approche contribue à la protection de l'environnement en minimisant l'impact sur la nature.

Le fait est que lors d'un forage en grappes, il devient tout à fait possible de collecter complètement les déchets de forage, en les empêchant de pénétrer dans les eaux souterraines, et réduit également la probabilité d'une diminution du niveau de ces dernières. Ceci est souvent observé avec le forage conventionnel car il détruit les aquifères.

Un tampon contient au moins deux puits. En règle générale, les pétroliers de notre pays pratiquent le regroupement de fosses de 18 à 24 pièces, mais dans certains cas, leur nombre dépassepour 30. Cependant, c'est loin d'être un record, car dans la pratique étrangère, il y a des cas où 60 "germes" pourraient sortir d'une mine. En particulier, la célèbre société BP a foré sur une petite île en vrac de 60 × 60 m … 68 fosses à la fois. Cela a permis d'augmenter considérablement la quantité de pétrole reçue d'un champ.

Ainsi, le forage de puits directionnels et horizontaux dans l'économie moderne est extrêmement demandé précisément en raison de la conservation des ressources matérielles et financières.

Type de perçage multitrou

À l'heure actuelle, en raison de l'épuisement de nombreux anciens gisements, le seul moyen fiable d'obtenir des minéraux est d'utiliser des méthodes d'exploitation minière avancées, notamment le forage multilatéral. Dans le même temps, plusieurs nouvelles «germes» sont retirées de la fosse principale à une certaine profondeur à la fois. De ce fait, la surface du puits dans l'horizon productif augmente considérablement et le volume d'extraction augmente. De plus, il est en même temps possible de réduire les volumes de forage dans les horizons supérieurs improductifs.

Sur le territoire de notre pays, le premier puits de ce type a été foré en 1953, en Bachkirie. Mais la fosse, qui passait directement dans l'épaisseur de la formation, n'a pu être réalisée qu'à la fin des années 50. C'est arrivé dans la région de Samara. Il a été immédiatement révélé que le rendement quotidien de ces puits est supérieur d'environ 40 % à celui des carottes réalisées par la méthode verticale standard.

C'est alors que le forage dirigé a commencé à se développer dans notre pays. Formation pour celala spécialité a été introduite dans tous les instituts techniques du pays.

Si la méthode multilatérale est utilisée, la longueur totale du trou dans le réservoir augmente considérablement, la zone de drainage et de filtration augmente. Cela contribue non seulement à augmenter le rendement du puits, mais améliore également la qualité du produit obtenu lors de son exploitation. Ce type de fosses est divisé en variétés suivantes:

• Type incliné, ramifié.
• Branche horizontalement.
• Pisses radiales.

Dans ce dernier cas, le forage directionnel (forage directionnel horizontal) est utilisé dans les terrains difficiles et la concentration inégale des horizons de travail. Cette méthode permet (tout en minimisant les coûts) de maximiser le volume de minage.

Caractéristiques des trous multitrous

Comme vous pouvez le deviner, les fosses à ramifications obliques se composent du puits principal de la mine et des processus enfants qui s'étendent à partir de ceux-ci, situés dans des plans différents. Le type dirigé horizontalement proprement dit est une variante du type qui vient d'être décrit. La seule différence est que les "pousses" partent du tronc principal dans un plan strictement horizontal, à un angle de 90 degrés.

En conséquence, pour les fosses radiales, l'arbre principal va également strictement verticalement, et les autres - le long de la circonférence, c'est-à-dire dans la direction radiale. Ces dernières années, les puits ramifiés ont été considérés comme une direction de forage très prometteuse, car leur utilisation à l'échelle industrielle permet de résoudre de nombreux problèmes,découlant de l'exploitation des ressources souterraines:

• Développement efficace maximal des champs pétrolifères aux horizons inégaux. Dans ce cas, le forage vertical n'est pas économiquement réalisable, car le coût final est trop élevé.
• Le forage directionnel peut réduire considérablement le nombre de puits utilisés. Cela conduit à une réduction du coût des travaux et minimise également l'impact sur l'environnement.
• Lors de l'extraction de pétrole très visqueux, qui est pompé à des profondeurs extrêmement grandes.
• La même méthode est utilisée lorsqu'il est nécessaire de construire une station géothermique qui utilise l'énergie de l'eau chaude souterraine.

Ainsi, le forage de puits directionnel est une technique largement utilisée dans les industries pétrolières, gazières et de construction d'aujourd'hui.