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Pour répondre aux conditions géologiques complexes et aux exigences de type de puits spécial, nous fournissons des professionnels Forage de puits de processus spécial Solutions, couvrant les puits directionnels, les puits horizontaux, les puits prolongés de portée, et les puits multilatéraux. En tirant parti des outils avancés, des solutions personnalisées et des technologies éprouvées, nous aidons nos clients à surmonter efficacement les problèmes de forage, à améliorer leur efficacité opérationnelle, à atténuer les risques et à assurer l'achèvement sûr et efficace des puits.
Les puits de procédés spéciaux désignent tous les puits non conventionnels (à l'exclusion des puits verticaux) dans le développement de champs pétrolifères. Ce terme spécifique à l'industrie comprend: puits directionnels, puits horizontaux, puits sidetracking, puits prolongés, puits multilatéraux, etc. Les technologies avancées de contrôle de forage pour les puits de processus spéciaux aident à augmenter la production à puits unique, à améliorer les taux de récupération économique et à améliorer l'efficacité globale du développement des champs pétrolifères.
Un puits directionnel est un terme technique de forage faisant référence à un puits de forage foré le long d'une trajectoire préconçue avec des changements d'inclinaison et d'azimut contrôlés.
L'objectif principal de la conception de puits directionnel est d'atteindre l'objectif de forage prévu. Cela sert de base principale et de principe fondamental de la conception de puits directionnel. Les concepteurs doivent optimiser le profil du puits, le type de trajectoire, le programme de tubage, la sélection du fluide de forage et la méthode de complétion en fonction d'objectifs de forage spécifiques pour assurer des opérations de forage sûres, efficaces et de haute qualité.
Les applications incluent le forage en grappes sur des îles artificielles, le forage de puits directionnels d'onshore à offshore, le forage de trajectoire contrôlé par défaut, le forage dans des zones où les conditions de surface (telles que les montagnes ou les bâtiments) restreignent l'accès, l'exploitation des pièges souterrains, l'ingénierie des puits de secours directionnels, la correction de déviation ou les opérations de sidetracking, les puits cibles multilatérales, et développement de puits horizontal.
Assemblages de train de forage pour les puits directionnels sont généralement classés par leur fonction dans les assemblages hold-angle, ensembles drop-angle, assemblages de bâtiment-angle, ensembles de micro-construction, outils de déviation, et les systèmes de direction. Pour chaque section de puits, des configurations BHA appropriées et des paramètres de forage doivent être choisis en fonction du profil de puits prévu. Ceci assure que le trou foré suit la trajectoire conçue – le principe fondamental de la commande directionnelle de chemin de puits. Lors de la conception d'un puits directionnel BHA, le principe de la compatibilité de la rigidité doit être respecté; c'est-à-dire que la rigidité de l'ensemble du train de forage doit progressivement diminuer et ne pas augmenter, pour éviter une incompatibilité de rigidité qui pourrait empêcher le train de forage d'être exécuté.
Les puits en grappe font référence à plusieurs puits (allant de plusieurs à plus d'une centaine) forés à partir d'un seul plot ou plate-forme de puits. Alors que les têtes de puits de surface sont espacées de quelques mètres, chaque puits de forage s'étend dans des directions différentes sous terre.
Le forage en grappes est généralement utilisé en raison de contraintes de surface (telles que des ressources terrestres limitées ou des conditions de surface difficiles), de facteurs régionaux (tels que des zones extrêmement froides, gelées ou des vasières) et de considérations économiques (car il offre des avantages techniques et économiques plus élevés que le forage à un seul puits). Le forage de puits en grappe peut réduire les coûts associés au déplacement de l'équipement, à la construction de routes, à l'installation de pipelines et à la configuration des communications. Il simplifie également le processus d'extraction du pétrole et du gaz et contribue à protéger l'environnement. En raison de ces avantages, les puits en grappe sont largement utilisés dans les plates-formes de forage offshore, les îles artificielles en eau peu profonde, les battures et le développement de réservoirs de pétrole lourd et de pétrole à haut point d'écoulement.
Étapes de construction clés pour les puits en grappe: En raison du faible espacement des têtes de puits dans le forage en grappe, la section verticale avant le kickoff (généralement 500–1200 m) nécessite une qualité de forage de précision exceptionnellement élevée. Pour assurer la qualité de la section verticale, une étape technique critique est l'évitement des collisions. Le procédé anti-collision couramment utilisé implique l'utilisation d'une technologie de visualisation pour suivre et surveiller la trajectoire du puits de forage. La visualisation exploite des affichages informatiques pour observer intuitivement la configuration spatiale de la trajectoire du puits de forage à partir de diverses perspectives tridimensionnelles. Cette technologie a été largement adoptée dans l'exploration et le développement du pétrole. Il offre une valeur substantielle dans l'anti-collision pour les puits adjacents, les puits de secours et les puits directionnels, ainsi que dans la surveillance et le contrôle de l'entrée de la cible et de la trajectoire du puits de forage, et dans l'évaluation de la qualité des trajectoires de forage réelles. À l'heure actuelle, les méthodes les plus couramment utilisées comprennent le balayage à distance horizontale, le balayage à distance minimale et le balayage à distance normale.
Un puits horizontal est un type de puits spécialisé avec une inclinaison maximale atteignant ou approchant 90° (généralement pas moins de 86°), en maintenant une section latérale désignée dans la formation cible.
Les puits horizontaux démontrent une large applicabilité à travers les types de réservoir, avec des caractéristiques «moins de puits avec une production plus élevée». Ils sont principalement déployés dans des réservoirs géologiquement confirmés pour améliorer la productivité dans les réservoirs à faible perméabilité, réduire le cône d'eau des aquifères de bord/haut/bas, retarder la percée de l'eau et contrôler la coupe d'eau, et maximiser la pénétration à travers les réseaux de fractures verticales dans les réservoirs hétérogènes. De plus, ils peuvent accéder à de multiples zones contenant des hydrocarbures dans des réservoirs multicouches et améliorer les taux de récupération ultimes.
La conception et la mise en œuvre des puits horizontaux doivent répondre aux exigences de l'exploration, de la mise en valeur et de la production de pétrole, dans le but d'améliorer l'efficacité globale des opérations d'exploration et de mise en valeur. Actuellement, les méthodes de forage sont principalement classées par les outils de direction dans le forage de glissement-direction et le forage de rotation-direction. Sur la base de l'approche de guidage, ils peuvent être classés comme forage de direction géométrique et forage de géodirection.
La sélection d'un ensemble de fond de trou (BHA) approprié est fondamentale pour le contrôle précis de trajectoire dans le forage de puits horizontal. La sélection et l'utilisation appropriées du BHA améliorent non seulement l'exactitude de contrôle de trajectoire et la vitesse de perçage mais aident également à réaliser un puits de forage lisse avec la courbure uniforme et la sévérité minimale de dogleg.
Pour les sections à angle élevé et horizontales, une configuration inversée de BHA est recommandée, plaçant des colliers de perceuse et la garniture de forage lourde dans le bas-angle ou les sections verticales pour appliquer le poids sur le peu tout en empêchant le flambement de la garniture de forage régulière pendant le forage. La longueur de la tige de forage oblique doit être égale ou supérieure à la longueur totale du puits de forage sous l'inclinaison 45° et la section forée prévue.
Pour mieux gérer les conditions complexes de fond de puits et les incidents potentiels dans des intervalles à angle élevé et horizontaux, un pot de forage peut être placé à une position appropriée de fond de puits.
La sélection du foret doit être basée sur le type de formation, et le foret sélectionné doit avoir de bonnes performances de maintien de jauge. Si un peu de perceuse de cône de rouleau est choisi, il devrait avoir des caractéristiques et la représentation appropriées aux vitesses de rotation élevées pour assortir le forage de moteur de downhole. Lorsque des inserts en alliage dur sont soudés sur un foret à cône à rouleaux, en plus d'empêcher l'usure du diamètre extérieur, leur effet sur la réduction de l'anisotropie du foret doit également être pris en compte. Le raccourcissement de la longueur de jauge d'un foret PDC améliore la direction, tout en augmentant la longueur de la jauge aide à maintenir l'inclinaison du puits. Pendant le forage rotatif dans des sections à angle de maintien ou horizontales, alors que la plage de sélection du foret est relativement large, la capacité de contrôle directionnel doit être soigneusement considérée.
Un puits étendu fait généralement référence à un puits directionnel où le rapport entre le déplacement horizontal et la profondeur verticale est égal ou supérieur à 2. Certaines définitions considèrent également le rapport entre la profondeur mesurée et la profondeur verticale.
Les puits à portée étendue sont caractérisés par de longs déplacements horizontaux et des sections tangentes étendues avec des angles d'inclinaison élevés. Cette caractéristique accentue les effets gravitationnels, menant à deux défis significatifs dans le forage d'ERW: difficulté et charge de travail accrues dans la mesure et le contrôle de trajectoire de puits de forage, et frottement et couple élevés entre le train de forage de fond et la paroi de puits de forage. Une trajectoire de puits bien conçue est l'un des facteurs clés de la réussite des puits prolongés. Il a un impact direct sur les capacités des équipements de forage, le contrôle des puits de forage, le nettoyage des puits de forage, le forage sécurisé, le fonctionnement du tubage et les opérations de fond de puits.
Le forage des puits à portée étendue impose des exigences plus élevées au système d'entraînement. Compte tenu de l'efficacité du forage et de la sécurité en fond de trou, un système d'entraînement supérieur est essentiel. La sortie de couple de l'entraînement supérieur doit correspondre à la résistance à la torsion du plus petit filetage de tige de forage utilisé, fournissant généralement 61–81 kN·m de couple. Pour les puits à portée ultra étendue, la capacité de couple de l'entraînement supérieur devient encore plus critique en raison des défis de couple accrus dans les sections longues et à angle élevé.
Pour répondre aux exigences hydrauliques et assurer un nettoyage efficace des trous, le système de circulation de la plate-forme doit être capable de répondre aux demandes de forage. Cela peut impliquer d'augmenter le nombre de pompes à boue à trois ou plus, d'augmenter la puissance nominale de 1600 kW à 2000 kW ou 2200 kW, et d'augmenter la pression nominale des pompes à boue et du système de fluide de forage de surface de 35 MPa à 42 MPa ou 52 MPa.
En raison des charges de levage lourdes dans des puits prolongés de portée, un système de levage de grande capacité est exigé. Un système de levage puissant assure non seulement le déclenchement sans heurt des ficelles de perceuse mais augmente également l'efficacité de déclenchement et améliore la capacité de manipuler des complications de fond. Actuellement, drawworks entraînés par engrenages avec des estimations de puissance de 4000–5000 puissances en chevaux (2942–3678 kilowatts) sont disponibles.
Un puits multilatéral fait référence à un puits dans lequel deux ou plusieurs puits de forage sont forés à partir d'un seul puits de forage principal dans le réservoir, chaque puits de forage étant achevé séparément. La technologie de forage de puits multilatéral est considérée comme une méthode efficace pour améliorer la récupération des réservoirs de pétrole restants, augmenter encore la production d'un seul puits et améliorer l'efficacité économique du développement des champs.
L'application des puits multilatéraux est étendue, appropriée non seulement au sidetracking et à la revitalisation des vieux puits mais également au développement de nouveaux puits, et peut être appliquée à divers types de réservoirs.
Développés à partir de technologies de forage directionnel et horizontal, les puits multilatéraux présentent des défis opérationnels et des risques nettement plus élevés que les puits directionnels ou horizontaux conventionnels. La principale différence réside dans la complexité de la structure du puits de forage, car les puits multilatéraux comportent plusieurs jonctions où les puits de forage de dérivation se connectent au trou de forage principal.
À l'origine un processus auxiliaire dans la technologie de forage, sidetracking a longtemps été utilisé dans les opérations de forage. L'application de la technologie sidetracking – transformant les vieux puits en nouveaux, et plus loin dans les types de puits complexes tels que les puits horizontaux détournés et les puits multilatéraux pour l'optimisation des modèles de puits, l'amélioration des réserves et l'augmentation de la production – a émergé au cours des étapes moyennes à la fin du développement pétrolifère, entraînée par la nécessité de réparer et de modifier de nombreux puits vieillissants. Les opérations de sidetracking comprennent le contrôle de trajectoire de puits de forage détourné et la coupe de fenêtre de tubage.
Dans la section de kickoff directionnel, la mesure tout en forant (MWD) doit être employée pour la surveillance de trajectoire. Pendant le forage rotatif, des levés à plusieurs prises sont généralement utilisés pour la mesure de trajectoire. Si l'inclinaison dépasse 3° dans la section directionnelle, des outils de MWD peuvent être directement appliqués pour le perçage d'orientation de «de haut-côté de visage d'outil». Si l'inclinaison est inférieure à 3°, MWD ne peut pas être utilisé immédiatement; au lieu de cela, le forage de 20–30 m au-delà des interférences magnétiques est nécessaire avant de passer aux outils de direction par câble.
La phase la plus critique dans le forage de voie latérale est la coupe de fenêtre d'enveloppe, qui est réalisée par deux méthodes principales:
Ce procédé consiste à installer un fouet à la profondeur et à l'orientation prédéterminées dans le tubage existant. Le whipstock dévie le peu de perceuse pour fraiser par la paroi d'enveloppe, créant une fenêtre de sortie pour des opérations de sidetracking. Cette technique maintient l'intégrité du tubage d'origine sans sectionner la ficelle tubulaire.
Ce processus supprime complètement un segment de tubage spécifié à la profondeur cible, exposant la formation pour établir une fenêtre de suivi latéral. Ceci crée une fenêtre qui permet au puits de forage d'être dévié vers l'extérieur du puits de forage d'origine.
Technologie d'alésage pour prolonger la durée de production des puits déviés: Bien que les puits déviés soient rentables et fournissent des résultats rapides, leur durée de vie de production est relativement courte. Ceci est particulièrement évident dans les puits déviés à récupération thermique, dont certains ont une durée de vie inférieure à la moitié de celle des puits nouvellement forés, voire inférieure. L'amélioration de la durée de vie de la production de puits détournés est un aspect essentiel de l'application de la technologie sidetracking. Les principaux facteurs affectant la durée de production des puits déviés comprennent un jeu annulaire limité, un tubage non centralisé et une mauvaise qualité de cimentation. L'approche principale pour traiter le dégagement annulaire limité est l'application de la technologie de reaming. Les outils de fraisage communs incluent le double centre fraisant le peu de perceuse, les outils de fraisage excentriques, l'outil de fraisage de rouleau hydraulique, et les reamers hydrauliquement actionnés de PDC avec le positionnement mécanique.
Foret à fraisage à double centre
Outil de reaming excentrique
Outil de reaming de rouleau hydraulique
Outil d'expansion de trou de type PDC
Les outils spécialisés pour des applications de puits complexes comprennent les sous-marins directionnels, les colliers de forage non magnétiques, les stabilisateurs à diamètre variable, etc.
Le sous-marin directionnel est un outil spécialisé de fond de trou utilisé dans le forage directionnel pour la déviation de puits de forage et la correction d'azimut. Deux types principaux comprennent les sous-marins directionnels droits et les sous-marins directionnels courbés.
Le collier de forage non magnétique fournit un environnement de mesure pour les instruments de sondage magnétique qui n'est pas affecté par les champs magnétiques. Il devrait être placé près du peu de perceuse ou près de l'ensemble de perçage de fond de trou.
Le stabilisateur de diamètre variable ajuste son diamètre extérieur par des procédés de commande spécifiques, modifiant ainsi les caractéristiques mécaniques de l'ensemble de fond de trou (BHA) et permettant l'ajustement de l'angle de déviation de puits sans déclenchement.
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