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Suivi par: Mr Adjou Réalisé par : BEKHDIDJA ABDELFATEH Année universitaire 2020

Suivi par: Mr Adjou Réalisé par : BEKHDIDJA ABDELFATEH Année universitaire 2020-2021 RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE De KASDI MERBAH OUARGLA Faculté D'hydrocarbure et l'énergie renouvelable Et science de la terre et univers Département : production Option :2eme master production académique Expose du module de puits horizontaux SUJET N 4 1 Calcul et contrôle de la trajectoire SOMMAIRE I-Introduction II-Conception de la trajectoire III-Calculs de trajectoire III-Méthodes de calcul V-Calculs d'incertitude VI-Étude anti-collision 2 1.Introduction : Définition du forage directionnel : Le forage directionnel est la science et l'art de la déviation d'un puits le long d'une trajectoire prédéfinie à partir de la tête de puits jusqu'à la cible, tous les deux définis avec un système de cordonnées préétablie. Le forage d'un puits directionnel implique fondamentalement le forage d'un trou a partir d'un point dans l'espace (surface) à un autre point dans le fond (la cible). La trajectoire d’un puits est déterminée à partir de quatre éléments : - inclinaison, - direction du puits, - tool face et/ou high side, - profondeur mesurée. Vocabulaire et définitions entrons aux contrôle de trajectoire : Cible(s) : Le(s) point(s) visé(s) en sous-sol. Trajectoire : Le cheminement du puits depuis la tête de puits jusqu'à sa profondeur finale Kick-off point : Le point où le puits quitte la verticale . Station : Une position dans le puits où sont mesurés l'inclinaison et l'azimut. Faire une mesure : Procédure permettant d'obtenir les mesures d'inclinaison et d'azimut à une profondeur mesurée donnée (celle de l'instrument de mesure) Mesure : Ensemble des trois valeurs mesurées - profondeur mesurée, inclinaison et azimut. (Build-up rate) : Croissance de l'inclinaison par unité de longueur exprimé positivement en deg/10m, deg/30m ou deg/100ft . Correction (de trajectoire) : Modification volontaire de la trajectoire d'un puits Tool-face : Angle caractérisant la direction de l'outil de forage par rapport à l'axe du puits. C'est l'angle déterminé par le plan vertical passant par l'axe du moteur situé au-dessus du raccord coudé et le plan déterminé par ce même axe et l'axe de la partie du moteur située sous le raccord coudé. Le contrôle du tool-face permet d'orienter le puits dans la direction souhaitée. 3 2. Conception de la trajectoire La détermination précise de la position d'un puits est nécessaire à la fois pour des raisons techniques et administratives. Un contrôle continu de la trajectoire d'un puits dévié est donc nécessaire afin d'établir sa position réelle:  En cours de forage - pour établir la position du puits. - pour contrôler son cheminement et éventuellement corriger sa trajectoire de manière à atteindre l'objectif, ceci particulièrement en forage horizontal ou sur tout forage où il est nécessaire de suivre la trajectoire théorique au plus près. - pour rester dans le réservoir en cas de forage horizontal. Il n'existe pas d'outil de mesure permettant de déterminer directement la position d'un puits, les seuls paramètres pouvant être mesurés étant l'inclinaison et l'azimut, la détermination possible étant alors un calcul mathématique utilisant ces paramètres. Divers outils existent permettant de mesurer ces paramètres, plus ou moins sophistiqués, installés au fond de manière permanente ou temporaire. La détermination de la position du puits de même que la conduite de la trajectoire peuvent être améliorées par l'utilisation d'outils permettant la mesure et la transmission en temps réel (MWD), les plus sophistiqués mesurant également certains paramètres d'évaluation de la formation (LWD) et conduisant au "GeoSteering", c'est à dire à un contrôle de trajectoire, non plus seulement géométrique, mais tenant compte des caractéristiques de la formation.  En fin de puits - pour rapports administratifs - pour archivage permettant le forage d'autres puits - pour contrôle de la production du champ. Ce contrôle peut et doit être effectué en temps réel, il est quelquefois complété pour confirmation par des mesures à posteriori(exprimentale) . Ce suivi doit être continu pendant tout le forage du puits et met en oeuvre des techniques variées. Il peut être résumé comme suit: 2.1. Mesurer 4 Trois paramètres sont nécessaires pour déterminer les coordonnées X, Y, Z représentant la position du puits. L'azimut et l'inclinaison sont mesurés en fond de puits, le troisième paramètre étant la profondeur mesurée des instruments de mesure, obtenue par mesure de la longueur du train de tiges. Le type d'outil à mettre en oeuvre est déterminé par le programme de forage, de même que la fréquence des mesures. Cette fréquence peut être adaptée en fonction des besoins des opérations. 2.2. Calculer Le calcul de la position du puits sera effectué dès l'obtention des mesures et selon la méthode de calcul déterminée dans le programme de forage. 2.3. Représenter & extrapoler Les résultats obtenus seront utilisés pour interpréter le comportement de la trajectoire et extrapoler en anticipant les tendances naturelles, et si nécessaire en considérant les possibilités de correction "raisonnable". 2.4. Décider Les éléments ci-dessus permettront alors de décider de la suite des opérations, continuité ou mise en oeuvre des moyens de correction. 3. Calculs de trajectoire Le but est d'établir la position du puits dans un repère géométrique (et donc géographique) donné. 3.1. Principe du calcul Le calcul est un calcul point par point, dont l'origine est le point de surface. La méthode utilisée consiste à effectuer des mesures à intervalles réguliers, et à l'aide des paramètres obtenus, de déterminer - de proche en proche et par le calcul - la position du puits. Cette position sera considérée comme la position réelle du puits. Si nécessaire les erreurs dues aux opérations de mesure seront prises en compte pour évaluer le "domaine d'incertitude" dans lequel se situe réellement le puits. A une profondeur x du puits, les paramètres de base sont: La profondeur verticale V x = Σ 0 x (ΔV) La coordonnée Est/Ouest X x = Σ 0 x (ΔX) 5 La coordonnée Nord/Sud Y x = Σ 0 x (ΔY) Avec: ΔV = variation de la profondeur verticale entre deux mesures consécutives ΔX = variation de coordonnée Est/Ouest entre deux mesures consécutives ΔY = variation de coordonnée Nord/Sud entre deux mesures consécutives Ces trois paramètres ne sont pas directement mesurables. Il faut donc faire appel à des paramètres mesurables et à un calcul de transformation. Les paramètres physiquement mesurables sont la profondeur mesurée (longueur du train de tiges), l'inclinaison et l'azimut (outil de mesures de fond). Profondeur mesurée à la station x mètre = (MDx) Inclinaison à la station x degré = (Ix) Azimut à la station x degré = (Ax) 3.2. Conditions et options initiales La détermination d'un certain nombre de paramètres initiaux et d'option est nécessaire au calcul de trajectoire: 3.2.1. Niveau de référence Toutes les profondeurs seront mesurées à partir de ce point, soit: - le niveau de la table de rotation (désigné par RT ou KB pour Kelly Bushing) - le niveau du sol - le niveau de la mer (ou niveau hydrostatique) 3.2.2. Système de coordonnées Le système de coordonnées à utiliser doit être déterminé par le programme de forage, ainsi que les paramètres associés: X,Y,Z coordonnées de la tête de puits déclinaison magnétique convergence si nécessaire 3.2.3. Méthode de calcul La méthode de calcul est déterminée par le programme de forage. 3.2.4. Azimut de projection L'azimut de projection nécessaire à la projection verticale est habituellement choisi égal à la direction de la cible. Plusieurs azimuts peuvent être utilisés dans le cas de puits tridimensionnel Les outils de mesures prennent des surveys dans un plan horizontal par apport au nord, il peut être true ou gird north, on a deux systems: A - Azimut 6 Dans ce système les directions sont exprimées dans le sens d'une montre, de 0° à 359.99° avec le nord 0° B - Système de quadrant Dans ce système, les directions sont exprimées en angle de 0° à 90° a partir de nord dans les quadrants supérieures et a partir de sud dans les quadrants inférieures Le diagramme ci- dessous montre la conversion de système azimut au système quadrant 3.3. Calculs Chaque mesure fournira les paramètres de base: 7 3.3.1. Profondeur mesurée Obtenue par la mesure du train de tiges et corrigée de manière à déterminer la profondeur des instruments de mesure. MDx = Measured depth at station x metres ou pieds 3.3.2. Inclinaison Obtenue de l'outil de fond Ix = Inclination at station x degrés 1. .3.3. Azimut 2. Obtenu de l'outil de fond et corrigé en fonction du type d'outil utilisé (déclinaison magnétique) et du système de projection (déclinaison). Ax = Azimut à la station x degrés Nord Note: Selon la méthode de calcul utilisée, le choix de l'azimut initial (en surface) peut influer de manière significative sur les résultats du premier calcul, ceci d'autant plus que la mesure est profonde. On ne peut pas parler d'azimut du puits lorsque l'inclinaison est nulle. Une valeur est néanmoins nécessaire au calcul. Cette valeur est généralement: o soit zéro o soit égale à l'azimut de la première station 3.3.4 Représentations Dans la pratique les résultats sont présentés sous différentes formes: 1 Représentations mono-puits a/ Représentations numériques uploads/s1/ controle-de-trajectoire-fathibekh.pdf