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REPUBLIC OF CAMEROON Peace – Work – Fatherland ******** THE UNIVERSITY OF MAROU

REPUBLIC OF CAMEROON Peace – Work – Fatherland ******** THE UNIVERSITY OF MAROUA ******** P.O. Box: 46 Maroua Tel.: (237) 677975997 ******** NATIONAL HIGH SCHOOL OF MINES AND PETROLEUM INDUSTRIE ******** UE : DRILLING : PROCESS, RIG SYSTEME AND EQUIPMENTS XMPE IC3 Noms et Prénoms - GAKE BELLE RAOUL 19A071FM - HAMADOU TODOU 19A072FM Superviser par : REPUBLIQUE DU CAMEROUN Paix – Travail - Patrie ******** UNIVERSITE DE MAROUA ******** B.P. : 46 Maroua Tél. : (237) 677975997 ******** ECOLE NATIONALE SUPERIEUR DES MINES ET INDUSTRIES PERTOLIERES ******** FORAGE PETROLIER ET MINIER: COMPARAISON Dr DOMRA KANA Janvier ANNEE ACADEMIQUE : 2021/2022 SOMMAIRE INTRODUCTION ...................................................................................................................................... 3 I- GENERALITE ................................................................................................................................... 4 II- TECHNIQUE DE FORAGE ....................................................................................................... 5 A- Forage Rotary .......................................................................................................................... 5 B- Battage ....................................................................................................................................... 6 C- Carottage ................................................................................................................................... 7 D- Forage Rotatif ......................................................................................................................... 8 E- Percussion (SONDAGES PERCUTANTS ET MARTEAU FOND DE TROU) ........ 9 III- FORAGE PETROLIER ............................................................................................................. 11  Mise En Place / Installation ............................................................................................... 11  L'appareil De Forage ............................................................................................................... 11  Carottage ..................................................................................................................................... 12  La Confrontation ..................................................................................................................... 13  Le Test .......................................................................................................................................... 13  Le Bilan ........................................................................................................................................ 14  Les Différents Types De Plateformes .............................................................................. 14 IV- FORAGE MINIER ...................................................................................................................... 16  Forage en carrière : Les méthodes de forage .............................................................. 16 CONCLUSION ......................................................................................................................................... 18 BIOGRAPHIE .......................................................................................................................................... 19 INTRODUCTION Le forage consiste à enfoncer un train de tiges dans le sous-sol en y injectant une boue spéciale. Celle-ci va permettre de ramener à la surface des fragments de roches et des échantillons de gaz. Il faudra forer à plusieurs endroits pour mieux délimiter le gisement potentiel. Les forages permettent de savoir si les prospect (hydrocarbures) contiennent du pétrole ou du gaz. Ces prospects peuvent être enfouis à des profondeurs très variables - de quelques centaines de mètres jusqu’à 6000 m. Pour les atteindre, on creuse par étapes un trou de diamètre décroissant avec la profondeur. Le forage représente une activité cruciale dans l’exploration minière, pétrolière. Toutes les activités de forage permettent d’obtenir des échantillons extraits sous la surface. Ainsi, les propriétés du sol et de la roche, y compris leur contenu en minéraux et en métaux, peut être testées. Tout au long de notre travail nous allons présenter les une généralité sur le forage, les techniques et enfin comparer le forage pétrolier à celui d’un forage minier. I- GENERALITE Le forage est un ensemble d’opérations qui permettent, par le biais d’un procédé mécanique, de creuser un trou de diamètre centi à décimétrique, généralement vertical et utilisé à des fins scientifiques et /ou économiques Ce procédé mécanique correspond à tout un assemblage du matériel ; monté sur camion ou bien inclut dans un atelier ; destiné à réaliser l’objectif du projet bien sûr en pénétrant le sous-sol. En fait, toutes les techniques de forage (battage, rotary, foration à l’avancement odex…) sont valables pour les deux styles soit atelier ou bien sur camion. Quel que soit la technique de forage employé, plusieurs précautions doivent être prises en considérations :  La quantité d’énergie exigée pour la foration est régenté (diriger de façon autoritaire et arbitraire) par les caractéristiques du terrain ; Le tableau ci-dessous montre les numéros de catégorie et les caractéristiques correspondant à chaque type de terrain. II- TECHNIQUE DE FORAGE A- Forage Rotary Lors d’un forage par rotary, la perforation s'effectue d'une manière rotative avec un matériel lourd. La dislocation se fait par abrasion et broyage du terrain, par le biais d'un outil appelé tricône et par roto percussion à l’aide d’un outil assemblé au marteau, appelé taillant, l'évacuation des déblais se fait par la circulation, directe ou inverse du fluide (air, boue, eau). L’efficacité de cette technique dépend principalement de la performance du matériel utilisé. A l’origine utilisée pour le forage de puits de pétrole, cette méthode est actuellement employée en forage de production, en carrières et en tunnels. Les outils utilisés sont des trépans à molettes ou tricônes. Cette technique permet de forer dans des roches dures dont la résistance à la compression peut atteindre 5 000 bars. En rotary, les boutons sont enfoncés dans la roche sous l’effet de la poussée appliquée. La séquence de pénétration dans la roche est globalement identique à la séquence de foration percutante. B- Battage La présente ancienne technique mécanisée est la plus simple et là plus utiliséau monde. Principe C’est une technique très ancienne, la perforation s'effectue à l’aide d’un câble muni à sa base d’un outil appelé trépan de forme soit monolame, bilame ou cruciforme, de diamètre variant entre 300 à 1200 mm (fig2). Cet outil est suffisamment lourd (400kg à3 tonnes) pour qu’il puisse donner au câble une extension parfaite et pour minimiser tant que possible les déviations du trou. L’avancement de l’outil est régi par des mouvements de percussions qui lui sont transmis par le câble. Cette technique de forage nécessite une injection de l’eau, depuis le début de la pénétration jusqu’ à la rencontre de la première venue d’eau, et ceci pour refroidir et lubrifier l’outil qui s’échauffe au cours de sa traversée des formations géologiques. C- Carottage Le carottage est employé à des fins de prospection avec prise d’échantillons (carottes). En carottage, la foration se fait par un processus de « meulage » de la roche. Les taillants annulaires (couronnes) sont en carbure ou munis de diamants sertis ou à imprégnation diamantée, et sont entrainés à grande vitesse (rotation) Cette technique se fait à l’aide de taillants annulaires appelés « couronnes ». Le prélèvement s’effectue dans le sol sous forme de cylindre de roche appelée « carotte ». Généralement le carottage est utilisé en prospection minière, se présente sous différentes techniques dont on cite quelques-unes : carottage simple, double, ou triple et le carottage au câble pris comme exemple à détailler dans ce qui suit. Principe de carottage au câble Les carottières à câble ou "wire-line", qui se présentent comme un ascenseur dans une cage, constituée en l'occurrence par des tiges dont le diamètre intérieur est égal au diamètre extérieur du carottier: les tubes intérieurs du carottier sont verrouillés dans le tube extérieur pendant le forage, puis la passe terminée, il est déverrouillé et remonté au moyen d'un grappin manœuvré par un petit câble métallique entraîné par un treuil rapide (Jean-Bernard Chaussier 1992). Ce procédé est plus rapide et assure la stabilité du trou pendant la récupération, mais les carottes sont d'un diamètre moindre que celles du carottier classique correspondant et il est plus onéreux à l'achat et au fonctionnement (Jean- Bernard Chaussier 1992). Les tubes extérieurs laissés en permanence dans le trou Protège le puits de l’éboulement qui peut y arriver lors de l’arrêt de la circulation de fluide. D- Forage Rotatif On utilise cette technique uniquement dans des roches tendres dont la résistance à la compression n’excède pas 1 500 bars (exemple : mines de sel). La foration de fait par décolletage du fond du trou à la manière d’une forêt. Les taillants ont des lames et travaillent comme des outils de coupe. Lorsque ces lames s’enfoncent dans la roche, des très fortes contraintes sont créées au niveau de l’arête. La roche cède et il y a formation de copeaux. C'est la méthode utilisée pour forer une roche en utilisant les élingues de choc produites par une masse qui frappe la tige rotative ou une colonne de tige rotative ayant une foreuse à l’extrémité opposée. C'est le type de forage où les échantillons sont récupérés par rotation de la tige de forage sans percussion d'un marteau. E- Percussion (SONDAGES PERCUTANTS ET MARTEAU FOND DE TROU) Elle consiste à utiliser un marteau pneumatique (« marteau en tête de tige ou marteau en fond de trou »), en rotation et en percussion. La roche est ainsi broyée et ramenée à la surface sous la forme de débris (« cuttings ») à l’aide d’une circulation d’air comprimé qui permet également le fonctionnement de l’outil. Les cuttings remontent à la surface par l’espace entre les tiges et la paroi du trou et peuvent contrarier voire bloquer la foration. Cette technique de forage est utilisée dans les roches dures. L’énergie de forage utilisée est l’air comprimée. Celle-ci met en rotation et translation l’outil situé au fond du forage. Cela permet de limiter les pertes d’énergie dans le train de tige et d’augmenter les rendements par rapport au forage en roto percussion. Fig : échantillon III- FORAGE PETROLIER Le forage pétrolier permet d'atteindre les roches poreuses et perméables du sous-sol, susceptibles de contenir des hydrocarbures liquides ou gazeux. Son implantation est décidée à la suite des études géologiques et géophysiques effectuées sur un bassin sédimentaire. Ces études permettent de se faire une idée de la constitution du sous-sol et des possibilités de gisements, mais elles ne peuvent déceler avec certitude la présence d'hydrocarbures. Seuls les forages pourront confirmer les hypothèses faites et mettre en évidence la nature des fluides contenus dans les roches. Géologues et géophysiciens s'accordent sur l'existence d'un « prospect », un gisement potentiel. Afin de savoir si des hydrocarbures sont bien piégés dans la roche réservoir, il faut forer pour les frapper.  uploads/Industriel/ tpe-forage-raoul.pdf