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SOMMAIRE SECTION 1 Principes fondamentaux de contrôle de venues 2 Causes des ve

SOMMAIRE SECTION 1 Principes fondamentaux de contrôle de venues 2 Causes des venues 3 Indices d'une venue 4 Procédures de fermeture 5 Méthodes de contrôle de venues 6 Equipements de contrôle de venues ANNEXE API RP53 API RP59 SECTION CONTROLE DE VENUES 1 - 1 SECTION 1:PRINCIPES FONDAMENTAUX DE CONTROLE DE VENUES SECTION 1 : PRINCIPES FONDAMENTAUX DE CONTROLE DE VENUES 1.1 INTRODUCTION 1.1.1 Le contrôle primaire 1.1.2 Le contrôle secondaire 1.1.3 Le contrôle tertiaire 1.2 PRESSIONS DANS UN PUITS 1.2.1 Pression hydrostatique 1.2.2 Pression dynamique de fond 1.3 PRESSIONS DE FORMATIONS 1.3.1 Définition 1.3.2 Pression géostatique 1.3.3 Pression normale 1.3.4 Pression anormale 1.4 PRESSION DE FRACTURATION 1.4.1 Définition 1.4.2 Leak-off test (LOT) 1.4.3 Pression maximale admissible (Padm) 1.4.4 Gain maximal admissible (Gmax) CONTROLE DE VENUES 1 - 2 SECTION 1:PRINCIPES FONDAMENTAUX DE CONTROLE DE VENUES 1.1 INTRODUCTION Dans cette section sont traités les principes fondamentaux de contrôle de venues. Le contrôle d'un puits est divisé en trois catégories principales à savoir le contrôle primaire, le contrôle secondaire et le contrôle tertiaire. 1.1.1 Le contrôle primaire C'est le nom donné au processus qui maintient une pression hydrostatique dans le puits supérieure à la pression des fluides de formation étant forée, sans toutefois dépasser la pression de fracturation de la formation la plus fragile. Si la pression hydrostatique est inférieure à la pression de formation alors les fluides de formation entreront dans le puits. Si la pression hydrostatique du fluide excède la pression de fracturation de la formation la plus fragile alors il se produira une perte. Dans ce cas extrême de perte de circulation, la pression de formation peut excéder la pression hydrostatique permettant l’intrusion des fluides de formation dans le puits. Un surpression de la pression hydrostatique sur la pression de formation est maintenue, cet excès est généralement appelé marge de manœuvre. 1.1.2 Le contrôle secondaire Si la pression du fluide dans le puits (la boue) ne réussit pas à empêcher les liquides de formation d’entrer dans le puits, celui-ci commencera à débiter. Cette intrusion ne peut-être arrêtée qu’en utilisant " les équipements de sécurité " pour empêcher les fluides de s’échapper du puits. La remise du puits sous contrôle est effectuée en utilisant les méthodes de contrôle conventionnelles à savoir la Driller's ou la Wait & Weight Method. 1.1.3 Le contrôle tertiaire Le contrôle tertiaire décrit la troisième ligne de défense où la formation ne peut pas être contrôlée par le contrôle primaire ou secondaire (hydrostatique et équipement). Une éruption interne par exemple. Les situations particulières en contrôle de venues sont : a) l'outil n'est pas au fond. b) le bouchage de la garniture. c) la garniture hors du trou. d) sifflure de la garniture. e) pertes de circulation. f) la pression annulaire supérieure à la pression maximale admissible. CONTROLE DE VENUES SECTION 1:PRINCIPES FONDAMENTAUX DE CONTROLE DE VENUES 1 - 3 g) coincement de la garniture. h) migration du gaz sans expansion. i) opérations spéciales (stripping, snubbing,... ) 1.2 PRESSIONS DANS UN PUITS 1.2.1 PRESSION HYDROSTATIQUE La pression hydrostatique est définie comme étant le poids d'une colonne verticale de fluide par unité de surface. Pression hydrostatique = Densité de Fluide x Profondeur Verticale La pression hydrostatique dépend de la hauteur ou la profondeur verticale de la colonne de fluide. La forme de cette dernière n'a aucune importance (fig 1.1). Fig 1.1 Différents types de colonnes Si la pression est exprimée en bar et la profondeur est mesurée en mètre, il est commode de convertir la densité du fluide kg/L en un gradient de pression bar/m. Le facteur de conversion est égal à 1/10.2. Gradient de pression (bar/m) = densité du fluide (kg/L) x 1 / 10.2 Pression hydrostatique (bars) = densité (kg/L) x côte verticale (m) x 1 / 10.2 Le facteur de conversion 1/10.2 est dérivé comme suit: 1m3 contient 1000 L et la densité du fluide est de 1 kg/L. CONTROLE DE VENUES SECTION 1:PRINCIPES FONDAMENTAUX DE CONTROLE DE VENUES 1 - 4 La pression exercée par 1m de hauteur de ce fluide sur une surface de 1m² est égale à : 1000 x 0.981 = 0.0981 bars (daN) 10000 cm² 1 10.2 = bars Fig 1.2 Cube de côté unitaire 1 m La formule de la pression hydrostatique (Ph) peut être exprimée différemment en fonction des unités utilisées. Ph = Z x d où Ph : pression hydrostatique (bars) 10.2 d : densité du fluide (kg/L) Z : hauteur verticale du fluide (m) Ph = ρ x g x Z où Ph : pression hydrostatique (Pascal) ρ : masse volumique (kg/m3) g : accélération de la pesanteur (m/s²) Z : hauteur verticale de la colonne de fluide (m) Ph = Z x d où Ph : pression hydrostatique (kg/cm²) 10 d : densité du fluide (kg/L) Z : hauteur verticale de la colonne du fluide (m) Ph = 0.052 x MW x TVD où Ph : pression hydrostatique (psi) MW : densité de la boue (ppg) TVD : hauteur verticale (ft) CONTROLE DE VENUES SECTION 1:PRINCIPES FONDAMENTAUX DE CONTROLE DE VENUES 1 - 5 Relations entre différentes unités de pression L'unité de la pression en système SI est le Pascal 1 Pascal = 1 Newton / 1 m² Les multiples sont: 1 bar = 105 Pa = 102 kPa = 0.1 MPa = 1.02 kg/cm² 1 Psi = 1 lb/in² = 0.06897 bars = 6.897 kPa Note : On choisira le bar comme unité de pression pour ce manuel. 1.2.2 Pression dynamique de fond Les pertes de charge dans une conduite représentent la résistance totale du fluide à l'écoulement, cette résistance est due essentiellement aux forces de frottements internes et externes au fluide. La répartition des pertes de charge dans le circuit de forage est comme suit : • l'installation de surface (PCS) • l'intérieur des tiges de forage (PCDP) • l'intérieur des drill collars (PCDC) • à travers les duses de l'outil (PCO) • dans l'espace annulaire (PCA) La pression de refoulement des pompes (PR) est la somme de toutes les pertes de charge dans le circuit de circulation. PR = PCS + PCDP + PCDC + PCO + PCA La pression exercée sur le fond du puits (Pf ) est la somme des pressions dans l'annulaire. Pf = Pha + Pca CONTROLE DE VENUES 1 - 6 SECTION 1:PRINCIPES FONDAMENTAUX DE CONTROLE DE VENUES d'où Densité équivalente en circulation ( E.C.D ) Pf = Pca + Pha = Z x deqv 10.2 10.2 x (Pca + Pha) Z deqv = 10.2 x Pca Z deqv = da + où da : densité de la boue dans l'espace annulaire (kg/L) Variation des pertes de charges avec les différents paramètres K x d x L x Q² Ø5 Pc = où K : constante L : longueur de la conduite d : densité du fluide Q : débit d'écoulement Ø : diamètre de la conduite a) variation des pertes de charge avec la densité Pc2 = Pc1 x d2 d1 où Pc2 : pertes de charge avec la densité d2 Pc1 : pertes de charge avec la densité d1 d1 : densité initiale de la boue d2 : la nouvelle densité de boue CONTROLE DE VENUES SECTION 1:PRINCIPES FONDAMENTAUX DE CONTROLE DE VENUES 1 - 7 b) Variation des pertes de charge avec le débit où Q2 : nouveau débit de circulation qui correspond à la nouvelle vitesse (N2) de la pompe Q1 : débit initial de circulation correspondant à l'ancienne vitesse (N1) de la pompe c) Variation des pertes de charge avec la longueur de la conduite où L2 : nouvelle longueur de la conduite L1 : longueur initiale de la conduite d) Variation des pertes de charge avec le diamètre de la conduite où Ø 1 : diamètre initial de la conduite Ø 2 : nouveau diamètre de la conduite Exemple d'application: EX 1: PR1 = 120 bars, d1 = 1.20. Quelle est la nouvelle pression de refoulement avec la densité d2 = 1.25 ? PR2 = PR1 x d2 = 120 x 1.25 = 125 bars d1 1.20 Q2 Q1 2 Pc2 = Pc1 x N1 2 = Pc1 x N2 5 Pc2 = Pc1 x Ø2 Ø1 CONTROLE DE VENUES SECTION 1:PRINCIPES FONDAMENTAUX DE CONTROLE DE VENUES 1 - 8 EX 2: PR1 = 100 bars pour une vitesse de la pompe de 50 coups/mn. Quelle sera la nouvelle pression de refoulement à 60 coups/mn ? N2 N1 2 PR2 = PR1 x 50 2 = 100 x 60 = 144 bars 1.3 PRESSIONS DE FORMATIONS 1.3.1 Définition C'est la pression du fluide contenu dans les pores d'une formation. Elle est aussi appelée pression de pores ou pression de gisement. 1.3.2 Pression géostatique La pression géostatique à une profondeur donnée est la pression exercée par le poids des sédiments sus-jacents. Comme il ne s'agit pas d'une pression de fluide on préfère souvent, pour faire la distinction fluide/matrice, utiliser le terme contrainte géostatique. Elle peut être exprimée ainsi ds x Z 10.2 S = où ds: densité apparente des sédiments sus-jacents uploads/Management/ 01-well-control-sonatrach 1 .pdf