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FORMATION PROFESSIONNALISANTE PRO/FPP1 GROUPE 1 Forage‐Puits Bases communes for

FORMATION PROFESSIONNALISANTE PRO/FPP1 GROUPE 1 Forage‐Puits Bases communes forage et puits Hassi Messaoud Centre IAP – 21 ‐ 26 Mars 2015 M. Frédéric BARRERE EP 21912_a_F_ppt_01 ‐ Information Forage Production Gisement Introduction au forage & complétion © 2015 ‐ IFP Training EP 21912_a_F_ppt_01 ‐ Information Forage Production Gisement 2 Sommaire  Première partie : Forage 1. Introduction 2. Les appareils de forage 3. Construction des puits 4. Ingénierie du puits 5. Prévention des éruptions  Seconde partie: Pressions appliquées au puits 1. Pression Hydrostatique, pertes de charges 2. Relations des pressions entre statique et dynamique 3. Loi des Gaz Information Forage – Production – Gisement EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction Le forage ‐ Introduction © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 4 Processus Exploration / Développement En Exploration, le forage d’un puits est la seule méthode permettant de prouver la présence ou non d’hydrocarbures. L’objectif est de fournir un maximum d’informations techniques pour diminuer les incertitudes pour un possible développement. En Développement, après estimation des CAPEX & OPEX* et des « Réserves », l’objectif est de fournir des puits bons producteurs (ou injecteurs). * prenant en compte les conditions contractuelles © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 5 COMPAGNIES PETROLIERES « Les Partenaires » COMPAGNIES PETROLIERES « Les Partenaires » COMPAGNIE PETROLIERE « L’Opérateur » COMPAGNIE PETROLIERE « L’Opérateur » NATIONAL OIL COMPANY NATIONAL OIL COMPANY ÉTAT ÉTAT + OU Exploration Sismique Forage Projet de Développement Engineering Procurement Ingénierie Construction Forage Installation Production Entretien des puits Logistique … Exploration Production Contract C o n t r ô l é p a r l’O p é r a t e u r C o n t r a c t e u r s Joint Operating Agreement Exploration & production activités : les acteurs © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 6 Campagne Sismique & Etude Géophysique © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 7 Exemple : Blocks en Norvège © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 8 Exemple de pièges © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 9 Exploration Appréciation Etudes prél. Avant projet Développement Production Abandon Phase exploration Phase Développement G & G : sismique et études Forage(s) d’exploration Tests (DST) Etudes Developt. & Economiques Forages de développement Construction instal. de prod. Entretien des puits Puits additionnels. Phase Production approx 2 à 4 ans Approx 2 à 3 ans 10 à 25 ans ? Approx 1 à 3 ans First Oil Abandon des puits Les activités forage en Exploration & Développement © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 10 Principales “phases” des opérations sur puits Mobilisation appareil Début du forage Forage/tubages jusqu’à l’objectif Diagraphies Testing * Plug & Abandon (P & A) Démobilisation appareil      Développement Déplacement de l’appareil (venant du puits précédent) Diagraphies * Complétion Déplacement de l’appareil sur puits suivant     * : optional Début du forage Forage/tubages jusqu’à l’objectif Exploration/Délinéation © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 11 Mode de travail d’une Compagnie Pétrolière (suite) Pour la réalisation du ou des puits, plus d’une dizaine de Sociétés de Services seront contactées pour : • Mise à disposition d’un appareil de forage (rig) • Mise à disposition des services associés au forage: cimentation / diagraphies / essais de puits, … • Mise à disposition de moyens logistiques La Compagnie Pétrolière est coordonnateur général des travaux, responsable de l’ingénierie des puits, du suivi des travaux sur puits et de la « qualité » finale de l’ouvrage. NB : l’Opérateur est toujours le responsable final ; coût d’un puits : de 1 M$ à 10/20/30, … 80 M$ © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 12 Compagnie Pétrolière ou (Opérateur) Compagnies de Services ou (Contracteurs) Vendeurs ‐ Contracteur de Forage ‐ Serv. de diagraphies, ‐ Serv. de cimentation, ‐ Serv. pour forages dirigés, ‐ Serv. pour fluides de forage, ‐ Serv. pour descente tubage/liner. ‐ Serv. pour tests sur puits, ‐ Serv. logistiques (hélicoptères, bateaux de service) ‐ Serv. ROV. ‐ etc. ‐ Outils de forage, têtes de puits, tubages, “liner hangers”, ‐ etc. NOC Shipyards Forage : Opérateur, Compagnies de Services & Vendeurs L’Opérateur est responsable de l’ingénierie du puits, de la supervision des opérations et de la “qualité” finale de l’ouvrage Compagnies de Services, vendeurs, … fournissent expertise et solutions techniques. © 2015 ‐ IFP Training EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 13 Objectifs des forages (rappel) Objectifs des puits d’exploration : • Forage en toute sécurité et respect de l’environnement • Reconnaître tous les objets géologiques et les réservoirs • Recueillir les informations désirées (caractéristiques des roches et des fluides) Objectifs des puits de Développement : • Forage en toute sécurité et respect de l’environnement • Optimiser les capacités production/injection • Optimiser les performances techniques et les coûts (« learning curve »)  NB : coûts des forages (DRILLEX) représentent (approx), … • 30 % approx. des CAPEX (projets à terre) • 25 % approx (projets grande profondeur d’eau) © 2015 ‐ IFP Training Points‐clé à retenir EP 21913_a_F_ppt_01 ‐ Forage Introduction 14 14 1. Les acteurs dans les activités exploration & production 2. Rôles d’une compagnie pétrolière et des compagnies de services 3. Principales phases dans les activités forage 4. Objectifs des puits et du forage Le forage – Introduction Information Forage – Production – Gisement EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage Les appareils de forage © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 16 Pour forer un puits, il faut… Pour forer un puits – à terre ou en mer – il faut : Contracter et mobiliser un appareil de forage (un « rig ») Contracter et mobiliser des compagnies de services pour : • Les fluides, la déviation (MWD, …), la cimentation, le logging, le «mud logging», le carottage, les tests, … • Contracter et mobiliser des compagnies de services pour mise à disposition de moyens logistiques (camions, bateaux, hélicoptères, etc.) Acheter et amener sur le site de forage, tous les équipements et consommables comme : • Tubages/tubings, tête de puits, équipements de complétion et outils de forage, produits à boue, ciments, … • Pour la Compagnie Pétrolière, mobiliser du Personnel de supervision ! © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 17 Fonctions principales d’un appareil de forage Levage : pour manœuvrer tous les tubulaires dans le puits Rotation : Rotary Table (table de rotation), Power Drive (tête motorisée) + garniture de forage (drill string), outils (bits) Pompage incluant : • Les pompes HP et BP • Et un circuit pour fluides de forage incluant les bassins à boue, les équipement de traitement des solides (vibrateurs, dessableurs, désilteurs, …) Sécurité /contrôle de puits : les BOP, le manifold de duses, … Puissance : mécanique & électrique © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 18 Fonction levage Fonction rotation Fonction pompage Fonction Sécurité « BOPs » Fonction puissance Principales fonctions sur l’appareil de forage © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 19 La fonction levage : le mât © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 20 Le treuil est entraîné par des moteurs électriques (ou un compound mécanique). Cable de forage La fonction levage : le treuil © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 21 “Top Drive” ou tête motorisée Table de rotation + kelly La fonction rotation : “Rotary Table + kelly” ou “Top Drive” Avantages : • on peut manœuvrer tout en circulant, • on peut forer par longueurs de 3 tiges © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 22 La fonction rotation : “Top Drive” (tête motorisée) © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 23 DP range 2 : longueur 30 ft DP range 3 : longueur 40 ft le plus commun est le “range 2” (derrick/mast font 125 à 150 ft haut). La fonction rotation : la garniture de forage (DP & DC) © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 24 Iron roughneck... un automate qui permet de visser et bloquer les « tool joints » de la garniture . La fonction rotation : équipement de manutention de la garniture © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 25 Pompe à boue triplex haute pression avec amortisseurs de pulsation et vanne de sécurité La fonction pompage : les pompes de forage HP © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 26 Tamis vibrants désableur désilteur centrifuge Bassin à boue goulotte Pompe HP refoulement Colonne montante Flexible injection Tiges de forage Tête injection Masses tiges annulaire outil Le circuit de circulation des fluides : les équipements pour traitement des solides © 2015 ‐ IFP Training EP 21916_a_F_ppt_01 ‐ Les appareils de forage 27 Pompes à uploads/Voyage/ iap-cours.pdf