Fluides de forage

Le système de fluide de forage – communément appelé « système de boue— – est le composant unique du processus de construction du puits qui reste en contact avec le puits de forage pendant toute l’opération de forage. Les systèmes de fluide de forage sont conçus et formulés pour fonctionner efficacement dans les conditions de forage prévues. Les progrès de la technologie des fluides de forage ont permis de mettre en œuvre un système rentable et adapté à chaque intervalle du processus de construction du puits.

Vue d’ensemble

Le système de fluide de forage actif comprend un volume de fluide qui est pompé avec des pompes à boue spécialement conçues à partir des fosses de surface, à travers la corde de forage sortant du trépan, dans l’espace annulaire du puits de forage, et de retour à la surface pour l’élimination des solides et les traitements d’entretien selon les besoins. La capacité du système de surface est généralement déterminée par la taille de la plate-forme et la sélection de la plate-forme est déterminée par la conception du puits. Par exemple, le volume actif de fluide de forage sur un puits en eau profonde peut être de plusieurs milliers de barils. Une grande partie de ce volume est nécessaire pour remplir la longue colonne montante de forage qui relie le plancher de la plate-forme au fond marin. En revanche, un puits peu profond sur terre pourrait ne nécessiter que quelques centaines de barils de fluide pour atteindre son objectif.

Fonctions des fluides de forage

Certaines des fonctions de base d’un fluide de forage sont les suivantes:

• Nettoie le trou en transportant les déblais forés à la surface, où ils peuvent être retirés mécaniquement du fluide avant qu’il ne soit recirculé en fond de trou.

• Équilibre ou surmonte les pressions de formation dans le puits de forage pour minimiser le risque de problèmes de contrôle du puits.

• Soutient et stabilise les parois du puits de forage jusqu’à ce que le tubage puisse être réglé et que des équipements de cimentation ou de complétion de trou ouvert puissent être installés.

• Prévient ou minimise les dommages causés à la ou aux formations productrices.

• Refroidit et lubrifie la corde et le foret.

• Transmet la puissance hydraulique au trépan.

• Permet de récupérer des informations sur la ou les formations productrices grâce à l’analyse des déblais, aux données de journalisation pendant le forage et aux journaux filaires.

Types de fluides de forage

La classification annuelle des systèmes de fluides de World Oil énumère neuf catégories distinctes de fluides de forage, dont:

• Systèmes d’eau douce
• Systèmes d’eau salée
• Systèmes à base d’huile ou de synthèse
• Systèmes pneumatiques (air, brouillard, mousse, gaz) « fluides »

Trois facteurs clés déterminent généralement le type de fluide sélectionné pour un puits spécifique:

• Coût
• Performances techniques
• Impact environnemental

Les fluides à base d’eau (WBF) sont les systèmes les plus utilisés et sont considérés comme moins coûteux que les fluides à base d’huile (OBF) ou les fluides à base synthétique (SBF). Les OBF et SBF – également appelés systèmes à émulsion inversée — ont une huile ou un fluide de base synthétique comme phase continue (ou externe) et de la saumure comme phase interne. Les systèmes à émulsion inversée ont un coût unitaire plus élevé que la plupart des fluides à base d’eau, de sorte qu’ils sont souvent sélectionnés lorsque les conditions des puits nécessitent une inhibition fiable du schiste et / ou une excellente lubrification. Les systèmes à base d’eau et les systèmes à émulsion inversée peuvent être formulés pour tolérer des températures de fond de trou relativement élevées. Les systèmes pneumatiques sont le plus souvent mis en œuvre dans des zones où les pressions de formation sont relativement faibles et où le risque de perte de circulation ou d’endommagement de la formation est relativement élevé. L’utilisation de ces systèmes nécessite un équipement spécialisé de gestion de la pression pour aider à prévenir le développement de conditions dangereuses lorsque des hydrocarbures sont rencontrés.

Considérations relatives aux fluides de forage

La sélection des fluides de forage reste l’un des éléments les plus importants d’une opération de construction de puits réussie. Les sociétés de services de fluides de forage aident les opérateurs à surmonter les problèmes familiers (p. ex., circulation perdue) ainsi que les défis liés au forage dans des eaux ultraprofondes, des formations HP/ HT extrêmes ou des zones écologiquement sensibles éloignées en fournissant:

• Outils d’analyse
• Équipement de test
• Installations Stockpoint
• Matériaux innovants

La capacité de simuler les conditions de fond de trou et d’optimiser la conception du fluide continuera d’aider à réduire le temps non productif, et la gestion en temps réel des conditions de trou grâce à l’alimentation en données des outils de fond de trou permet à l’opérateur et au spécialiste des fluides de forage de affiner les paramètres de forage.

La demande de services de gestion des déchets de forage dédiés à la réduction, à la récupération et au recyclage du volume de fluides usés et de déblais forés continue de croître rapidement. Ces services et l’équipement connexe ont démontré leur valeur en aidant les opérateurs à atteindre la conformité environnementale, en réduisant les coûts d’élimination et en renvoyant plus de fluide et d’eau pour une réutilisation dans de multiples applications.

Des services de forage-fluide de quelque nature que ce soit sont requis sur chaque puits. Ils englobent un large éventail de systèmes, de produits, de logiciels, de spécialisations du personnel et de soutien logistique. À mesure que les puits deviennent plus complexes, les coûts totaux de forage peuvent augmenter considérablement. Étant donné que le système de fluide de forage entre en contact avec presque tous les aspects de l’opération de forage, une sélection appropriée du fluide de forage peut aider l’opérateur à minimiser les coûts tout au long du processus de construction du puits.

Note: Les fournisseurs de fluides de forage (Baker Hughes, Halliburton (Baroid), Schlumberger (M-I SWACO), Newpark, Scomi et d’autres maintiennent des matériaux de référence spécifiques à l’entreprise tels que des Manuels sur les Fluides de forage et des Manuels d’ingénierie sur les fluides de forage. Ce sont d’excellentes ressources techniques et peuvent être disponibles auprès de ces entreprises.

Articles remarquables dans OnePetro

Smith, T.R., Shell Canada Ltd.; Ravi, K.M., Halliburton Services: Étude des Propriétés des Fluides de Forage Pour Maximiser l’Efficacité du Déplacement du Ciment, 22775-MS, http://dx.doi.org/10.2118/22775-MS

Warren, B.K., Smith, T.R., Shell Canada Ltée.,; Ravi, K.M., Halliburton Services: Caractéristiques de Perte de Fluide Statique et Dynamique des Fluides de Forage dans un Puits de forage à grande Échelle, 26069-MS, http://dx.doi.org/10.2118/26069-MS

Livres remarquables

Caenn, R., Darley, H.C.H., Gray, G.R. et al. 2011. Composition et propriétés des fluides de forage et de complétion, 6ème. Amsterdam; Boston, MA: Pub professionnel du Golfe. 2011293568

Série de réimpression SPE No. 44: Fluides de forage, 1997, Édité par: Tom S. Carter, ISBN:978-1-55563-069-0

https://www.osha.gov/SLTC/etools/oilandgas/drilling/drillingfluid.html

Voir aussi

Considérations environnementales relatives aux fluides de forage

Défis liés aux fluides de forage

PEH : Fluides de forage