Programme de forage et de tubage

Cette partie à pour but d'étudier et d'établir un programme de forage.

1) Technologie des tubes casing et tubing :

Le casing et le tubing sont des tuyaux normalisés par American Petroleum Institute (API) dans la spécification 5CT. Ils sont caractérisés par :

  •  La géométrie du corps tube
  •  Leur nuance d’acier ou grade
  •  La géométrie du manchon de raccordement

Géométrie des corps:

Le diamètre nominal d’un casing est proposé par API 5CT. Ce dernier représente le diamètre extérieur du corps. La longueur d’un tube se mesure entre la face extérieure du manchon et le nez de filetage mâle .Cette longueur est normalisée par le API 5CT entre 7.61 et 15 m. Nous allons prendre dans note étude une longueur de 15m pour chaque tube.

Nuance d’acier:

L’API considère trois types d’acier pour le casing. Le tableau suivant regroupe les différentes nuances d’acier selon API pour les casings et le tubing.

 

 

 

 

 

 

 

Caractéristiques des différents grades d'acier

 

2) Procédure de forage :

Tout forage se fait en plusieurs étapes, et est régi par une réglementation solide et rigoureuse. Après un avant-trou préparatoire réalisé par le génie civil, un premier trou de diamètre 36″ (~0.914 mm) est réalisé depuis la surface jusqu’à une centaine de mètres pour stabiliser le sol de départ (coffrer les formations peu profondes pour prévenir un éventuel éboulement et assurer l'imperméabilité du puits pour éviter la pollution des nappes phréatiques). Ce premier trou est immédiatement consolidé par un premier cuvelage (casing) de diamètre 30’’ (0.762m) en acier, légèrement plus petit, qui est cimenté pour assurer la cohésion entre le terrain et le tube.

Ce tube sert de guide pour réaliser les séries de trous suivant : d’abord de diamètre 26″ (~ 660 mm), jusqu’à environ 300 m de profondeur, puis 17 1/2" (~ 0.444 mm) jusqu’à environ 450 m , puis un tube de diamètre 12 ¼" (~ 0.311 mm) jusqu’à 600 m de répondeur et finalement un tube de production de diamètre de 8 1/2" (~ 0.1778mm) jusqu’à une profondeur de 4000 m.   

 Ceux-ci sont à leurs tours cuvelés (cuvelage de surface et cuvelage intermédiaire) et  cimentés.

Cette succession de couches de ciment et d’acier est très importante car elle permet d’assurer l’intégrité du forage et de protéger les nappes phréatiques traversées.

Suivant la profondeur à atteindre, typiquement 4000 mètres pour les forages d’Alès, une à deux autres séries de trous de diamètres de plus en plus petits peuvent être forées. Souvent le dernier trou est foré en diamètre 8 1/2″ (~21 cm), mais peut aussi être plus petit.

 L'image ci-dessous représente une coupe technique de notre puits phase par phase.

Coupe technique phase par phase

Reste maintenant à préciser que notre puits va atteindre une profondeur de 4000 m verticalement, et cela est expliqué par le fait que le méthane extrait existe à cette profondeur. Après la construction de ce puits vertical, nous procédons par la construction d’un puits horizontal de longueur égale à 1000 m. Ce puits vertical est foré dans la roche de schiste pour extraire le gaz piégé dans cette dernière par la méthode de facturation hydraulique.

Un puits vertical dans la roche de schiste est faisable aussi, mais avec cette configuration, nous ne pouvons pas avoir un bon rendement vu que verticalement l’épaisseur de la roche ne dépasse pas 100 mètres. En conséquence, un puits horizontal de 1000 m est beaucoup plus rentable sur le plan quantitatif du gaz extrait et aussi sur le plan financier et économique. 

3) Programme de notre forage :

Le programme de forage dépend principalement du type d’exploitation et de la géologie du site. Des programmes bien définis existent pour chaque configuration

Pour le choix de notre programme de forage, nous avons étudié différents programmes adoptés universellement pour choisir le forage adéquat qui répond le mieux  à notre situation.

Caractéristiques des tuyaux considérés

 

Programme du forage et du tubage de 0 à 600 mètres de profondeur

Après avoir choisi un programme de forage à partir de la norme internationale API 5CT, il faut maintenant étudier la résistance de notre structure et valider ce choix.


Bibliographie

J.P. Nguyen, Technique d'exploitations pétrolières : le forage, Institut Français du pétrole