52
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique N° Série: 55 /2014 Université Kasdi Merbah Ouargla Faculté des hydrocarbures, des energies renouvelables et des sciences de la terre et de l’univers Département de Forage et mécanique des chantier MEMOIRE Pour l’obtention du Diplôme de Master Option: Forage Présenté Par : HADJ AISSA SALAH et HADJ SAID KACEM -THÈME- Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi-Messaoud, Application sur le puits OMN82bis Soutenue le : 28 / 05 / 2014 devant la commission d'examen (Jury) Président: SOUICI Fatma Zohra Univ. K.M. Ouargla Rapporteur KADRI Med Yacine Univ. K.M. Ouargla Examinateurs: BERBEH Abd El Hafed Univ. K.M. Ouargla

Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

N° Série: 55 /2014

Université Kasdi Merbah Ouargla

Faculté des hydrocarbures, des energies renouvelables

et des sciences de la terre et de l’univers

Département de Forage et mécanique des chantier

MEMOIRE

Pour l’obtention du Diplôme de Master

Option: Forage

Présenté Par :

HADJ AISSA SALAH et HADJ SAID KACEM

-THÈME-

Descente et cimentation du liner 7"

Dans le champ de Hassi-Messaoud,

Application sur le puits OMN82bis

Soutenue le : 28 / 05 / 2014 devant la commission d'examen (Jury)

Président: SOUICI Fatma Zohra Univ. K.M. Ouargla

Rapporteur KADRI Med Yacine Univ. K.M. Ouargla

Examinateurs:

BERBEH Abd El Hafed Univ. K.M. Ouargla

Page 2: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

Remerciements

En premier lieu, nous remercions le Tout Puissant ALLAH, notre

créateur qui nous a donné la force d’accomplir ce travail.

Nous tenons à remercier vivement, notre encadreur,

Monsieur : KADRI MED YACINE pour le suivi de ce travail, pour ses

encouragements, ses précieux conseils et sa disponibilité.

Nous remercions également MR: BENDOUMA Salah pour son aimable

accueil au sein de « l’ENSP GROUP » , ainsi qu’au personnel de l’appareil

« ENAFOR 44 » en particulier , MR BABA AMI A.

Nous exprimons notre reconnaissance aux enseignants de l’université

d’Ouargla qui ont contribué à notre formation, en particulier

DR : HADJ MOHAMD MAHFOUD.

Nos remerciements vont enfin à tous ceux qui ont contribué de prés ou de

loin à la réalisation de ce travail.

Page 3: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

DÉDICACE

Je dédie ce modeste travail

A ma chère mère et mon cher père

A mes frères TOUFIK, ABDELHAK, REDOUANE

A mes oncles et mes tantes

A La famille HADJ AISSA et toute La famille HIBA

A Tous mes amis, en particulier : ABDERRAHMANE, KACEM,

ALI, OMAR, MOHAMED, YACINE

KHOUDIR, BAALI, MESSOUD, AZZDDINE, MOSTAPHA,

A tous mes amis de promotion Master Hydrocarbures (LMD)

Spécialité : forage

A tous ceux qui m’ont aidé de près ou de loin pour la réalisation

de ce Modeste travail.

A R.BAKELLI

SALAH

Page 4: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

DÉDICACE

Je dédie ce modeste travail

A mes chères parents et ma belle-mère

A mes frères et mes sœurs

A mes oncles et mes tantes

A La famille HADJ SAID

A Tous mes amis, en particulier : ABDERRAHMANE, SALAH,

OMAR, ALI, KHOUDIR, MOHAMED, YACINE,

MESSAOUD, AZZEDDINE, BAALI,

A tous mes amis de Master, promotion Hydrocarbures (LMD)

Spécialité : forage

A tous ceux qui m’ont aidé de prés ou de loin pour la réalisation

de ce Modeste travail.

KACEM

Page 5: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

SOMMAIRE

I.1.Introduction 1

CHAPITRE I : Introduction générale 2

I.2 Description du puits 2

I .5 Situation géographique du puits 3

I.6 Les informations sur les puits voisins 4

CHAPITRE II : Etude de liner et programme de cimentation 7

II.1. Etude de liner 7

II.1.1-Généralités 7

II.1.2- avantages et inconvénients du liner 7

II.1.3- Description et rôles des divers éléments 8

II.1.3.1- Les équipements permanents 9

II.1.3.2- Les équipements opérationnels 13

II.1.3.3- Les équipements de surface 17

II.2.Le programme de cimentation 20

II.2.1 Introduction 20

II.2.2 .But de cimentation 20

II.2.3- Calculs de la cimentation 21

CHAPITRE III : descente et cimentation du liner, cas du puits OMN82

BIS

24

III.1- Introduction 24

III.2- Préparation de l’intervalle du Liner 24

III.3- Caractéristiques des tubes 7" 24

III.4- Vérification de la colonne du tubage 7" 24

III.5- Données de départ pour le Liner 7" P110 32# 24

III.6- Descente du liner, cas du puits OMN82bis 25

III. 7- Déroulement de l’opération de cimentation 27

III.8- Calculs de cimentation 31

III.9.1- Evaluation de la qualité du ciment 35

III.9.2-Mesure de l’amplitude et du temps de transit 36

III.9.3- Enregistrement du train d’onde 38

III.9.4- Conditions de bon enregistrement 39

III.9.5- Précautions à prendre pour l’interprétation 39

Conclusion 40

Références bibliographiques 41

Page 6: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

Liste des figures

Figure (I.1) Les puits du voisinage de notre site d’étude 4

Figure (I.2) Localisation du puits OMN 82 bis. Sur la carte 5

Figure (I.3) Le profil du puits OMN 82 bis 6

Figure (II.1) Composition du liner 7’’ du puits OMN 82 bis 8

Figure (II.2) Le Sabot 9

Figure (II.3) Les Anneaux (landing collar) 10

Figure (II.4) Liner hanger mécanique et hydraulique 12

Figure (II.5) Liner packer 13

Figure (II.6) Setting Tool 14

Figure (II.7) Wiper Plug et les deux Bouchons 15

Figure (II.8) Setting sleeve avec PBR 16

Figure (II.9) La tête de cimentation (à droite) et le flag sub (à gauche ) 17

Figure (II.10) Les Centreurs 18

Figure (II.11) Les gratteurs 19

Figure (II.12) Les 2 types de Stop Collars : à broches et à vis 19

Figure (II.13) Schéma du calculs des volumes de puits 21

Figure (III.1) Ensemble du liner 28

Figure (III.2) Ancrage du Liner Hanger 29

Figure (III.3) Cimentation de la Colonne et ancrage du Liner Packer 30

Figure (III.4) Schéma du calcul 31

Figure (III.5) Principe du fonctionnement du CBL_VDL 35

Figure (III.6) Outil CBL-VDL 36

Figure (III.7) Diagraphie de cimentation 37

Figure (III.8) Enregistrement d’un train d’onde 38

Page 7: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

Liste des tableaux

Tableau page

Tableau I.1: Fiche technique du puits OMN82bis 03

Tableau I. 2 : Les informations sur les puits voisins 04

Tableau III. 1 : les volumes unitaires 31

Tableau III. 2 : les paramètres du laitier de ciment 32

Page 8: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

INTRODUCTION

1

Introduction :

L’exploitation de toute forme d’énergie dans le monde constitue l’une des préoccupations

économiques d’actualité. Parmi les ressources énergétiques les plus connues, on peut citer les

hydrocarbures. C’est pourquoi les protocoles et dispositifs techniques d’exploitation ont une

importance dans la recherche et développement dans le monde. C’est dans ce contexte que

nous abordons ce travail en s’intéressant à l’une des étapes des forages pétroliers.

L’opération de forage est bien l’étape la plus importante et la plus délicate, depuis

l’installation de l’appareil de forage jusqu'à la mise en production du puits. A l’aide d’un

programme on élabore un planning d’opérations successives qui nous aide à atteindre le

réservoir dans des bonnes conditions. La protection ainsi que la complétion se fait en

introduisant dans le trou foré une colonne de tubage et de la cimenter le long du découvert

pour maintenir en place les parois du puits, et assurer la conduite de l’effluent jusqu’en

surface.

Les programmes techniques de forage, notamment ceux des puits profonds comportent de

plus en plus la pose des colonnes perdues « liner » au lieu des colonnes entières, dans la

gamme des dimensions allant des diamètres de 7" à 41/2".

La cimentation d’une colonne de tubage représente une part indispensable et importante de la

réalisation d’un puits de forage. La réussite de cette opération est un facteur déterminant pour

la continuité du forage. L’évaluation de cette cimentation se fait à l’aide des diagraphies du

CBL-VDL, où l’on peut vérifier l’étanchéité casing-trou.

Dans ce présent travail nous allons passer en revue le déroulement de l’opération de pose et

de cimentation du liner 7" du puits OMN82bis (Hassi-Messaoud) et l’évaluation de sa

cimentation à l’aide de l’outil CBL.

Page 9: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE I: Génialités SUR LE PUITS

Page 10: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE

2

I.1. Généralités sur le Champ de Hassi-Messaoud:

Le champ de Hassi-Messaoud est situé dans le bassin Oued Maya au Nord du Sahara à

850 km au Sud-est d’Alger et à 350 km de la frontière tunisienne, il s’étend sur une superficie

de 2000 Km2. En janvier 1956, la SN-REPAL a amorcé le premier sondage MD #1 et le 15

juin de la même année, ce sondage a révélé à 3338 m, des grès cambriens productifs d’huile.

La confirmation de l’existence du gisement a été faite par le sondage de l’OM #1 à 7 Km au

Nord-Ouest du premier sondage. En 1958 le MD #1 est mis en production.

Le champ de HASSI MESSAOUD est subdivisé en deux secteurs :

Le secteur nord : c’est le secteur d’OUED MEYA.

Le secteur sud : c’est le secteur de MESSAOUD.

Le champ de Hassi-Messaoud, de par sa superficie et ces réserves, est considéré parmi les

grands gisements du monde, avec une pression de gisement variant de 120 à 400 kg.f/cm2,

une température de 118 à 123 °C et une perméabilité très faible de 0 à 1 Darcy.

Il a pour coordonnées Lambert :

X = [790.000 - 840.000] Est ;

Y = [110.000 - 150.000] Nord ;

Il est encadré par les latitudes 31°.30’et 32°.00’ et les longitudes 5°.40’et 6°.20’.

Le réservoir de Hassi-Messaoud est constitué de quatre ensembles ou litho zones, qui sont du

bas en haut R3, R2, Ra et Ri. Le Ra constitue en qualité et en épaisseur la partie (la couche)

la plus importante du gisement.

I.2. Description du puits :

Le puits OMN82bis est un puits vertical de développement, situé dans le zone Oued Meya

au Nord (OMN), et dans le champ de Hassi-Messaoud, il est considéré comme un puits de

production. Les paramètres envisagés et visés pour ce puits sont :

La profondeur final 3440 m (12m below OWC@3452 m).

Réservoir Cambrian (Ra- R2ab-R2c- 3m in R3).

Minimiser Le nombre d’accidents

Pas d’atteinte à l’environnement.

Minimiser les NPT (no Product time)

Page 11: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE

3

Remarque : Le puits OMN82 bis a remplacé le puits OMN82 qui a été abandonné.

I.3. La fiche technique du puits :

Le tableau ci-dessous nous décrit les données du puits :

Tableau(I.1) : fiche technique du puits OMN82 bis

Well Name OMN-82bis

Field HASSI MESSAOUD

Block OMI\l-82bis

Well Classification Development

Operator SONATRACH

Drilling Contractor ENF

Drilling Rig ENF44

Surface Location

LSA

Latitude Longitude

X=810025,Y=132347.5

N 31° 44' 35,27'' E 05° 58'

15.133''

UTM Zone 31 X=781460

Y=3515537

WellLocated in

coordinate system

UTM Zone 31on North Sahara, Clarke 80 (This system will

be used as reference in all documents)

Elevations

Ground Level 171.5 m Above MeanSea

Level (AMSL)

Rotary Table Elevation 9.14 m Above Ground Level

(AGL)

Rotary Table Elevation 180.64 m Above Mean Sea

Level (AMSL)

Well TD TVD 3440 m (-3258 m TVDSS)

I .4 Situation géographique du puits :

Les puits voisins, délimités dans la même zone sont : OMNz83 au nord-est, OMN822 au

nord-ouest, OMN812 au sud-ouest, au sud-est OMO112.

Page 12: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE

4

Figure(I.1) : Les puits du voisinage de notre site d’étude

I.5. Les informations sur les puits voisins :

Tableau(I.2) : Les informations sur les puits voisins

Le puit Rig La distance (km) La date

ONM812 TP181 0.78 02/04/1998

OMN822 ENF12 0.92 30/10/1995

OMO112 ENF13 1,14 23/12/1994

OMNZ83 ENF21 1.37 25/04/2005

Page 13: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE

5

Figure (I.2) : Localisation du puits OMN 82 bis sur la carte

Page 14: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE I : INTRODUCTION GENERALE

6

Figure(I.3) Le profil du puits OMN 82 bis

Page 15: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II : ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE

CIMENTATION

Page 16: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

7

II.1.ETUDE DU LINER :

II.1.1.Généralité :

Une colonne perdue (liner) est une colonne de tubage utilisée pour couvrir le découvert

en dessous d’un tubage existant; sa hauteur s’étend depuis la côte de pose (fond) jusqu'à

une certaine distance à l’intérieur de la colonne précédent. Selon le cas ; cette distance

(OVERLAP) est comprise entre 30 à 100 mètres (dans notre cas over lap =687m).

Ceci est nécessaire pour bien scelle la colonne perdue sur la colonne précédente et

avoir une bonne étanchéité entre les deux. Cette étanchéité est très importante pour

prévenir la production sans toute fuite d’effluent derrière la colonne perdue.

La colonne perdue présente quelque fois des problèmes d’étanchéités principales au

dispositif de suspension. Ainsi la cimentation doit être soignée.

Les applications de la colonne perdue les plus importantes au cours de forage sont les

suivants :

Fermeture des zones à pertes ou à pression élevée.

Fermeture d’un découvert sous une colonne intermédiaire dans un but de

complétion normale ou d’approfondissement.

Fermeture d’un découvert à la suite d’un coincement de colonne en cours de

descente.

II.1.2- avantages et inconvénients du liner :

Les principaux avantages d’un liner sont liés au nombre réduit de tube et à la réduction

des coûts :

Le coût des colonnes est réduit.

la capacité de tête de puits est réduite.

possibilité de complétion dans le tubage précédent si les équipements de complétion ne

passent pas à travers le liner.

une descente rapide ce qui réduit les risques de coincement dus à l’arrêt de circulation.

Le temps de préparation de la colonne avant la descente est réduit.

Possibilité d’utiliser une garniture mixte pour la descente.

Pour les inconvénients en cite :

La suspension du liner dans la colonne précédente est très délicate.

Peu des colonnes sont exposées à l’effluent et si elles s’affaiblissent, il est obligatoire de

compléter le liner par une colonne complète

Page 17: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

8

II.1.3- Description et rôles des divers éléments :

Figure(II.1) : composition de liner7’’

Page 18: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

9

II.1.3.1- Les équipements permanents :

II.1.3.1.1-Sabot :

Le sabot est l’extrémité inférieure de la colonne, utilisé pour faciliter la descente du

tubage dans le trou (le guider), il est de forme arrondi.

Il existe plusieurs types de sabot :

Sabot à canal qui permet la pénétration directe de la boue dans le tubage lors de la

descente. (fig.II.2-a)

Sabot avec dispositif anti-retour permanent qui empêché le retour du laitier de ciment àla

fin de la chasse et évite tout risque d’éruption par l’intérieur de la colonne. (fig.II.2-b)

Sabot avec dispositif anti-retour transformable; ce sabot est de type à remplissage

automatique (automatic .fill-up shoe), ou différentiel (Différentialfill –up shoe)

Sabot à bille. (fig. II.2-c)

(a) (b) (c)

Figure (II.2: Sabot)

Page 19: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

10

II.1.3.1.2-Anneau (landing Collar)

Qui se trouve à un ou deux tubes du sabot,il sert à retenir les bouchons de cimentation

lorsque le bouchon supérieur est arrivé sur ceci.

Il peut être à clapet anti –retour (fig3-a) ou à soupape (fig3-b)

(a) (b)

Figure(II.3) Anneaux (landing collar)

II.1.3.1.3-Le joint rotatif (liner swivel) :

Il permet la rotation du liner tout en gardant le haut immobile ou vice-versa. Il se place

sous le liner hanger, il permet au liner de ne pas tourner facilement (risque d’ancrer le

hanger plus haut), ainsi le déverrouillage du hanger, il est utilisé surtout dans le cas d’un

liner long ou dans le cas d’un puits ayant beaucoup de frottement.

II.1.3.1.4-liner hanger :

C’est un dispositif de suspension de liner dans le casing précédent et par conséquent doit

supporter le poids du liner. Il comporte :

Un tube dont lequel est fixé le téton de verrouillage et terminé à sa partie supérieur par un

cône d’ancrage.

Un système d’ancrage placé autour du tube, celui-là comprend un centreur relié à trois ou

quatre coins d’ancrage et un crochet à gauche; ce crochet verrouille le système par le téton.

Il existe un ou deux ou trois jeux entre ses coins permettent un meilleur passage de la

boue et assurent une meilleure répartition de la charge.

Durant la descente, ces coins sont maintenus en position rétractée et l’ancrage du

hanger consiste à les faire glisser sur un porté conique, qui les pousse vers l’extérieur et les

applique contre les parois du casing précédent.

Page 20: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

11

L’ancrage peut être, selon les constructeurs, mécanique ou hydraulique; le choix du

système d’ancrage se fait en fonction de la nature du liner et du puits.

On distingue deux types du liner hanger .

II.1.3.1.4.a)Linerhanger hydraulique :

L’ancrage de ce hanger s’effectue sous l’action de l’augmentation de pression à

l’intérieur du liner, ce système est utilisé dans les puits représentent des frottements

importants.

D’abord il faut envoyer la bille d’ancrage par l’orifice prévu sur la tête de cimentation

jusqu’au Landing Collar, puis on augmente la pression jusqu’à atteint une certaine valeur,

elle déplace la chemise porte-coins vers le haut jusqu’à ce que ces derniers s’engagent sur

les cônes du corps et s’appliquent contre le casing.

La chemise porte-coins est retenue par des goupilles de cisaillement tarées à une

certaine valeur de pression, pour la faire coulisser, il faut atteindre la pression de tarage des

goupilles pour les cisailler avant (pendant la descente) le cisaillement des goupilles est

observé en surface par un à-coup de pression. A ce moment-là, il suffit de poser

rapidement le poids du liner sur les chiens de hanger pour les aider à glisser entre le

tubage et le cône. Après avoir posé tout le poids du liner, poser un poids supplémentaire

pour compenser les forces hydrauliques crées sur l’outil au moment de la montée.

Pour améliorer le déplacement des fluides, il est préférable que le liner soit rotatif .

II.1.3.1.4.b)- Liner hanger mécanique :

C’est un liner qui s’ancre par rotation et un mouvement longitudinal (translation). Il

comporte une porte-coins munis de ressort de friction dans laquelle est usinée une rainure,

le corps comporte un ergot qui ce déplace dans cette rainure.

Pour l’ancrer, il suffit de tirer vers le haut pour faire glisser le corps du hanger, donc

l’ergot, alors que le cage reste immobile grâce aux ressort de friction qui s’applique

conter le tubage. En tournant le liner à gauche et poser le poids de 5 à 10 tonne, l’ergot suit

la chemine des rainures et le corps glisser sous les coins d’ancrage de la chemise et les

appliques contre le tubage.

Page 21: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

12

Figure (II.4)

Liner hanger mécanique Liner hanger hydraulique

II.1.3.1.5-Liner packer (optionnel) :

Il est utilisé dans le but de renforcer l’étanchéité derrière le liner, au dessus du ciment,

ce packer est constitué d’un métal de très faible dureté, couvert d’une couche de

caoutchouc, pour le gonfler. En appuyant sur le tube supérieur, on cisaille la goupille et le

tube supérieur coulisse sur l’intérieur en écrasant la garniture en caoutchouc.

Il existe des packer qui gonflent par rotation.

Page 22: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

13

Figure (II.5) Liner packer

II.1.3.2- Les équipements opérationnels :

II.1.3.2.1-Setting Tool (outil de pose):

Il sert à transporter le liner au fond du puits, ancrer le liner et se libérer au préalable avant

toute opération de cimentation. Le mécanisme de libération est hydraulique avec en

secours un système de libération mécanique d’urgence. L’outil porte tout le poids du liner

sur un collier d’assemblage sans filetage qui ne peut se libérer et lâcher le liner pendant la

descente dans le puits.

Page 23: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

14

Figure (II.6) Setting Tool

II.1.3.2.2- Setting Sleeve (manchon de pose):

Cet outil est vissé à la tête du liner, ce dispositif sert à la connexion de ce dernier aux tiges

de forage par l’intermédiaire de l’outil de pose pour le descendre et l’ancre, par

conséquent, il doit être capable de supporter tout le poids du liner avant son ancrage, il sert

également de point d’appui pour permettre le gonflement du packer, en posant du poids

avec les tiges.

La connexion entre l’outil de pose et ce manchon est assurée par un filetage carré

femelle, généralement à gauche (il peut être à droit, selon le type). Cette connexion peut

être hydraulique comprenant une collerette dans le setting tool, qui entre dans une gorge du

manchon de pose, cette collerette se libère de la gorge par l’augmentation de la pression ;

ce qui libère l’outil de pose.

Il peut être surmonté d’une extension PBR (Polish Bore Réceptacle) d’une longueur

qui peut aller jusqu’à 6 mètres qui reçoit le tail –back d’une colonne de tubage

supplémentaire. Le setting sleeve et l’extension PBRpeuvent être en une seule pièce.

Page 24: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

15

II.1.3.2.3-Double invertedswab-assembly:

C’est une double garniture qui fait l’étanchéité, soit sur le liner quand-t-on place un tubing

dans le tail–pipe, soit sur le tube intérieur du packer quand il n’y a pas de tubing, cette

garniture oblige le fluide (boue ou ciment) à descendre dans le liner.

II.1.3.2.3-Wiper Plug :

C’est un bouchon percé en son centre et fixé au Swab –assembly par une goupille de

cisaillement, lorsque le pump down plugest envoyé en fin de cimentation il vient s’appuyer

sur le wiperplug en bouchant son orifice centrale .

Figure (II.7) Wiper Plug et les deux Bouchons

II.1.3.2.4-LFC (Lead Flow Cementing):

Ce système attache tout à la boue de setting tool, comporte les deux Wiper Plug destinés à

isoler le laitier de ciment à l’intérieur du liner.

Lorsque le pump down plug inférieur vient se pose sur le wiperplug inférieur, et en

augmentant la pression, le Pump Down Plug entraîne la chemise de retenue du wiperplug

vers le bas pour libérer le doit de retenue et laisser partir le wiperplug inférieur; Le

wiperplug supérieur est libérer de la même façon.

Le wiperplug supérieur possède des coins qui lui permettent de s’ancrer dans l’anneau

de retenue et l’empêche en cas de back –flow à la fin de cimentation.

Page 25: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

16

II.1.3.2.5- Chemise de pose :

Elle est munie à l’intérieur d’un filetage carré à gauche, ou vient se poser l’outil de

pose.

II.1.3.2.6- PBR (Polish Bore Réceptacle) avecTail-Back :

Ils sont font un joint coulissant très étanche très résistant à la pression et à la

température qui permet pour les producteurs un raccordement du liner très facile, leur

utilisation est multiple en fonction du type de complétion.

Figure (II.8) : Setting sleeve avec PBR

II.1.3.2.7- Tels Pipes :

Ce sont des tubes courtes de leur diamètres intérieur semblable au tige de forage, se

trouvant en bas du setting tool et vont traverser le liner packer, le liner hanger et le

Page 26: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

17

manchon de pose, portant à son extrémité inférieur des dispositifs de cimentation

constituent d’un double invertedswab.

II.1.3.2.8-BumperSub :

Placé au-dessus du Setting Tool, il permet de placer facilement le point neutre de la

garniture au joint de sécurité, facilitant ainsi le dévissage de celui-ci .

II.1.3.3- Les équipements de surface :

II.1.3.3.1-Down plug : C’est un bouchon plein qui réalise une séparation entre le laitier de

ciment et la boue destinée à chasser ce laitier à sa place définitive dans l’annulaire, son

emploie est indispensable, il évite la contamination du laitier par la boue et fait connaître la

fin de l’opération de cimentation par un à-coup de pression lorsque le bouchon se pose sur

l’anneau de retenue.

II.1.3.3.2- Tête de cimentation :

Ce manifold à plusieurs sorties et plusieurs entrées il se visse sur les tiges de forage.

Figure (II.9) : La tête de cimentation (à droite) et le flag sub (à gauche)

Page 27: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

18

II.1.3.4 - L’habillage du liner :

II.1.3.4 .1-Centreurs :

Leur rôle est d’empêcher tout contact du tubage avec les parois du trou et de

permettre ainsi une parfaite répartition du laitier de ciment autour de la colonne aux points

ou ils sont placés.

En autre les centreurs empêchent le coincement par collage, leur fixation sur le tubage

dépend de la cavité, ou doit avoir le diamètre du trou est donné par le Caliper (l’outil qui

mesuré le diamètre de trou), leur fixation se fait par la fermeture avec un clou.

Les centreurs sont de type rigide ou bien souple:

- les centreurs rigides dits positifs (avec lame en U) sont réservés aux annulaires tubage-

tubage.(figure 10-a)

-les centreurs souples sont utilisés pour le centrage des colonnes dans le découvert, on

distingue les centreurs droits et les centreurs spiralés. (Figure10-b)

(a) (b)

Figure (II.10) les Centreurs

II.1.3.4 .2-Les gratteurs :

Leur but est d’éliminer trous le cake qui s’est déposé en face des zones perméables de

la paroi ,où il y a filtration et formation du cake.

Les gratteurs permettant ainsi une meilleure adhérence du laitier de ciment à la paroi du

trou, donc une meilleure étanchéité de la cimentation.

On distingue deux types de gratteurs :

Page 28: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

19

**Gratteurs rotatifs :

De forme longitudinale, Ils sont fixé le long de la génératrice du cuvelage ce sont des

barres métalliques de fils d’acier (scacher) ou équipés d’un câble formant des boucle

(wiper), ces gratteurs sont fixée soit par soudage (si le grade le permet), soit entre deux

colliers de butée (stop rings).(fig 11-a)

**Gratteurs alternatifs :

De forme circonférentielle, ils sont fixés auteur du tubage, soit à l’aide d’un dispositif

auto-bloquant, soit entre deux colliers de butée.(fig11-b)

(a) (b)

Figure (II.11) Les gratteurs

II.1.3.4 .3-Stop Collars:

Ils sont placés sur les deux extrémités de centreur, ils permettent d’éviter le glissement

des centreurs le long des tubes.

Figure (II.12) :les 02 types de stop collars aboche et à vis

Page 29: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

20

II.2. Le programme de cimentation

II.2.1. Introduction :

On appelle cimentation l’opération qui consiste à la mise en place d’un laitier de

ciment dans l’espace annulaire (trou / casing) ou a une côte donnée du puits.

Leur principe consiste à forcer un laitier de ciment dans l’espace annulaire existant

entre l’extérieur du tubage en place et la paroi du trou, en l’injectant directement à

l’intérieur du tubage à cimenter ou à travers les tiges de forage; de façon à le faire ensuite

remonter dans cet annulaire jusqu'à une hauteur prédétermine.

II.2.2.But de cimentation :

Les différents buts de cimentation d’une colonne sont :

La séparation des couches productives des eaux supérieures ou inférieures.

La prévention du mouvement de tout fluide ou gaz à partir d’un horizon dans

l’autre à travers l’espace annulaire.

La prévention de l’éruption du gaz se trouvant sous une haute pression dans les

roches gisant dans la partie cimentée du puits.

L’isolation des couches productives à faible épaisseur déjà a traversées, en vue de

les conserver provisoirement.

L’isolation des couches aquifère sus-jacentes utilisées pour des nécessités locales.

La protection de la colonne contre la corrosion et l’écrasement, sous l’action des

pressions extérieures.

L’ancrage du tubage ; en cas de nécessité à n’importe quelle distance à partir du

fond du puits.

Fournir un support pour le tubage.

Page 30: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

21

II.2.3.5. Préparation du laitier de ciment :

II.2.3- Calcul de la cimentation :

II.2.3.1- Volume des laitiers de ciment :

II.2.3.1. Laitier de tête (lead slurry) :

II.2.3.1.1. Volume théorique :

310)( SptEA

T

th hhVV

T

thV : Volume théorique du laitier de tête [m3]

EAV : Volume espace annulaire trou - tubage [ ml / ]

hSp : Côte du spacer [m]

th : Côte du laitier de tête [m]

II.2.3.1.2. Volume réel :

Il est égal au volume théorique plus un excès

excèsVV T

th

T

reel

Cet excès de volume est donné en [%] du volume

théorique, il est fonction de la géométrie du trou.

II.2.3.2. Laitier de queue (tail slurry) :

II.2.3.2.1. Volume théorique :

xVhhVV ttsEA

q

th 310

q

thV : Volume théorique du laitier de queue

tV : Volume intérieur du trou [ ml / ]

sh : Côte du sabot

x : Distance entre le sabot et le fond du puits .

Le volume ( xVt ) sera négligé lors des calculs.

II.2.3.2.2. Volume réel :

Csg

q

th

q

reel VexcèsVV .int

II.2.3.3. Volume du spacer :

310 SpEAs hVV

sph : Côte du spacer

II.2.3.4. Volume de chasse :

DpDpc VhV .int

cV : Volume de chasse [m3]

DpV .int : Volume intérieur Dp (5") [ ml / ]

Figure (II.13) : Schéma du calculs

des volumes de puits

Page 31: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

22

Définition du rendement d’un ciment : il est défini comme étant le volume de

laitier par une tonne de ciment ; il est donné en [ Tl / ].

II.2.3.5.1. Quantité de ciment :

II.2.3.5.2. Volume par masse des additifs : on donne le volume par masse ou le [%] des

additifs par rapport à une tonne ou un kilogramme de ciment. Il suffira de multiplier par le

poids du ciment pour déterminer la quantité désirée.

II.2.3.5.3. Volume d’eau nécessaire :

Si on a le rapport (eau/ciment), on peut avoir directement :

II.2.3.6. Injection et déplacement :

II.2.3.6.1. Injection :

Connaissant le chemisage et le rendement volumétrique de la pompe, on peut calculer :

Nombre de coups par minute (n) :

réelq

Qn [ min/cps ]

Q : Débit d’injection [ min/l ]

réelq : Débit par coups réel de la pompe [ cpsl / ]

vthréel qq [ cpsl / ]

thq : Débit par coups théorique [ cpsl / ]

v : Rendement volumétrique

Nombre de coups total (N) :

réel

i

q

VN

310 [ cps ]

iV : Volume injecté [m3]

Masse de ciment (T) = volume du laitier ( l ) / rendement du ciment ( ml / )

Veau = volume du laitier – [masse de ciment / densité du ciment] – volume des

additifs

Veau = rapport (eau/ciment) masse de ciment

Masse de ciment (T) = volume du laitier ( l ) / rendement du

ciment ( ml / )

Page 32: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE II: ETUDE DU LINER ET PROGRAMME DE CIMENTATION

23

Temps d’injection (ti) :

n

Nti [Min]

N. B : ceci est valable dans le cas où on utilise les pompes de forage

II.2.3.6.2. Déplacement : de la même manière

chasse

chasse

q

Qn

réel

chasse

q

VN

310

n

Ntchasse [Min]

Le déplacement se fait avec une pompe de forage.

Page 33: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPIRE III :

PARTIE PRATIQUE

Page 34: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

24

III.1 - Introduction :

Dans ce chapitre nous allons procéder au calcul nécessaire pour la cimentation du liner 7’’,

l’opération a été effectuée dans le puits OMN 82 bis.

III.2- Préparation de l’intervalle du Liner :

Reforage des équipements de la colonne 95/8

" ;

Forage en verticale de la section 44 m (de 3240 à 3288).

III.3- Caractéristiques des tubes 7" :

Diamètre : 7" (177,8 mm).

Masse nominale : 32# (lbs.ft).

Filetage : Buttress.

Nuance d’acier : P 110 (une bande blanche).

- Résistance à l’écrasement : 742 bars.

- Résistance à l’éclatement : 859 bars.

- Tension à la limite élastique : 455 (103daN).

III.4- - Vérification de la colonne du tubage 7" :

Pour les calculs on tient compte des efforts suivants :

- Pression d’écrasement ;

- Pression d’éclatement ;

- Tension à la limite élastique (traction).

Donc la colonne doit vérifier ces trois efforts avec des coefficients de sécurité :

- Kecr = 1,125 .

- Kecl = 1,1 .

- Ktra = 1,75.

III.5- Données de départ pour le Liner 7" P110 32# :

Diamètre du Liner : 7" = 177,8 mm

Masse nominale : q = 32 lbs/ft

q = 47,62 kg/m

Résistance à l’écrasement : Recr = 742 bars

Résistance à l’éclatement : Recl = 859 bars

Tension à la limite élastique : T = 455 103daN

Densité de la boue : d = 1,45

Page 35: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

25

Longueur de la colonne : L = 735 m

Profondeur du puits : H = 3288 m

Pression hydrostatique :

Ph = H x d / 10,2

Ph = 3288 x 1,45 / 10,2 = 467,41 bars

Pression d’écrasement :

Pecr = Ph x Kecr

Pecr = 467,41 x 1,125= 525,83 bars

Pecr<Recr donc le tube résiste à l’écrasement.

Pression d’éclatement :

Pecl = Ph x Kecl

Pecl = 467,41 x 1,1 = 514,15 bars

Pecl < Recl donc le tube résiste à l’éclatement.

Tension à la limite élastique :

T1 = q x L x Ktra

T1= 47,62 x 735 x 1,75= 61, 25daN

T1 < T donc le tube résiste à la traction.

De ces résultats nous pouvons conclure que les caractéristiques du tube sont vérifiées.

III.6- Descente du liner, cas du puits OMN82bis :

III.6.1- Descente du Liner:

Le déroulement des opérations peut être décrit comme suit :

Visser le sabot ;

Descendre le premier tube ;

Page 36: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

26

Visser l’anneau de retenue ;

Descendre deux tubes ;

Visser le Landing collar ;

Poursuivre la descente des tubes (57 tubes) ;

Visser le Packer et le R-setting tool ;

Enregistrer le poids du Liner ;

Poursuivre la descente par les DP 51/2

avec calibrage de la garniture et le remplissage

chaque 5 longueurs ;

Circulation de la boue (chaque 400 à 500 m) durant toute la descente.

III.6.2- Suspension du Liner Hanger :

L’ancrage du Liner Hanger se fait par la mise en pression de l’intérieur du Liner qui fera

monter une chemise coulissante portant les coins qui viendront s’engager sur les cônes, un

ressort de rappel est placé pour ramener les coins à leurs positions initiales dès que la pression

est relâchée, cette chemise peut être verrouillée par des goupilles de cisaillement tarées à une

pression déterminée, dès que la pression nécessaire au déplacement est atteinte, ce qui se

signale par un léger à-coup au manomètre de pression au moment de la rupture des goupilles

de cisaillement, lâcher rapidement du poids sur la suspension qui doit s’ancrer

immédiatement.

La montée en pression du Liner s’obtient par le jet d’une bille qui va se poser sur le siège

éjectable fixé au-dessous du Dual Wiper Plug, cette bille ne devra jamais être pompée au

moment de son arrivée sur son siège, elle devra y parvenir de son propre poids.

III.6.3- L’outil de pose (Setting Tool) :

Les fonctions de l’outil de pose doit :

Relier le train de tige au Liner ;

Assurer l’étanchéité entre l’intérieur du Liner et l’intérieur des tiges ;

Supporter le poids du Liner ;

Fournir une attache pour les bouchons de cimentation.

L’ancrage du liner hanger et le relâchement de l’outil de pose sont réalisés avant la

cimentation.

Page 37: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

27

III.6.4- Ancrage du Liner Packer :

L’ancrage du Liner Packer est réalisé par un système mécanique, en exerçant un poids pour

l’ouverture du système d’étanchéité. Généralement, cet ancrage se fait après l’opération de

cimentation.

III.7. Déroulement de l’opération de cimentation :

Après l’arrivée du sabot au fond du puits, lancement de la Ball ;

Circulation et observation d’une augmentation de pression « le premier à-coup de

pression » ;

Ancrage du Liner Hanger à 1900 Psi ;

Cisaillement des goupilles du siège de la Ball à 3100 Psi ;

Circulation et injection de 8 m3 de Chemical Wash de densité 1,01 ;

Libérer le bouchon inférieur et injecter le volume du laitier ;

Après l’arrivée du premier bouchon sur le Wiper Plug inférieur, on observe un

deuxième à-coup de pression ;

Libérer le bouchon supérieur et injecter 3m3 d’eau plus le volume de boue de chasse ;

Après l’arrivée du deuxième bouchon sur le Wiper Plug supérieur, on observe le

troisième à-coup de pression ;

Continuer la circulation jusqu’à l’arrivée des bouchons sur le landing collar.

Test de la colonne à 5000 Psi ;

Poser un poids de 20 tonnes pour l’ancrage du Liner Packer ;

Dégager la garniture de 3m pour confirmer le poids restant ;

Dégager la garniture de 10 m (pour sortir du packer) et circulation jusqu’à l’éjection

de 7 m3 de C.Wash plus la boue contaminée ;

Dévisser la tête de cimentation et remonter la garniture de pose.

Page 38: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

28

Figure(III.1): Ensemble du liner

Top Pump

Down Plug

BottomPump

Down Plug

Ball

Drill String

Runningtool

Liner Packer

Liner hanger

Tail Pipe

Dual Wiper Plug

Ball seat

Casing 7"

Landing Collar

Page 39: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

29

Figure(III.2) :Ancrage du Liner Hanger

Lancement de

la Ball

Ancrage du Liner

Hanger

Cisaillement des

goupilles du siège de la

Ball

Page 40: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

30

Cisaillement des goupilles

du LowerWiper Plug

Cisaillement des goupilles

du Upper

Wiper Plug

Test de la Colonne

et ancrage

du Liner Packer

Figure (III.3) : cimentation de la colonne et ancrage du liner packer

Page 41: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

31

III.8- Calcul de cimentation :

Pour calculer une cimentation, on doit disposer les données suivantes :

Diamètres du puits et de tubage ;

Profondeurs du puits et hauteurs à cimenter ;

Types de boues ;

Températures de fond .

Figure(III.4) : Schéma du calculs

Casing 95/8" 53,5#

Csing7"

DP51/2"

Trou 81/2"

Casing 95/8" 47#

3288 m

3240m

2553 m

2480m

2176 m

1728 m

Page 42: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

32

III.8.1- Volume de laitier de ciment :

Le tableau suivant donne les volumes unitaires de trou et les différents espaces annulaires des

tubes et des tiges de forage.

Tableau(III.1) : les volumes unitaires

Volume unitaire (lt/m)

Trou 81/2

" 35,54

Annulaire 83/8

" x 7" 32# 10,66

Intérieur 7" 32# 18,82

Intérieur DP 51/2

" G105 24,70# 11,05

Annulaire 95/8

" 47# x DP51/2

" 22,10

Annulaire 95/8

" 53,5# x DP51/2

" 20,80

Annulaire 95/8

" 53,5# x 7" 32# 12,04

a)Volume de l’espace annulaire casing-casing (95/8

" 53,5# x 7" 32#) :

V1 = 687x 12,04= 8271,48lt

V1 = 8,3 m3

b) Volume de l’espace annulaire trou-casing (81/2

" x 7" 32#) :

V2 = 10,66 x 44 x 1,75= 820,82lt

V2 = 0,82 m3

c) Volume du puits entre le fond et le sabot (Trou 81/2

") :

V3 = 35,54 x 1 x 1,75 = 62,2 lt

V3 = 0,062 m3

Remarque : Vu que le diamètre n’est pas précis en raison de la géométrie du puits, nous

tiendrons compte d’un facteur de correlation qui est dans notre cas : 1,75 .

d) Volume intérieur du casing entre le sabot et landing collar (Intérieur 7" 32#) :

V4 = 18,82 x 37,5= 705,75 lt

V4 = 0,706 m3

Page 43: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

33

e)Volume de recouvrement entre casing 95/8

et DP 51/2

:

V5 = 73 x 20,80= 1518lt

V5= 1,51m3

f) Volume total :

Vt = V1 + V2 + V3 + V4 + V5

Vt = 8,3 + 0,82 + 0,062 + 0,706 + 1,51

III.8.2- La quantité de ciment et le volume d’eau de mixage :

Ces paramètres dépendent de la densité du laitier. Connaissant la densité (généralement de

1,55 à 2) et le volume du laitier obtenu, on peut déterminer la quantité de ciment et le volume

d’eau nécessaire ;

La densité du laitier : d = 1,90 et d’après le Formulaire de Foreur (FF) on a :

Tableau (III.2) les paramètres de laitier

Densité Eau (lt / 100 Kg) Laitier (lt / 100 Kg)

1,90 44,2 75,8

a) Quantité de ciment :

Pour : 75,8 lt 100 Kg

11390 lt Q

Q = 11390 x 100 / 75,8= 15738,78Kg

Q = 15,7 tonnes

b) Volume d’eau de mixage :

Vt = 11,39 m3

Page 44: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

34

Pour : 44,2 lt 100 kg

15738,78 kg Ve

Ve = 15738,78 x 42,2 / 100 = 6610,28lt

Ve = 6,1 m3

c) Volume du fluide de refoulement ou de chasse :

On utilise l’eau (3 m3), la boue et les pompes de forage pour refouler le laitier de ciment.

Le volume de chasse est égal aux volumes intérieurs de DP 51/2

et casing 7" entre Landing

Collar et la surface.

VCH = Vint DP 5 1/2 + Vint csg 7"

VCH = 2553 x 11,05 + 697,5 x 18,82 = 41337,6lt

Vc = 41.33 m3

(eau + boue).

d) Temps d’injection du chemical wash et du laitier :

On a le débit d’injection : Qi = 700lt / min

Ti = (Volume chemical wash + Volume du laitier) / Qi

= (8000 + 11390) / 700

Ti = 27.7 min

e) Temps de chasse :

Tc = Vc / Qi

Tc = 41337.6 / 700

Tc = 59.05 min

f)Durée de cimentation :

Dc = Ti + Tc

Dc = 27.7+ 59.05

Page 45: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

35

Dc = 86.75 min

g)Pression finale de refoulement :

La pression maximale prévisible en fin de refoulement est égale à la différence de pression

entre l’espace annulaire et l’intérieur du casing 7" et DP 51/2

".

Pr = Pext – Pint

Pr = [(Hcx dc + Hcwx dcw + Hbx db) / 10.2] – [(hcx dc + hex de + hbx db) / 10.2]

Pr = [(785x1,9+304,35x1,01+2175,65x1,43)/10.2][(37,5x1,9+159,4x1+3063,1x1,43)/10.2]

Pr = 29.33Kgf /cm2

Pr = 417 Psi

III.9- Evaluation de la qualité de ciment :

Le Cement Bond Log (CBL) et le Variable Density Log (VDL) utilisent l’onde sonique

omnidirectionnelle pour mesurer la moyenne radiale de la gaine de ciment.

Figure(III.5) principe du fonctionnement du CBL_VDL

Page 46: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

36

Figure(III.6) Outil CBL-VDL

III.9.1-Mesure de l’amplitude et du temps de transit :

L’amplitude d’une onde acoustique diminue lors de son cheminement dans le milieu qu’elle

traverse. Cette atténuation est en fonction des propriétés élastiques du milieu. Sa mesure est

appliquée à la détermination de la qualité de cimentation d’un tubage.

Principe :

Un train d’onde de fréquence variant entre 15000 et 30000 Hz selon les appareillages est

périodiquement généré par un émetteur.

Cette onde traverse la boue, passe dans le tubage, le ciment et la formation si ces divers

milieux sont couplés acoustiquement, puis est détectée par un récepteur qui se trouve sur le

corps de l’outil (généralement à 3ft de l’émetteur).

Les vitesses des différentes ondes émises et créées, lors des passages successifs d’un milieu à

un autre, sont fonction des caractéristiques physiques du milieu et du type d’onde. L’énergie

Page 47: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

37

acoustique voyageant le long du tubage se propage plus rapidement que les ondes de

formation, elles-mêmes plus rapides que les ondes de boue.

Figure(III.7) Diagraphie de cimentation.

La détection de la première arrivée se fait suivant le même principe que celui de la mesure du

temps de propagation d’une onde acoustique dans une formation, par un seuil minimum

d’énergie détectable. L’amplitude de cette première arrivée (généralement l’onde de tubage)

est mesurée par positionnement d’une fenêtre (E1).

Cette diagraphie est appelée couramment CBL ; elle permet d’étudier et de quantifier la

qualité de la cimentation.

Interprétation :

Lorsque le casing est bien lié au ciment, les vibrations sont atténuées proportionnellement à:

- L’aire de la surface liée (bonded).

- La force de compression du ciment.

Page 48: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

38

Dans le cas d’un tubage libre (non cimenté), toute l’énergie acoustique circule le long de

l’acier ; il y a très peu d’atténuation de l’onde et l’amplitude du premier pic du signal est

importante.

c) Si le tubage est parfaitement cimenté, cette énergie se propage à travers le ciment

jusque dans la formation. L’onde tubage est alors très affaiblie.

d) Dans le cas d’un tubage mal cimenté, l’énergie se répartit entre le tubage et la

formation.

III.9.2- Enregistrement du train d’onde :

L’étude de la qualité de la cimentation peut être faussée par un certain nombre de

phénomènes. Il s’est avéré utile d’enregistrer l’ensemble du train d’onde reçu par un récepteur

situé généralement à 5ft de l’émetteur, afin de bien différencier les arrivées successives.

La présentation de cet enregistrement est :

- Sous forme du train d’onde complet ou de sa partie positive uniquement (Fig.III.8 a).

- En densité variable (VDL), seules les pics positifs étant reproduits en une échelle de gris

(d’autant plus foncés que l’amplitude est plus grande) (Fig.III.8.b).

Cette présentation permet de contrôler la présence des ondes de formation et leurs variations

en fonction de la profondeur, ainsi que l’amplitude des ondes de tubage.

Figure(III.8) : Enregistrement d’un train d’onde

Page 49: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

CHAPITRE III : DESCENT ET CIMENTATION DU LINER, CAS DU PUITS OMN82 BIS

39

Interprétation :

Dans le tubage libre, les ondes de tubage apparaissent très nettement, parallèles et

rectilignes sur toute la partie libre. On ne voit pas les ondes de formation.

Dans le tubage bien cimenté, elles sont très affaiblies et peuvent même pratiquement

disparaître. Les ondes de formation apparaissent très nettement.

Dans une partie moyennement cimentée, les ondes de tubage sont visibles, plus ou moins

sombres, ainsi que les ondes de formation.

III.9.3- Conditions de bon enregistrement :

La prise du ciment doit être complète. Il faut donc attendre au minimum 24 à 36 heures

avant d’effectuer le logging, parfois plus.

Les variations de pression dans le tubage entre le moment de la cimentation et le logging

peuvent conduire à une diminution du diamètre du tubage par rapport au ciment et à la

formation d’un micro-annulaire ou d’une micro-séparation dans le ciment lui-même.

L’outil doit être très bien centré, sinon l’amplitude du signal risque d’être fortement

atténuée.

III.9.4- Précautions à prendre pour l’interprétation :

Avant d’effectuer une interprétation de log de cimentation, on aura intérêt à rassembler toutes

les données sur les conditions d’enregistrement et sur la cimentation elle-même :

Type de ciment, additif et fluide dans le tubage ;

Type de tubage, caractéristiques du trou et types de formations ;

Caractéristiques de la sonde (type de centreurs, espacement entre émetteurs et récepteurs,

fréquences utilisées…)

Ces données permettent de connaître la résistance maximale à la compression du ciment, le

temps de transit de l’onde dans la boue et le temps d’arrivée de la première onde de tubage.

Page 50: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

Conclusion

40

Conclusion

L’opération de descente et de cimentation d’un Liner nécessite une préparation

particulière vu les difficultés de réalisation qu’elle peut présenter. Elle est différente d’une

cimentation d’une colonne de tubage simple car on doit utiliser des équipements spéciaux

parfois difficiles à mettre en place. En effet, les systèmes de suspension sont différents d’un

fabricant à un autre et leur fonctionnement est assez compliqué.

L’équipement hanger utilisé pour le puits OMN82 bis est du type hydraulique. Son

fonctionnement nécessite un suivi très rigoureux et indispensable dans la séquence des

pressions générées pour l’ancrage de l’outil et le cisaillement des goupilles. Le succès de la

cimentation de ce dernier est très important et demande une très grande vigilance de la part du

personnel qui font le travail.

L’évaluation de la cimentation du liner 7" nous a permis de déterminer les zones de

mauvaise cimentation, mais aussi d’envisager l’amélioration de la cimentation dans d’autres

puits.

Ce travail nous a permis de comprendre que le choix adéquat du type du liner est

étroitement lié à la qualité de la descente et celle de la cimentation du puits. Il est donc

recommandé d’effectuer les calculs nécessaires pour la cimentation et être très vigilant lors

de l’opération proprement dite.

Enfin, une évaluation de la qualité de cimentation est toujours indispensable pour

vérifier l’isolement de la phase suivante de celles qui la précèdent (l’isolation du cambrien

dans notre cas) afin d’assurer la poursuite du forage et la complétion.

Page 51: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

BIBLIOGRAPHIE

41

Référence bibliographique

Formulaire de foreur : édition technique 1989, Paris.

2Programme de forage prévisionnel du puits OMN82BIS .

3Mémoire fin d’études de Belaila : Elaboration d'un programme de forage, pose

et évaluation de la cimentation du liner 7 " dans la région HMD cas puitsOMLZ

662 (2012).

4Mémoire fin d’études BENMOUSSA Brahim : Application sur le puits

TAKW-2du champ d'OHANET.

5Différents documents téléchargé de l'internet : web site : www .SLB.COM/

6WWW.WEATHERFORD.COM.

7Cimentation de liner (PDF) de division forage département formation par

MR :Miloud DADDOU edition 2007 .

8 Rapport journalier de forage DDR N°45_OMN82bis_ENF-44_25/03/2014.

9Rapport journalier de la boue DMR N°45_OMN82bis_ENF-44_25/03/2014.

10Le liner (PDF) de division forage département formation par MR : Slimani

Edition décembre 2002.

1Running programme 7’’ liner par Weatherford on 27/08/2013.

2Livre : procédures générale et spécifique de pose de liner par ING/DRMD .

Page 52: Descente et cimentation du liner 7" Dans le champ de Hassi

Résumé :

L’opération de forage constitue l’étape la plus importante et la plus délicate dans toute

exploitation pétrolière, depuis l’installation de l’appareil de forage jusqu'à la mise en

production du puits. Afin de réduire le nombre et le coût du tubage, notre étude consiste en un

suivi du déroulement de la descente et de la cimentation d’une colonne, et plus précisément le

liner 7 ’’ (puits OMN82bis, Hassi-Messaoud). Celui-ci assure l’étanchéité et l’isolation des

formations ; il doit être suspendu dans la colonne précédent la « 8 1/2

’’ » (section over lap), et

leur cimentation se fait dans l’espace annulaire (trou-tubage 7’’ et tubage 7’’- tubage 81/2

’’).

Les tests qualitatifs du ciment « CBL, VDL » sont effectués afin de mettre en évidence les

zones de mauvaise cimentation et d’y remédier dans d’éventuelles autres opérations.

Mots clés : Liner 7'' ; la colonne 81/2’’

; section over lap ; CBL-VDL ; cimentation ;

Abstract:

The drilling operation is the largest and the most delicate step in oil exploitation, since the

installation of the rig until the production from the well. To reduce the number and cost of the

casing, our study is a follow-up of the conduct of the descent and the cementing of a column,

and more specifically the liner 7 '' (wells OMN82bis, Hassi-Messed). It ensures the tightness

and insulation of the formations; He should be suspended in the previous column the "8 1/2"

"(section overlap), and their cementation occurs in the annular space (hole-casing 7 '' and

casing 7 '' - casing 81/2"). «CBL, VDL» cement qualitative tests are performed in order to

highlight areas of poor cementing and remedy in any other operations.

Keys words: column; liner 7 ''; section overlap; annular space; CBL, VDL; casing 81/2"

: الملخص

إنى غبٌخ جعهه فً وضعٍخ انُفظ, يُذ رشكٍت انجهبص اسزغاللعًهٍخ انحفش هً انخطىح األكجش واألكثش حسبسٍخ فً يجبل

فً انجئش سًُزخاإلَزبج, ونزقهٍم عذد وركهفخ األَبثٍت انًحٍطخ ثبنجذاس فإٌ دساسزُب ركًٍ فً يزبثعخ إَضال األَجىة انضبئع و

((OMN82 bis وانزي ٌهذف نزقىٌخ انكزبيخ ثٍٍ األَبثٍت وعضنهى عٍ طجقبد األسض, ورانك ثزعهٍقه فً األَجىة

8انسبثق)1/2

انفشاغ انجبَجً واألَجىة. يب ثٍٍفزكىٌ سًُزخوايب (

ثعض انًُبطق سًُزخغٍخ يعشفخ أسجبة انزً جعهذ ث (VDL-CBL)أداح اخزجبسونزقٍٍى َىعٍخ اإلسًُذ َخضع انجئش إنى

فً قبدو انعًهٍبد. سٍئخ وعالجهب

8األَجىة) , (VDL-CBL)أداح انفشاغ انجبَجً, انكزبيخ, األَجىة انضبئع , سًُزخ, :كلمات مفتاحية1/2

)

KHOUDIR
Cross-Out