Essais Des Puits - Objectifs, Matériel, Déroulem

8/10/2019 Essais Des Puits - Objectifs, Matriel, Droulem

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PRO88002

LES ESSAIS DE PUITS :

Objectifs, matriel de

base et droulement

gnral

DenIs PERRIN

2006 ENSPM Formation Industrie IFP Training


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Copyright 2006 ENSPM Formation Industrie IFP Training

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SOMMAIRE

CHAPITRE 1

OBJECTIFS DES ESSAIS DE PUITS

1.1 PRINCIPE DES ESSAIS DE PUITS................................................................................................ 5

1.2 PRINCIPAUX OBJECTIFS DES ESSAIS DE PUITS ET MOYENS DE LES ATTEINDRE. 6

1.2.1 Cas des essais sur puits d'exploration (au sens strict).......................................................................... 7

1.2.1.1 chantillonneurs de formation (RFT, MDT, FIT)................................................................ 7

1.2.1.2 Garnitures provisoires............................................................................................................ 7

1.2.2 Cas des essais sur puits de confirmation.............................................................................................. 10

1.2.3 Cas des essais initiaux sur puits de dveloppement............................................................................. 11

1.2.4 Cas des essais priodiques sur puits de dveloppement...................................................................... 12

CHAPITRE 2

MATRIEL DE BASE POUR LES ESSAIS DE PUITS

2.1 DIFFRENTS TYPES DE TESTS................................................................................................... 15

2.1.1 Test en trou ouvert................................................................................................................................ 15

2.1.2 Test de type "barefoot"....................................................................................................................... .. 16

2.1.3 Test en trou cuvel............................................................................................................................... 16

2.1.4 Test de couche slectif : straddle test................................................................................................... 16

2.2 GARNITURE DE TEST (CAS DES TESTS TERRE, OU EN MER PARTIR

D'UN SUPPORT FIXE)..................................................................................................................... 17

2.2.1 Fonctions de base assurer.................................................................................................................. 17

2.2.2 Composants de base............................................................................................................................. 17

2.2.3 Autres composants............................................................................................................................... 19

2.2.4 quipement complmentaires.............................................................................................................. 20

2.2.5 Exemple de garniture de test en trou ouvert......................................................................................... 202.2.6 Exemple de garniture de test en trou cuvel....................................................................................... 21

2.3 QUIPEMENTS COMPLMENTAIRES POUR LA GARNITURE DE TEST DANS

LE CAS D'UN TEST PARTIR D'UN SUPPORT FLOTTANT............................................... 22

2.4 QUIPEMENTS DE SURFACE...................................................................................................... 23

2..4.1 Fonctions de base assurer :................................................................................................................ 23

2.4.2 quipements de base............................................................................................................................ 23

2.4.3 Autres quipements.............................................................................................................................. 24

2.4.4 quipements complmentaires............................................................................................................. 25


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Sommaire

2.4.5 Synthse................................................................................................................................................ 25


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Sommaire

CHAPITRE 3

PRINCIPE DE DROULEMENT

3.1 REMARQUES PRLIMINAIRES.................................................................................................. 27

3.1.1 Analogie entre puits producteurs et puits injecteurs............................................................................ 27

3.1.2 Remarque lie la dtermination de la productivit............................................................................ 27

3.2 PRESSIONS DANS LE PUITS CONSIDRER......................................................................... 28

3.3 DROULEMENT D'UN TEST DE COURTE DURE (CAS D'UN COUSSIN PARTIEL).... 29

3.3.1 Descente de la garniture de test et ancrage du packer.......................................................................... 29

3.3.2 Pr-dbit (ou dbit initial).................................................................................................................... 30

3.3.3 Fermeture initiale................................................................................................................................. 303.3.4 Dbit principal (ou second dbit)......................................................................................................... 30

3.3.5 Fermeture finale.................................................................................................................................... 31

3.3.6 Dsancrage du packer et remonte de la garniture de test................................................................... 31

3.4 DROULEMENT D'UN TEST HUILE DE LONGUE DURE

(CAS D'UN COUSSIN JUSQU'EN SURFACE)............................................................................. 32

3.5 DROULEMENT D'UN TEST GAZ.......................................................................................... 33

3.5.1 Le back pressure test............................................................................................................................ 34

3.5.2 Le test isochrone................................................................................................................................... 34

3.5.3 Le test isochrone modifi..................................................................................................................... 34

CHAPITRE 4

SYNTHSE DES INFORMATIONS ATTENDUES

D'UN ESSAI DE PUITS ET CONCLUSION

4.1 SYNTHSE DES RSULTATS ATTENDUS D'UN ESSAI DE PUITS..................................... 35

4.1.1 Informations recueillies sur site........................................................................................................... 35

4.1.1.1 Informations obtenues en fond de puits................................................................................ 35

4.1.1.2 Informations obtenues en surface (dans le cas de dbit en surface)..................................... 35

4.1.2 Rsultats en laboratoire........................................................................................................................ 36

4.1.2.1 Dans les conditions de rservoir............................................................................................ 36

4.1.2.2 Aux conditions de surface..................................................................................................... 37

4.1.3 Rsultats gisement calculs ou estims partir des informations recueillies sur site......................... 37

4.2 EN CONCLUSION............................................................................................................................ 37

FIGURES.................................................................... 39


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Sommaire


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CHAPITRE 1OBJECTIFS DES ESSAIS DE PUITS

1.1 Principe des essais de puits

Le but poursuivi lors d'un essai de puits est, d'une manire gnrale, d'obtenir des

renseignements sur un puits et sur un rservoir.

Pour cela, on impose une variation instantane de dbit en tte du puits et on mesure, enfonction du temps, l'volution correspondante de la pression au fond du puits.

L'interprtation d'un essai de puits porte toujours sur une priode o, juste aprs avoirvari, le dbit est maintenu constant et ola pression est mesure :

Si ce dbit constant n'est pas nul, il s'agit d'un essai en dbit qui provoque une baisse depression en fond de puits (draw down).

Si ce dbit constant est nul, il s'agit d'un essai puits fermqui provoque une remonte dela pression en fond de puits (build-up)

S'il y a eu plusieurs variations de dbit, cela influe sur le comportement de la pression defond et il faut alors connatre l'historique des dbits pour pouvoir interprter. Aussi, les essaispuits fermsont prfrables aux essais en dbit pour lesquels la pression de fond risque d'treperturbe par des fluctuations intempestives du dbit.

Cependant, les puits gaz posent un problme spcifique qui justifie, quand cela estpossible (temps suffisant, ...) le recours plusieurs dbits.

Pour dterminer les caractristiques du rservoir et la productivitdu puits, la qualitdesmesures de dbit est aussi importante que celle des mesures de pression. Un soin particulierdoit donc tre apportaux mesures des dbits en surface.

En outre, au cours de l'essai de puits des chantillons des fluides produits sont prlevs etla temprature est enregistre.


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1.2 Principaux objectifs des essais de puits et moyens de les

atteindre

Selon que l'essai de puits est effectusur un puits d'exploration, un puits de confirmationou un puits de dveloppement (et dans ce dernier cas que l'essai soit un essai initial ou unessai priodique), les objectifs de base ou l'importance respective de ces objectifs ne sont pasles mmes.

Cependant, les principaux objectifs d'un essai de puits sont parmi les suivants :

Dterminer la nature et/ou les caractristiques des fluides produits,

Dterminer l'tat du puits et son potentiel de production,

Evaluer les caractristiques du rservoir,

Contrler l'efficacit d'une compltion ou d'un traitement sur le rservoir(stimulation, ....),

Suivre l'volution des paramtres relatifs au puits ou au rservoir.

Pour cela, il est ncessaire :

de prlever un chantillon des fluides produits,

de connatre le dbit des fluides produits,

de connatre l'volution de la pression de fond et de la temprature de fond suite unevariation de dbit.

Associs aux informations fournies par d'autres moyens d'investigation, en particulier lesdiagraphies diffres et le carottage mcanique (et dans une moindre mesure les diagraphiesinstantanes et l'analyse des dblais), la gophysique et la gologie, ces informations sont fonda-mentales pour :

dcider de raliser un avant-projet, btir un avant-projet de dveloppement,

prendre la dcision de dvelopper un champs,

laborer plusieurs projets de dveloppement et tablir les prvisions de productioncorrespondantes,

choisir un projet de dveloppement,

ractualiser les prvisions et optimiser le dveloppement au vu du comportement effectifdu gisement lors de son exploitation.


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Objectifs des essais de puits

1.2.1 Cas des essais sur puits d'exploration (au sens strict)

On appelle puits d'exploration, au sens strict, le premier puits qui est forsur une structureque l'on ne connat jusqu'prsent qu'travers des tudes gologiques et gophysiques.

Pour ce type de puits, les essais s'effectuent en cours de forage. Une zone vierge vient

d'tre fore ol'on a peu d'information sur les pressions, les fluides en place et les qualits derservoir.

L'objectif du test est donc par prioritde prouver la prsence d'hydrocarbure et de dfinir :

la nature et les caractristiques des fluides en place (y compris l'eau),

les caractristiques de la couche et plus particulirement la pression initiale, latemprature ainsi qu'une permabilitet une productivitapproximative.

Le prlvement d'chantillons "reprsentatifs" permet de connatre les fluides et desmesures de pression permettent de dterminer la pression initiale de la couche et d'en valuerla permabilit.

Les principaux moyens utilisables pour cela sont :

les chantillonneurs de formation descendus au cble lectrique (RFT : RepeatFormation Tester, MDT : Modular formation Dynamic Tester, FIT : Formation Interval

Tester, par exemple) utilisables soit en trou ouvert, soit en trou cuvel selon le typed'chantillonneur.

les garnitures provisoires de test (type DST) en trou ouvert (essai de courte dure,gnralement de dure infrieure 12 heures) ou en trou cuvel, voire un quipementprovisoire de type compltion.

1.2.1.1 chantillonneurs de formation (RFT, MDT, FIT)

Ce sont des outils d'investigation rapide, oprs avec un cble lectrique, en dcouvertpour les deux premiers et en cuvelage pour le troisime. Ils permettent une prise de pressionde couche et une prise d'chantillon parfaitement localiset en scuritpuisque le puits restesous boue. Ces outils permettent d'estimer la permabilitdu rservoir grce l'interprtationd'une remonte de pression

1.2.1.2 Garnitures provisoires

Le choix entre essai en trou ouvert ou essai en trou cuvelet le choix du type de garnituresont imposs principalement par le contexte opratoire ( terre, en mer, ...), la dure

ncessaire pour l'essai et la nature de l'effluent.


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La garniture permet d'isoler la zone teste du reste du puits, de soumettre cette zone unepression rduite, la mettant donc en condition de produire.

Selon la dure de la phase "dbit", un volume de l'effluent peut tre recueilli en surface,avant remonte de la garniture de test.

L'utilisation de vannes de fond, en rduisant les volumes, minimise l'influence de lacompressibilitdes fluides sur la courbe de remonte de pression (build-up).

a) Dtermination de la nature des fluides produits

Elle se fait par chantillonnage. Il y a deux modes d'chantillonnage :

l'chantillonnage de fond, l'chantillonnage de surface.

L'chantillonnage de fond

Afin d'tre reprsentatif, l'chantillon de fond doit tre prlev au-dessus de la zoneperfore et en rgime monophasique. Pour les puits de dcouverte, on ne doit donc pascompter priori sur la validitdes chantillons de fond, cause de l'incertitude sur la naturedu rgime d'coulement en fond de puits (monophasique ou diphasique).

L'chantillonnage de surface

En consquence, l'chantillonnage de surface (au sparateur) sera considrer prioricomme le plus fiable et le plus reprsentatif condition de l'effectuer avec grand soin. Enparticulier, il faut optimiser le dbit :

il faut un dbit suffisant pour viter les phnomnes de sgrgation dans le tubing,

il faut un dbit non exagrpour, si possible, ne pas provoquer d'coulement diphasique(ou l'apparition de coning) dans le gisement et en fond de puits.

Toutefois pour tre en mesure d'effectuer un chantillonnage de surface, il faut disposer de

suffisamment de pression et de temps de dbit afin de pouvoir tablir un dbit d'effluent ensurface et le stabiliser.

b) Dtermination des caractristiques de la couche

On s'intresse particulirement aux points ci-aprs.

La mesure de la pression vierge

La pression vierge est un renseignement fondamental en soi : les tudes rservoirseffectues durant les premiers temps de production sont toutes cales sur ce paramtre initial.


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Il y a des conditions opratoires respecter afin qu'aucun doute ne subsiste quant ladtermination de la pression vierge.


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L'estimation de la permabilitet de la qualitde la liaison couche-trou (le skin)

Les mesures de pression et de dbit et plus particulirement l'interprtation de la remonte

de pression aprs fermeture du train de test permettent essentiellement :

de dterminer la permabiliteffective de la couche et d'valuer galement la prsencede fissures ou de fractures,

d'observer la prsence d'htrognits une certaine distance du puits (faille,changement de facis, changement de fluide, etc .... ),

d'estimer la qualitde la liaison couche-trou (skin factor).

Bien qu'il soit toujours prfrable d'avoir des dbits stabiliss avant la fermeture,l'interprtation peut ventuellement tenir compte des variations de dbit pendant la phasedbit.

La mesure de la temprature du rservoir

L'enregistrement dans le temps de la temprature de fond (dbit et build-up) donne desindications fondamentales sur la nature de l'coulement.

Par ailleurs, la connaissance prcise de la temprature de fond statique est indispensableaux tudes PVT faites en laboratoire sur les chantillons prlevs (attention, les tempraturesdonnes par les thermomtres maxi des enregistreurs de pression, souvent trs secous laremonte du train de test, ne sont qu'un palliatif).

c) Conclusions et recommandations

Dans les puits de dcouverte, on doit s'attacher enregistrer et chantillonner un maximumde choses mme si l'intrt n'en est pas vident priori.

Les "cuttings", les carottes et les "logs" effectus peuvent indiquer la prsenced'hydrocarbures, mais ces derniers ne sont vritablement prouvs que lorsqu'ils auront t"tests".

Sur un premier puits, il faut surtout prouver la prsence d'hydrocarbures rcuprables

et raliser un chantillonnage correct.

Les moyens de calculs sont beaucoup plus labors pour l'interprtation des pressions quepour les corrlations de PVT. On ne craint donc pas trop les effets pouvant compliquer laremonte de pression (skin et effet de capacit, dbit non parfaitement stabilis, etc ... ). Si letest est techniquement russi, on pourra toujours estimer le "hk". Par contre, si tout ce quiconcerne l'chantillonnage n'a pas t correctement ralis et scrupuleusement enregistr,l'utilisation des chantillons peut mme devenir impossible.


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1.2.2 Cas des essais sur puits de confirmation

Ces puits, raliss aussi pendant la phase exploration, sont aussi appels puitsd'apprciation ou, selon l'objectif premier vis, puits de dlination.

L'approche n'est plus la mme. Les premiers renseignements ont tobtenus sur le puitsd'exploration ou les prcdents puits de confirmation. On ne cherche donc plus prouver unedcouverte mais recueillir suffisamment de donnes pour pouvoir btir ou finaliser unavant-projet.

Le programme de l'essai de puits, gnralement plus complet est bti l'aide desconnaissances acquises lors des essais effectus sur le ou les puits prcdents.

On cherche tout d'abord confirmer les premiers rsultats :

obtenir un chantillon parfaitement reprsentatif (par exemple par chantillonnage defond en respectant un dbit limite estimdans le cas oil y a possibilitd'tre au fonddans des conditions monophasiques),

confirmer et/ou prciser les caractristiques rservoirs dj obtenues (pression,permabilit, effet parital [skin] et productivitdu puits, ... ).

On cherche galement, si le temps le permet, dterminer les caractristiques lointaines de

la couche :

permabilitlointaine,

prsence d'htrognits latrales et/ou verticales, de discontinuit, de faille,

limites du rservoir, mcanismes naturels de drainage.

L'utilisation combine de ces renseignements avec les rsultats obtenus par d'autresmoyens tels que lithologie, diagraphies diffres, permet d'effectuer les premires corrlationsentre puits et donc d'avoir une image l'chelle du gisement et non plus seulement celle dupuits.

On s'efforce de respecter scrupuleusement le programme qui aura tdfini au pralable partir des connaissances acquises antrieurement. Ce programme doit comporter desindications sur le timing de l'essai (de faon pouvoir se situer dans de bonnes conditionsd'interprtation), le choix des duses (principalement pour les tests gaz) ainsi que lafrquence et la prcision des mesures de dbit, de pression de tte, de densit, de GOR, deWOR et de temprature effectuer.

Ces essais, tant souvent de plus longue dure, ont gnralement lieu en trou cuvelsoitavec une garniture de type DST, soit de prfrence avec un quipement provisoire de type

compltion.


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1.2.3 Cas des essais initiaux sur puits de dveloppement

Dans ce contexte, les fluides sont gnralement bien connus. L'chantillonnage constituedonc un objectif important pour un telessai seulement dans le cas d'un puits structurellement

loignou isolde la zone djdveloppe.

L'effort porte donc principalement sur la dtermination des caractristiques du rservoir aumoyen de l'analyse des mesures de pression et de dbit.

Le premier objectif de l'essai sur un puits de dveloppement est d'valuer l'tat du puits etses abords. Les paramtres suivants sont recherchs :

la qualitde la liaison couche-trou (skin factor), la permabilitproche (et lointaine),

la productivitactuelle et la productivitpotentielle du puits,

la pression statique du rservoir au moment de l'essai.

En consquence, il est de bonne pratique d'effectuer un essai de puits immdiatement aprsla mise en exploitation du puits (en production ou en injection).

Cette pratique permet :

de prendre diverses dcisions pour ce puits ou pour les puits suivants dvelopper(modification en ce qui concerne la liaison couche-trou, traitement ventuel, ... )

de vrifier l'efficacitde la compltion ou d'une stimulation initiale,

d'obtenir des donnes de rfrence pour la comparaison avec les performances futures.

Le deuxime objectif est de porter l'investigation une chelle plus grande du rservoirpour estimer :

les htrognits (permabilits verticales et horizontales, failles, fractures, ... ) et les

limites,

les interfrences entre puits de dveloppement,

le degrde communication entre plusieurs zones,

les mcanismes naturels de drainage (activitd'un aquifre, ),

Ceci conduit une meilleure connaissance des donnes du rservoir et donc unemeilleure vision du dveloppement du gisement.


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Pour ce faire, on est gnralement conduit adopter une dure de dbit puis une dure defermeture suffisamment longue pour s'affranchir des effets transitoires nfastes au niveau dupuits et aussi pour "voir" ce qui se passe le plus loin possible. Des essais d'interfrence ou des

pulses-tests permettent aussi de faire porter l'investigation sur la partie de rservoir compriseentre deux puits (continuitde la couche, ...).

Ces essais sont en principes raliss avec l'quipement dfinitif en place. Cependant, danscertains cas (choix du niveau mettre en exploitation, stimulation, ...) ils peuvent tre ralissavec une garniture provisoire avant l'quipement dfinitif du puits.

1.2.4 Cas des essais priodiques sur puits de dveloppement

Ces essais sont bien entendu raliss avec l'quipement de compltion alors en place dansle puits.

La fermeture du puits peut avoir lieu en tte (mais dans ce cas se pose le problme del'valuation et de la prise en compte de l'after-flow pour l'interprtation). Cependant, il existede nos jours des outils que l'on vient placer dans un sige classique et qui permettent defermer en fond de puits.

Les objectifs sont nombreux et varis et s'inscrivent dans le cadre d'une politique desurveillance des puits labore sur l'ensemble du gisement.

Un premier souci est de surveiller l'tat de santdu puits et en particulier :

de suivre l'volution de la productivitdu puits et donc de l'endommagement aux abordsdu trou,

de dtecter, de situer ou de comprendre des "anomalies" au niveau de la liaison couche-trou (coning, problmes lis l'exploitation simultane de zones multiples, fuites, ...).

Un deuxime aspect est de surveiller le comportement plus global du gisement et enparticulier de suivre l'volution :

de la pression statique du rservoir (ce qui permet, entre autres, d'valuer la ncessitoul'efficacitd'un procdde maintien de pression),

des interfaces, ....

Pour ce faire, il peut tre ncessaire de ne pas se cantonner aux essais "dbit-pression"mais de recourir aussi aux diagraphies de production (PLT, TDT, ...).

Ces diagraphies de production permettent aussi d'obtenir des informations sur l'quipementdu puits lui-mme, sur le tubing en particulier (dpt, corrosion, fuite, ...).


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Toutefois, l'interprtation des diagraphies de production est assez souvent difficile faire sil'on n'a pas pris le soin de raliser un jeu de rfrence avant que les problmes ne seprsentent.

Selon le diagnostic qui est alors pos, des "remdes" divers peuvent alors tre envisags(traitement de la couche, rduction de dbit, abandon d'une zone, changement de zone,fermeture du puits, activation, maintien de pression, ....).


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CHAPITRE 2MATRIEL DE BASE POUR LES ESSAIS DE PUITS

2.1 Diffrents types de tests

On peut tablir une classification en fonction de la manire dont la zone tester est isole

du reste du puits. Cela impose le type gnral de la garniture de test requise et, en conjonctionavec les objectifs du test, influence la slection des outils individuels ainsi que la conceptionfinale de la garniture de test.

2.1.1 Test en trou ouvert (figure 1a)

Dans ce cas le packer de la garniture de test est ancre dans le dcouvert. Le packer peuttre du type activitpar compression ou de type gonflable.

Les tests en trou ouvert tendent tre moins chers dans la mesure oils conomisent lecot d'un casing ou d'un liner et d'une cimentation.

Cependant on est confront un certain nombre de problmes ou de difficults, enparticulier :

Le trou doit tre bien calibr et ne pas prsenter d'irrgularit de diamtre afind'augmenter le potentiel d'tanchitdu packer.

La section en trou ouvert limite la pression qui peut tre applique dans l'espaceannulaire ; en consquence seules des garnitures de test de type mcanique (oles outils

sont oprs en particulier par des translations ou des rotations) peuvent tre utilises, l'exclusion des garnitures opres par pression annulaire.

Les tests en trou ouvert sont gnralement limits quelques heures en raison decraintes de problmes d'instabilit des parois du trou qui peuvent provoquer lecoincement de la garniture de test.

La hauteur de la zone teste doit tre limite (hauteur normale : environ 20 m). Le forage(ou le carottage) doit tre arrten consquence.


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Matriel de base pour les essais de puits

Dans les cas difficiles terre, ou de manire gnrale en mer, on ne doit pas pratiquer detest en trou ouvert mais mettre en place un cuvelage ou un liner supplmentaire et raliser untest en trou cuvel(cf. paragraphe 2.1.3).


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2.1.2 Test de type "barefoot" (figure 1b)

Dans ce cas la zone teste est en trou ouvert, mais le packer de la garniture de test est ancrdans la section cuvele qui se trouve au dessus du dcouvert. Cela permet de limiter oud'viter certains problmes relatifs au test en trou ouvert.

2.1.3 Test en trou cuvel(figure 1c)

Dans ce cas l'ensemble de la garniture de test se trouve dans le cuvelage.

Les tests en trou cuvelprsentent en particulier les avantages suivants :

Le potentiel d'tanchit du packer est trs lev du fait d'un profil intrieur bienrgulier et de diamtre connu.

On dispose de plus de flexibilit quand la conception du train de test (possibilitd'utiliser des outils commands par la pression annulaire, ).

La dure du test peut tre considrablement plus longue (moins de risque de coincementde la garniture).

Par contre les oprations de cimentation et de perforation peuvent provoquer un

endommagement des abords du puits.

2.1.4 Test de couche slectif : straddle test (figure 1d)

Si la zone tester est loin du fond du puits ou au dessus d'un autre niveau rservoir, lapartie infrieure du puits peut tre isole de cette zone tester par un packer supplmentaire.

Pour ce faire on utilise gnralement une garniture de test :

avec deux packers gonflables, en trou ouvert ;

avec un packer rcuprable et un bridge plug, en trou cuvel.


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2.2 Garniture de test (cas des tests terre, ou en mer partir d'un

support fixe)

2.2.1 Fonctions de base assurer

La ralisation d'un test, et tout particulirement d'un test en trou ouvert, impose depouvoir :

s'affranchir de la pression exerce par la colonne de boue sur la zone tester et diminuerla pression en face de cette zone jusqu' une valeur infrieure celle des fluides

contenus dans la couche,

canaliser ces fluides jusqu'en surface sans risque de pollution de la boue ou d'ruption,

maintenir, sur les formations non testes, la pression exerce en forage par la colonne deboue pour viter leur boulement ou la venue des fluides qu'elles contiennent,

d'arrter momentanment le dbit des fluides sans utiliser la pression hydrostatique de laboue,

d'enregistrer en fond de puits la temprature, la pression et leurs variations tout au longdu test,

procder, en fin de test, la remonte de la garniture de test aprs avoir remis l'ensembledu puits sous fluide de contrle.

2.2.2 Composants de base

Les lments de base d'une garniture de test, permettant en particulier d'assurer lesfonctions vues au paragraphe prcdent, sont les suivants :

Le tubulaireproprement dit, constituselon le cas de tiges de forageou de tubing.

Ce tubulaire sert :

- de conduit pour l'effluent qui sera produit,

- de support pour les autres lments.

Les tiges de forage sont plus particulirement utilises dans le cas de tests en cours deforage (DST : Drill Stem Test) de courte dure d'une zone faible ou moyenne pression.Dans les autres cas, et tout particulirement s'il y a risque de prsence d'acide sulfurique(H2S), on prfre utiliser des tubings qui prsentent une meilleure tanchitau niveaudes raccords.


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Un packer

Ce manchon en caoutchouc situau dessus de la zone tester s'applique sur les paroisdu trou par compression, ralise l'tanchit et spare le puits en deux zones sans

communication entre elles.

Un tester

C'est principalement une vanne (ou plusieurs) qui peut tre ouverte ou ferme volont.

Descendu ferme, elle est surmonte l'intrieur des tiges d'un coussin de liquide dedensitet de hauteur adaptes (tampon d'eau ou de gas oil par exemple) de manire ceque la pression hydrostatique correspondante soit infrieure celle des fluides prsentsdans la zone tester (figure 2a).

L'ouverture du tester, aprs que le packer ait t ancr, permet de dcomprimer lesfluides sous packer et ceux contenus dans la zone teste la pression cre par le fluide

tampon prsent au dessus du tester (figure 2b) ; cette dcompression permet le dbit desfluides.

La fermeture du tester, le packer tant toujours ancr permet d'arrter le dbit (sansutiliser la pression hydrostatique de la boue) et de provoquer la remonte de pression(figure 2c). Sa position proche du fond du puits minimise la perturbation lie larecompression du volume dans le puits (effet de capacit) lors de la remonte depression.

Ces oprations d'ouverture et de fermeture du tester, packer ancr, peuvent tre rptesautant de fois que ncessaire.

Des porte-enregistreursIls reoivent les enregistreurs de pression et de temprature.

Suivant leur place et leur agencement dans la garniture, les enregistreurs de pressions

permettent d'enregistrer soit la pression rgnant l'intrieur de la garniture soit lapression rgnant l'extrieur de la garniture, et donc en particulier l'volution de lapression de fond lors de la phase de dbit (draw down) et lors de la phase de fermeture(build-up).

Une vanne d'galisation

La ralisation du test entrane un rgime de pression sous le packer diffrent de la

pression hydrostatique de la boue qui s'exerce au-dessus du packer.Afin de pouvoir dcomprimer et dsancrer le packer la fin du test, il est indispensabled'galiser les pressions de part et d'autre du packer.

Pour cela on utilise une vanne d'galisation situe entre le packer et le tester. En fin detest, elle permet d'ouvrir une communication entre l'annulaire et l'intrieur de lagarniture de test (partie en dessous du tester) et donc :

- d'galiser les pressions de part et d'autre du packer,

- de repousser, sous rserve que l'injectivitsoit suffisante, les effluents produits (situsdans la garniture en dessous de ce point) dans la formation teste en pompant de la


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boue de forage en tte d'espace annulaire, les mchoires annulaires des BOP tantfermes (figure 2d).


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Lors de la descente du train de test, cette vanne est en position ouverte et sert de by-pass

pour le passage du fluide du dessous au dessus du packer au fur et mesure que lagarniture est descendue. Elle sera ferme avant l'ouverture initiale du tester.

Un dispositif de circulation inverseA la fin du test, si le puits a tproductif, le train de test se trouve partiellement oucompltement rempli par l'effluent. Il est alors dangereux de raliser la manuvre deremonte avec ce fluide inflammable l'intrieur de la garniture de test.

Un dispositif de circulation inverse, situau-dessus du tester, permet d'ouvrir un orificesur l'espace annulaire et de rcuprer l'effluent situdans la garniture par circulationinverse (figure 2e). Pour raison de scuritcette vanne est gnralement double.

2.2.3 Autres composants

Selon que le test est effectu en trou ouvert ou en trou cuvel, de nombreux autreslments sont ou peuvent tre aussi intgrs dans un train de test, tout particulirement :

Un sabot

Cet lment est situtout en bas de la garniture de test.

Dans le cas d'un test en trou ouvert, c'est un raccord fond plat permettant de prendreappui sur le fond du puits et donc de comprimer le packer.

Des crpines

Ce sont des tubes perfors par lesquels l'effluent produit par la zone teste pntre dansla garniture de test et qui agissent aussi comme un filtre vis vis des dbris produits.

Un verrouillage hydraulique du packer

Il permet de garder le packer ancrmme si l'on reprend le poids de la garniture pourmanuvrer les outils au dessus du packer et en particulier le tester.

Cet outil de verrouillage est activpar surpression entre la pression hydrostatique due la boue dans l'annulaire et la pression qui rgne dans le train de test (sous le tester)pendant le test proprement dit.

Il est dsactivlors de l'ouverture, en fin de test, de la vanne d'galisation situentre le

packer et le tester.

Un joint de scurit

Tout particulirement lors d'un test en trou ouvert, les risques de coincement du packersont importants. Dans ce cas, le dvissage du joint de scuritpermet la rcupration dela partie libre de la garniture.

Une coulisse de battage

Avant d'en venir l'extrmitde dvisser le joint de scuriten cas de coincement, onessaye de dcoincer le packer en exerant des efforts de traction sur le packer par

battage grce

la coulisse hydraulique intercal

e au-dessus du joint de s

curit

.


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Des masse-tiges ou des tiges lourdes

Places au dessus du dispositif de circulation inverse, elles permettent en particulier dedisposer de suffisamment de poids pour :

- comprimer les garnitures d'tanchitdu packer,

- et, dans le cas d'un tester de type mcanique, ouvrir la vanne du tester.

Une vanne de scuritde fond

Elle permet de fermer la garniture de test en fond de puits au cas ola vanne du testerserait dfaillante.

Un chantillonneur de fond

Intgrdans la garniture, il permet de piger l'effluent prsent cette cote. Il est activen fin de la dernire phase de dbit.

2.2.4 quipement complmentaires

En fonction du contexte et des objectifs de l'essai de puits d'autres quipements peuventtre requis tels que :

Un "TCP" (Tubing Conveyed Perforator)

Dans le cas d'un test en trou cuvel, ce TCP placl'extrmitinfrieure de la garniturede test, permet avec la mme garniture, et donc une seule descente, de perforer lecuvelage et de raliser l'essai de puits proprement dit.

Un systme de lecture en surface (surface read-out)

Ce systme permet, aprs descente du train de test et dgorgement du puits, de venir seconnecter via un cble lectrique sur les capteurs de fond et de retransmettre les mesuresde fond en direct (sans avoir attendre la remonte du train de test pour pouvoirrcuprer les enregistreurs).

2.2.5 Exemple de garniture de test en trou ouvert

Les figures 3 5 prsentent :

Un exemple de garniture de test en trou ouvert avec tester mcanique(figure 3).

Un packer de test de type open-hole: le bobtail packer(figure 4).

Le packer obture l'espace annulaire compris entre les parois du sondage et les tiges de

forage, par compression de la garniture entre la bquille qui s'appuie sur le fond du trouet le train de tige qui appuie.

quipement Schlumberger


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La garniture dit tre suffisamment souple pour se mouler contre les parois du trou (unsystme vitant le fluage de la garniture), mais elle doit retrouver son tat initial pourtre remonte sans coincement la fin du test.

Les diamtres des garnitures du packer seront tels que le jeu avec le diamtre du trousoit de l'ordre de 1".

Les poids sur packer pour obtenir l'tanchit sont de l'ordre de 1 t par pouce dediamtre de trou soit une dizaine de tonnes dans un trou 8 1/2".

La position du packer sera choisie pour que celui-ci se trouve dans une zone bien

calibre et consolide.

Un tester mcanique: Multi-Flow Evaluator[MFE] (figure 5).

Cet outil est bassur le fait que le verrouillage hydraulique du packer permet :- d'ouvrir le tester en mettant du poids,

- de fermer le tester en enlevant le poids.L'outil est constitude 3 parties :- la partie vanne et chambre d'chantillonnage,- la partie temporisation hydraulique de l'ouverture,

- la partie slection de la position.

L'ensemble de chicanes, suivant la position du mandrin intrieur, permet ou non le dbitde fluide travers les diffrents orifices de passage.

Quand le tester est fermla fin du test, le fluide emprisonnentre les 2 "valves" peuttre conserv la pression o il a t rcupr et transvasdans une bouteille pourchantillonnage, une fois la garniture de test remonte hors du puits.

Si le temps dont on dispose pour raliser le test le permet, il est possible de faireplusieurs cycles d'ouverture et de fermeture.

Les parties "temporisation de l'ouverture" (temporisation obtenue grce un piston quise dplace dans une chambre d'huile) et "slection de la position" permettent que lefonctionnement du tester soit compatible avec celui des autres outils intgrs dans lagarniture de test et en particulier que :

- lors de l'ouverture initiale du tester, celle-ci ne se produit qu'aprs fermeture de lavanne d'galisation et ancrage du packer,

- lors des fermetures du tester, celles-ci se produisent sans que la vanne d'galisation nes'ouvre et que le packer ne se dsancre.

2.2.6 Exemple de garniture de test en trou cuvel

Les figures 6 8 prsentent :

Un exemple de garniture de test en trou cuvelavec tester oprpar la pression

annulaire(figure 6).



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Un packer de test ancrage dans le cuvelage: le positest packer(figure 7).

Le packer ralise l'tanchit sur la paroi intrieure du cuvelage. Il est quip deplusieurs manchons courts en caoutchouc dur. Le point d'appui est ralispar le systme

classique : coins-cnes avec un systme de verrouillage par rainure en J.

un tester oprpar la pression annulaire: le Full Bore Pressure Controlled Tester

[FB PCT] (figure 8).

Cet outil est constitude 2 parties :

- la partie vanne (vanne de type ball valve),

- la partie oprateur hydromcanique.

Le PCT est prcharg avec de l'azote en surface (en fonction de la pressionhydrostatique dans le puits) de manire rgler la pression exercer en tte d'annulaire

pour provoquer son ouverture.Le PCT reste ouvert tant que cette pression est maintenue en tte d'annulaire. Pourfermer le PCT, il suffit de purger la pression annulaire. En rappliquant de la pressiondans l'annulaire on peut rouvrir le PCT et ainsi de suite autant de fois que n cessaire enfonction du programme de test.

Un accessoire (Hold open) peut tre ajout qui permet de descendre et remonter lagarniture avec le PCT en position ouverte bien que l'annulaire ne soit pas en pression

2.3

quipements complmentaires pour la garniture de test dans

le cas d'un test partir d'un support flottant

Dans le cas d'un test partir d'un support flottant des quipements complmentaires sontncessaires (figure 9) et en particulier :

Une SSTT (Subsea Test Tree)(figure 10)

Place dans le BOP sous-marin, cette SSTT permet, au cas o les conditionsmtorologiques ou techniques ne permettraient plus de garder le support de surfaceconnectla garniture de test, de :

- suspendre la garniture de fond dans les BOP sous-marin,- fermer ce niveau la garniture de test,

- dconnecter ce niveau la garniture de test.

Elle peut tre complte (figure 10) :

- d'une retainer valve :

Avant dconnection de la partie haute de la garniture de test, cette vanne est ferm e,vitant ainsi que l'effluent contenu dans cette partie de la garniture se rpande dans lamer ;



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- d'une lubricator valve:

Place suffisamment en-dessous de la tte de contrle situe en surface (flowhead),elle permet de descendre dans la garniture de test un train de travail au cble

relativement long sans avoir besoin d'une longueur de sas importante au-dessus de laflowhead.

Plusieurs joints coulissants

Ils permettent les variations de longueur de garniture de test, sous l'effet des variations

de temprature et de pressions lors des diffrentes phases de dbit et de fermeture, touten respectant les deux points fixes que sont le packer et la SSTT.

Ces joints coulissants sont aussi souvent utiliss dans les garnitures de test pour supportsfixes.

2.4 quipements de surface

2..4.1 Fonctions de base assurer :

L'quipement de surface doit permettre en particulier :

de supporter les pressions en tte et d'assurer la scuriten surface ;

de maintenir un (ou des) dbit(s) compatible(s) avec la capacitdes installations et leprogramme de test ;

de rcuprer des chantillons ;

le cas chant, de mesurer le dbit de l'air contenu dans la garniture au dbut du test etpoussspar le dbit de l'effluent venant du fond du trou ;

de sparer l'effluent s'il arrive en surface pour compter sparment l'huile, le gaz etl'eau ;

de connatre les conditions de dbit, de sparation, de comptage et d'chantillonnage ;

de stocker ou brler l'effluent.

2.4.2 quipements de base

Les quipements de base en surface sont les suivants :

Une tte de contrleappele aussi tte d'ruption

Elle est quipe entre autres d'une vanne de scurit.


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Elle permet en particulier d'orienter l'effluent vers les installations de surface et de

fermer le puits en tte en cas de ncessit.


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Un manifold de duses

Il permet de rgler le dbit du puits et d'abaisser la pression de l'effluent de manire tre en-dessous de la pression de service des quipements en aval.

Un rchauffeur ou un changeur vapeur

Dans le cas d'une huile, et tout particulirement d'une huile visqueuse, il favorisel'coulement de l'huile et la sparation huile-eau en diminuant la viscositde l'huile.

Dans le cas d'un gaz, il permet de rchauffer le gaz afin d'viter la formation d'hydrates.Dans ce cas, la dtente du gaz n'est pas faite en une seule fois au niveau du manifold deduse, mais en plusieurs fois. En particulier, on dispose d'une duse mi-serpentin dans lerchauffeur ou l'changeur.

Un sparateur

Il permet de sparer les diffrents fluides (gaz, huile et eau ventuellement) et par l-mme il permet le comptage et l'chantillonnage de chacun de ces fluides sparment.

Un bac de stockage

A certains moments du test, on y envoie l'huile sortant du sparateur. Cela permetd'talonner le ou les compteurs huile, de prendre en compte certains phnomnes telsque le dgazage de l'huile en aval du sparateur ou la dcantation supplmentaire d'eauqui est encore disperse (en mulsion) dans l'huile la sortie huile du sparateur.

Un bassin et une torche gaz ou des brleurs

Ils permettent d'vacuer les fluides produits.

Un systme d'arrt d'urgence (ESD : Emergency Shut Down)

Il permet de fermer le puits et de mettre les quipements de surface en scuriten cas debesoin.

2.4.3 Autres quipements

De nombreux autres quipements sont ou peuvent tre ncessaires en ce qui concerne lesinstallations de surface, tout particulirement :

Des chiksans ou des conduites flexibles

Ils permettent de relier entre eux les diffrents quipements. Ils doivent tresoigneusement fixs par les cbles de retenue pour viter tout battage pendant le test ouen cas de rupture.

Un skrinkage tester

Cet appareil permet de mesurer la perte de volume de l'huile par dgazage entre lesconditions de fonctionnement du sparateur et les conditions ambiantes.

Un surge tank


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Dans le cas ol'huile contient en particulier de l'hydrogne sulfur, le bac de stockagedoit tre remplacpar un bac fermmaintenu trs faible pression, le surge tank.


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Des chantillonneurs

Ils permettent de prlever des chantillons des diffrents fluides produits. Ils sontspcifiques chacun des fluides.

Une pompe de transfertElle permet de reprendre l'huile contenue dans le bac de stockage (ou le surge tank) pour

l'envoyer dans le bassin de dcantation ou dans les brleurs.

Un manifold huile

Il permet d'orienter l'huile sortie sparateur soit vers le bac de stockage (ou le surgetank) soit vers le bassin de dcantation ou l'une des poutres de brlage.

Un manifold gaz

Il permet d'orienter le gaz sortie sparateur vers la torche gaz approprie.

Des compresseurs d'air

Ils permettent d'apporter l'air ncessaire une bonne combustion de l'huile.

Des pompes eau

Elles permettent :

- de faire un rideau d'eau autour des brleurs pour limiter les effets de rayonnement,- d'injecter de l'eau dans l'huile brler pour amliorer la combustion.

Des poutres de brlage

Elles supportent les brleurs et les torches gaz.Elles sont places en fonction des vents dominants et il doit y en avoir dans deux

directions opposes pour n'utiliser que celui qui est dans une direction acceptable parrapport au sens du vent.

Un circuit incendie

2.4.4 quipements complmentaires

En fonction des oprations raliser, d'autres quipements peuvent tre requis tels que :

Un quipement de travail au cble

Dans le cas odes oprations de travail au cble sont prvues ou envisages permettantle test, le matriel correspondant doit tre en place. Le sas de travail au cble est montsur la tte de puits au niveau d'un raccord adquat situau-dessus de la croix de la ttede contrle et d'une vanne d'isolation.

Une cabine laboratoire

On y regroupe en particulier toutes les mesures et enregistrements fait en surface. Elle

peut tre quipe d'un mini-laboratoire PVT.


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2.4.5 Synthse

La figure 11 montre un exemple de disposition du matriel de surface dans le cadre d'untest en mer partir d'un support flottant.


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CHAPITRE 3PRINCIPE DE DROULEMENT D'UN ESSAI DE PUITS

3.1 Remarques prliminaires

3.1.1 Analogie entre puits producteurs et puits injecteurs

Tout ce qui suit concerne plus spcifiquement les puits producteurs mais peut tre tenduaux droulements des essais dans les puits injecteurs en "inversant" le dbit.

Il existe en effet une analogie vidente en ce qui concerne les phases d'essais (puits endbit ou puits ferm) des puits producteurs et des puits injecteurs telle que illustrau tableausuivant :

Puits producteurs Puits injecteurs

Puits en dbit test en production(draw down)

test d'injectivit

Puits fermremonte de pression

(build-up)

dclin de pression(fall-off)

TABLEAU1Analogie entre essais de puits producteurs et essais des puits injecteurs

Notons tout de mme que des prcautions particulires sont ncessaires pour les essais des

puits d'injection (propretde l'eau injecte et risque de colmatage).

3.1.2 Remarque lie la dtermination de la productivit

Pendant un test en cours de forage, la productivitd'un puits varie en gnral avec le tempsau fur et mesure que la zone rservoir participant au dbit s'largit. Trs rares sont alors lescirconstances o l'on peut obtenir des conditions de dbit et de pression parfaitementstabilises, correspondant ce que l'on appelle un coulement permanent. On se contente engnral, aprs dgorgement, d'un dbit (ou de paliers de dbits dcroissants ou croissants)


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Principe de droulement d'un essai de puits

aussi stabilis(s) que possible, correspondant un (ou des) coulement(s) de type transitoireou parfois de type pseudo-permanent que l'on sait en thorie interprter.


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Dans le cas d'une huile pression de bulle infrieure la pression de fond en dbit, un seulde ces dbits est ncessaire. Il permet de calculer l'indice de productivitrel, caractristiquede la couche et de la qualitde la liaison couche-trou, et l'indice de productivitthorique(hors effet de colmatage, ).

Dans le cas d'une huile pression de bulle suprieure la pression de fond en dbit oudans le cas d'un gaz, plusieurs de ces dbits sont ncessaires pour dterminer la "courbe dedlivrabilit" de la couche. Nanmoins, pour un puits d'exploration et compte tenu desconditions souvent difficiles (mto, offshore, forte pression) et de la scurit(prsence d'uneduse de fond limitant le dbit), on prfre gnralement se limiter un seul dbit suivi d'uneremonte de pression suffisamment longue.

La mesure des dbits est indispensable et ncessite un sparateur dont le bonfonctionnement doit tre contrl (pression et temprature du sparateur constantes). Lesdbits d'huile sont estims par des mesures de niveaux dans un bac talonn(ou l'aide d'un

compteur) tandis que les mesures des dbits de gaz s'effectuent l'aide d'un orificedprimogne.

Les pressions sont mesures en tte de puits et au fond du puits. Il faut que les pressions, la fin de la dernire priode de dbit et pendant toute la priode de fermeture qui suit, soientenregistres en continu et avec le mme appareil.

Les tempratures sont mesures la fois en tte et au fond du puits.

On mesure galement la densitde l'huile, la densitde gaz, les gradients de pression et detemprature dans les puits, ventuellement la teneur en sdiments, la teneur en eau et sasalinit,

3.2 Pressions dans le puits considrer

Dans le puits, les pressions considrer sont les suivantes (figure 12) :

La pression de gisement Pgqui est la pression des fluides dans la zone du rservoir qui

est tester.

Tant que le puits n'est pas en dbit, cette pression est prsente dans l'ensemble du

rservoir, depuis ses limites extrieures jusqu'au puits. La pression hydrostatique Ph exerce par le fluide de forage ou de compltion en

place dans le puits avant le dbut du test.

Durant la phase de forage, la densitde la boue est ajuste de faon ce que Ph soit

suprieur Pget assurer ainsi la stabilitdu puits.

La pression du coussin Pcexerce par la colonne de liquide prsente dans la garniture

de test (au dessus du tester descendu ferm).


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Cette pression est ajuste de manire avoir Pcinfrieur Pglors de l'ouverture de la

vanne de test soit en ne remplissant que partiellement la garniture de test soit en utilisant

un fluide lger (tel que de l'eau ou du gas oil).


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La pression en fond de puits Pfau cours du test.

Cette pression varie pendant le test. Avant le dbut du test elle est gale Ph; lors des

phases de dbit, du fait des pertes de charge dans le gisement et aux abords du puitslies l'coulement des fluides, elle chute en dessous de Pg. Dans les phases de

fermeture elle retend, plus ou moins rapidement, vers Pg. Se reporter aux paragraphes

3.3 3.5 ci-aprs pour plus de dtails.

3.3 Droulement d'un test de courte dure (cas d'un coussin partiel)

Dans le cas des tests en trou ouvert la dure du test doit tre courte afin de limiter le risquede coincement de la garniture. Fondamentalement le temps pendant lequel le packer reste

ancr ne doit pas dpasser quelques heures (2 3 heures dans le cas d'une formation pasparfaitement consolide).

On ne dispose gnralement pas d'un temps suffisant pour dterminer correctement laproductivitet, en particulier en offshore, le matriel de surface peut tre simplifipar rapportce qui a tdit prcdemment au paragraphe 3.1.2 (brlage direct sans passer par un bac de

jaugeage en particulier).

La figure 13 illustre l'volution de la pression vue par l'enregistreur de pression situsousle tester tout au long des phases opratoires dcrites ci-aprs.

3.3.1 Descente de la garniture de test et ancrage du packer

La garniture de test est descendue vanne du tester ferme et avec un coussin de fluide audessus de cette vanne afin que, lors de l'ouverture de la vanne, la pression en fond de puits

soit :

suffisamment faible pour permettre un bon dbit initial et la remonte de l'effluentjusqu'en surface (si possible) ;

pas trop faible de manire ne pas endommager les parois du trou ou la formation parun diffrentiel de pression trop grand, en particulier dans le cas de formations malconsolides.

En pratique, il est courant d'admettre un diffrentiel de pression de plusieurs dizaines debar voire une centaine de bar.

L'enregistreur, tout au long de la descente de la garniture dans le puits, voit la pression

hydrostatique due la colonne de boue dans l'espace annulaire qui le spare de la surfaceaugmenter au fur et mesure de la descente.


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Une fois en fond de puits, on procde l'installation des quipements de surface (tte decontrle, ) et lorsque tout est prt, on peut procder l'ancrage du packer, en appliquantdessus une partie du poids de la garniture.

3.3.2 Pr-dbit (ou dbit initial)

Cette premire ouverture du tester a pour but :

de dcomprimer les abords du puits, la pression hydrostatique due la boue de forageayant eu tendance surcomprimer cette zone une valeur suprieure celle de lapression de gisement ;

d'tablir une bonne communication entre le rservoir et le puits, un effet de dcolmatage

tant esprdu diffrentiel de pression important.

Cette ouverture doit normalement tre effectue de jour.

La dure de cette priode de pr-dbit est gnralement de l'ordre de quelques minutes.

3.3.3 Fermeture initiale

Le tester est refermafin de mesurer la pression initiale (pression vierge). Le temps defermeture retenu est important par rapport au temps de dbit prcdent (si possible trois quartd'heure ou mieux une heure) afin d'obtenir par recompression du fond de puits une pression la

plus proche possible de la pression de gisement.

3.3.4 Dbit principal (ou second dbit)

Dans le cadre de ces essais de puits de courte dure, l'objectif de cette priode de dbit estde permettre :

qu'un volume d'effluent suffisant pntre dans la garniture de test pour pouvoir prleverun chantillon reprsentatif,

et, si possible d'avoir l'arrive de l'effuent en surface.

Lencore cette ouverture doit normalement tre effectue de jour.

La dure de ce dbit dpend du temps disponible restant (par rapport au temps totalpendant lequel le packer peut rester ancr) et du comportement du puits. On peut par exempleappliquer la rgle du pouce suivante :


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si le dbit est correct, rpartir de manire gale le temps restant entre cette priode dedbit et la fermeture finale,


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si le dbit est trs lev, augmenter ventuellement le temps rservau dbit tout engardant un temps de fermeture au moins gal la moitidu temps de dbit et qui nedevrait pas tre infrieur trente minutes,

si au contraire le dbit est faible, faire en sorte d'avoir un temps de fermeture double decelui de la priode de dbit,

si le puits se tue, procder la fermeture du tester si possible avant que le puits ne soittuou, au plus tard, ds que celui-ci se tue.

Remarquons que le diagramme de pression reprsentsur la figure 13 correspond un casole test a trefermavant que l'effluent n'arrive en surface.

3.3.5 Fermeture finale

Cette phase est trs importante en ce qui concerne la collecte des donnes relatives augisement et au puits.

De l'interprtation de la remonte de pression (build-up) on cherche dduire :

la pression de gisement (on note gnralement cette pression de gisement tire de laremonte de pression P*)

le rapport

kh

l'effet partial (S = skin effect)

3.3.6 Dsancrage du packer et remonte de la garniture de test

Pour dsancrer le packer il faut pralablement ouvrir le dispositif d'galisation de pressionet reprendre le poids de la garniture de test.

La remonte de la garniture de test n'est ralise qu'aprs avoir :

repoussau mieux dans la formation les effluents situs sous le tester en pompant vial'annulaire et la vanne d'galisation de pression dsormais ouverte,

ouvert la vanne de circulation inverse et circulau mieux les effluents situs dans lagarniture de test au dessus du tester; ceci doit normalement tre effectude jour.


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3.4 Droulement d'un test huile de longue dure (cas d'un coussin

jusqu'en surface)

Ces tests sont obligatoirement raliss en trou cuvel. Ils durent gnralement de un quelques jours, parfois une deux semaines en fonction des objectifs du test et du nombre deniveau tester. Selon le cas ils peuvent tre raliss avec une garniture provisoire ou traversl'quipement dfinitif dans le cas des essais initiaux.

On ne traite pas ici des essais de production de trs longue dure (quelques semaines plusieurs mois) ayant pour but d'valuer les mcanismes de drainage et ncessitant deproduire une quantitsuffisante pour que la pression statique du gisement soit affecte.

Le droulement du test est conu en fonction des rgles internes du matre d'uvre et desobjectifs du test. Aussi il ne faut considrla suite que comme un exemple.

La figure 14 illustre l'volution de la pression vue par l'enregistreur situsous le tester toutau long des oprations dcrites ci-aprs :

Dgorgement du puits

Dans la mesure du possible, cette phase de dbit sera poursuivie jusqu'obtenir en ttede puits un effluent propre (teneur en solide proche de zro si possible) et un dbit peu

prt stable.Durant cette phase les quantits produites sont estimer.

Fermeture initiale

Elle doit tre suffisamment longue pour permettre toute la zone dcomprime dans legisement de se restabiliser la pression de gisement initiale (au moins deux fois letemps de la priode de dgorgement).

Dans le cas o il est prvu d'utiliser un "surface read out" pendant le test, l'outil delecture des enregistreurs est descendu durant cette phase. Il restera en place ainsi que le

cble de mise en place (qui sert aussi de cble de retransmission des mesures) jusqu'la

fin du test. Dbit principal

On cherche gnralement avoir le dbit maximal compatible avec :

- la capacitde dbit de l'ensemble des installations de surface (en fait c'est souvent lacapacitde brlage qui est la plus faible),

- l'obtention des paramtres stables en surface (pression et temprature en tte de puits,GOR, ).


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Il faut prolonger cette priode au moins plusieurs heures aprs que le dbit, le GOR et lapression en tte aient atteint des valeurs stabilises.

En gnral un temps de dbit de quelques heures (par exemple 8 12 heures) est

suffisant. Il est d'autant plus long que la permabilitest faible. Fermeture pour enregistrement du build-up

Cette priode de remonte de pression est essentielle pour l'interprtation ultrieure del'essai.

Le temps de fermeture doit tre suffisant.

On retrouve le mme esprit que la rgle du pouce vue prcdemment si ce n'est que letemps de fermeture est souvent au moins gal au temps de dbit

Dbit pour chantillonnage

De manire tre dans des conditions favorables d'chantillonnage, on utilisegnralement un dbit rduit. Les paramtres de surface et en particulier les paramtresau niveau du sparateur (P, T, Qh, Qg, GOR) doivent tre parfaitement stabiliss.

3.5 Droulement d'un test gaz

Dans certains cas, en fonction des objectifs du test et du temps dont on dispose, le

droulement du test peut tre identique celui vu pour un puits huile si ce n'est que :

le temps de dbit ncessaire peut tre plus lev(18 24 heures par exemple),

le temps de fermeture est souvent au moins gal une fois et demi le temps de dbit.

Dans le cas oil s'agit de caractriser la dlivrabiliten gaz de puits (relation entre le dbitproduit et la pression en fond de puits pour une pression de gisement donne) et l'AOFP

(Absolute Open Flow Potential), il est ncessaire de disposer, d'un point de vue thorique,d'au moins deux dbits diffrents et, d'un point de vue pratique, d'au moins quatre dbitsdiffrents. En effet l'effet partial dpend du dbit (il est de la forme S' = S + Dq) et il fautdonc disposer de plusieurs dbits pour valuer cette dpendance (figure 15).

Pour ce faire on utilise gnralement l'une des procdures de test pour puits gaz ci-aprs :

le back pressure test

le test isochrone

le test isochrone modifi

L'absolute open flow potential, appelaussi en franais "dbit potentiel absolu du puits" est le dbit que l'onaurait si l'on ne laissait en fond de puits que la pression atmosphrique (c'est donc un dbit fictif suprieur ce que peut rellement produire le puits puisque, en fond de puits, la pression sera toujours suprieure la

pression atmosphrique du fait en particulier du poids de la colonne de gaz et des pertes de charge dans letubing).


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3.5.1 Le back pressure test (figure 16)

Il est caractrispar plusieurs paliers de dbit (en gnral 4) :

chacun un dbit constant,

chacun suffisamment long pour atteindre thoriquement le rgime pseudo-permanent,

4 dbits nettement diffrents si possible (pour lever toute ambigutsur le tracde ladroite, cf. figure 15),

les paliers tant choisis dans le sens croissant ou dcroissant selon le contexte et lesautres objectifs du test.

En cas de dbit croissant, le back pressure test doit imprativement tre prcd d'undgorgement un dbit suprieur au dbit maximum qui sera utilispendant le test afin d'tredans des conditions de nettoyage identiques pour chaque dbit.

3.5.2 Le test isochrone (figure 17)

Il est caractrispar une succession de phases "dbit-fermeture" (en gnral 4) :


les temps de dbit tant identiques pour chaque palier, le dernier tant prolongjusqu'atteindre le rgime pseudo-permanent,

chaque temps de fermeture entre deux dbits conscutifs tant suffisamment long pourque la pression en fond de puits remonte chaque fois jusqu'la pression initiale c'est--dire la pression de gisement).

3.5.3 Le test isochrone modifi(figure 18)

Il est caractrispar une succession de phases "dbit-fermeture" (en gnral 4) :


les temps de dbit tant identiques pour chaque palier, le dernier tant prolongjusqu'atteindre le rgime pseudo-permanent,

chaque temps de fermeture entre deux dbits conscutifs tant gal au temps d'un palierde dbit.


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Le droulement est donc identique au test isochrone, si ce n'est que les temps de fermetureintermdiaires sont gaux aux temps de dbit ; la pression en fond de puits lors des phases defermeture ne remonte donc pas jusqu'la pression initiale.


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CHAPITRE 4SYNTHSE DES RSULTATS ATTENDUS

D'UN ESSAI DE PUITS ET CONCLUSION

4.1 Synthse des rsultats attendus d'un essai de puits

Les rsultats attendus d'un essai de puits sont de deux sortes :

les donnes relatives aux fluides du rservoir,

les caractristiques du rservoir et des abords du puits.

Toutes les deux sont values ou calcules partir des informations obtenues directementsur site.

4.1.1 Informations recueillies sur site

4.1.1.1 Informations obtenues en fond de puits

chantillon(s) de fluide du rservoir pig aux conditions de fond l'intrieur deschantillonneurs de fond.

En cas de non dbit en surface, une certaine quantitd'huile brute rcupre et analysependant la circulation inverse (chantillonnage la pression atmosphrique et/ouchromatographie).

Enregistrement de la pression et de la temprature en fond de puits.

4.1.1.2 Informations obtenues en surface (dans le cas de dbit en surface)

a) Durant la priode de dbit

Pression et temprature en tte de puits.

Pression et temprature de sparation.

Dbits d'huile, de gaz, d'eau


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Synthse des rsultats attendus d'un essai de puits et conclusion

GOR, WOR.


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Facteur de skrinkage de l'huile et densitde l'huile de stockage.

BSW (Basic Sediment and Water) : teneur en sdiment et en eau de la phase liquide.

Densitdu gaz sortie sparateur. Analyse chromatographique du gaz.

Masse volumique et salinitde l'eau.

chantillons en pression de l'huile et du gaz.

Ces chantillons sont prlevs la sortie du sparateur pendant la priode de dbitstabilis. Ils sont recombins en laboratoire en vue de faire une tude PVT complte.

b) Pendant la priode de fermeture

Pression en tte de puits.

4.1.2 Rsultats en laboratoire

En laboratoire, les caractristiques compltes du fluide de gisement sont dtermines dansles conditions de fond et de surface. Les tudes sont menes soit directement sur deschantillons de fond soit aprs recomposition partir des chantillons d'huile et de gaz pris la sortie du sparateur.

La connaissance de ces caractristiques est fondamentale :

pour dfinir et optimiser au mieux les installations de traitement ncessaire lors de laphase de dveloppement du champs,

pour connatre la valeur marchande des produits ainsi labors.

4.1.2.1 Dans les conditions de rservoir

Les principales caractristiques sont :

la composition prcise du fluide ;

les proprits thermodynamiques, et en particulier :

- la pression de bulle (ou de rose) la temprature de fond,

- la temprature et la pression critique (Tcet Pc),

- le facteur de surcompressibilitZ du gaz dans le rservoir,

- la compressibilitdes diffrentes phases,

- la viscositdes diffrentes phases,


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- le pourcentage de gaz libre en fonction de la pression la temprature de gisement


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4.1.2.2 Aux conditions de surface

Aux conditions de surface, les caractristiques souvent donnes sont les suivantes : caractristiques prcises de l'huile de stockage (API, viscosit en fonction de la

temprature, tension de vapeur REID, pourcentage total de paraffine, ) ;

FVF (Formation Volume Factor) c'est--dire le volume occupdans les conditions degisement par un mtre d'huile de stockage et le gaz dissous correspondant.

4.1.3 Rsultats gisement calculs ou estims partir des informations

recueillies sur site

Pression initiale du rservoir.

Elle est obtenue de deux manires :

- par lecture directe des enregistreurs lors de la fermeture initiale,

- par lecture ou extrapolation de la courbe de remonte de pression lors de la fermeturefinale.

Permabilitde la formation et effet partial (skin factor).

Ces rsultats sont obtenus par interprtation de la remonte de pression (ou de la priodede dbit).

Indice de productivit(pour un puits huile) ou courbe de dlivrabilitet AOFP (pourun puits gaz).

Dans la mesure ol'coulement n'est pas de type permanent l'indice de productivit(IP)ne peut pas tre calculdirectement partir du dbit et des pression mais doit tre dduit

des grandeurs tires de l'interprtation du build-up (

khet S en particulier).

Rayon d'investigation.

Htrogntits du rservoir, limites,

La connaissance de ces lments est fondamentale pour dterminer ou optimiser le profilde production du champs en corrlation avec :

le nombre et la position du puits,

les moyens de production assiste et/ou active mettre en uvre.


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4.2 En conclusion

Un essai de puits est une opration dlicate qui doit tre prpare avec soin afin :

d'obtenir le maximum d'informations sres,

de travailler avec le maximum de scurit.

Le programme doit clairement dfinir les objectifs de l'essai et tablir un ordre de prioritafin d'avoir recueilli les informations principales mme si il se rvlait impossible de mener leprogramme d'essai jusqu'sa fin.

Il faut noter toutes les informations relatives au droulement effectif de l'essai (enparticulier l'habillage des diagrammes doit tre fait sur le chantier dans la foule del'opration).

De nombreuses personnes (reprsentants de diffrentes entits du matre d'uvre,personnel du contracteur de forage, personnel d'une ou de plusieurs socits de servicesspcialises) sont impliques dans le droulement d'un essai de puits. Il est donc fondamentalde bien dfinir :

les objectifs principaux,

la tche et la responsabilitde chacun.


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FIGURES


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Les essais de puits


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Les essais de puits

FIG. 1 : Types de test

a : EN TROU OUVERT b : "BARE FOOT"

c : EN TROU CUVEL d : SLECTIF : stradde test!tr# #$ert # c#$e%&


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Les essais de puits

FIG. ' : C(psa)ts de base

d*#)e +ar),t#re de test !1-'&

!a&

!b& !c&


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Les essais de puits

FIG. ' : C(psa)ts de base

d*#)e +ar),t#re de test !'-'&

!d&

!e&


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Les essais de puits

FIG. : Gar),t#re typ,/#e de test e) tr# #$ert

a$ec tester (%ca),/#e 0FE

!0FE : 0#t,2F3 E$a#atr&%/#,pe(e)t Sc4#(ber+er


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Les essais de puits

FIG. 5 : BOBTAIL6AC7ER

%/#,pe(e)t Sc4#(ber+er


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Les essais de puits

FIG. 8 : 0FE!0#t,2F3 E$a#atr&



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Les essais de puits

FIG. 9 : Gar),t#re typ,/#e de test e) tr# c#$e%

a$ec tester p%r% par a press,) a))#a,re 6CT

!6CT : 6ress#re C)tred Tester&%/#,pe(e)t Sc4#(ber+er


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Les essais de puits

FIG. : 6OSITEST 6AC7ER



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Les essais de puits

FIG. ; : FB 6CT!F# Bre 6ress#re C)tred Tester&



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Les essais de puits

FIG. < : Test = part,r d*#) s#pprt >tta)t


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Les essais de puits

FIG. 1? : E@ TREE!s#bsea test tree&

L#br,catr Va$e

- Reta,)er Va$e



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Les essais de puits

FIG. 11 : ,sps,t,) d# (at%r,e de s#r>ace!test e) (er = part,r d*#) s#pprt >tta)t&


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Les essais de puits

FIG. 1' : 6ress,)s da)s e p#,ts = c)s,d%rer

6+ press,) de +,se(e)t

64 press,) 4ydrstat,/#e eDerc%e par e >#,de de >ra+e # dec(p%t,)

6c press,) d#e a# c#ss,) de ,/#,de pac% !rs de a desce)te de a+ar),t#re& a#2dess#s d# tester e) ps,t,) >er(%e

6> press,) e) >)d de p#,ts a# c#rs d# test


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Les essais de puits

FIG. 1 : %r#e(e)t d*#) test de c#rte d#r%e!cas d*#) c#ss,) part,e&

descente de la garniture de test et ancrage du packer

pr-dbit (tester ouvert)

fermeture initiale (tester ferm)

pression initiale (pression vierge)

dbit principal (tester ouvert)

fermeture finale (tester ferm)

build-up

P*,E4

, S

desancrage du packer et remonte de la garniture de test ; pour cela :

- ouverture de la vanne d'galisation et squeeze par l'annulaire

- ouverture du dispositif de circulation inverse et circulation


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Les essais de puits

FIG. 15 : %r#e(e)t d*#) test = 4#,e de )+#e d#r%e!cas d*#) c#ss,) #s/#*e) s#r>ace&

dgorgement de puits

fermeture initiale, descente des outils pour la lecture en surface

dbit principal (draw down)

fermeture pour enregistrement du build-up

dbit rduit pour chantillonnage


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Les essais de puits

FIG. 18 : %r#e(e)t d*#) test = +a,)>#e)ce d# d%b,t s#r *e>>et part,a

S* S H /


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Les essais de puits

FIG. 19 : %r#e(e)t d*#) test = +aBac press#re test

dgorgement

fermeture initiale priode de dbit :

- quatre dbits diffrents et stabiliss

- chacun suffisamment long pour atteindre le rgime pseudo-permanent

fermeture finale


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Les essais de puits

FIG. 1 : %r#e(e)t d*#) test = +aTest ,sc4r)e

dgorgement

fermeture initiale

priode isochrone :

- quatre dbits de dure gale

- dbit final prolongjusqu'atteindre le rgime pseudo-permanent

- fermetures entre deux dbits conscutifs suffisamment longues pour avoir

recompression jusqu'la pression initiale

fermeture finale


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Les essais de puits

FIG. 1; : %r#e(e)t d*#) test = +aTest ,sc4r)e (d,>,%

dgorgement

fermeture initiale

priode isochrone modifie :

- quatre dbits de dure gale

- dbit final prolongjusqu'atteindre le rgime pseudo-permanent

- fermetures entre deux dbits conscutifs gales chaque temps de dbit

fermeture finale


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Les essais de puits

Documents

Essais Des Puits - Objectifs, Matériel, Déroulem