FOR01040 - Cimentation d'Une Colonne Perdue Ou Liner

7/25/2019 FOR01040 - Cimentation d'Une Colonne Perdue Ou Liner

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FOR01040

CIMENTATION D'UNE COLONNE PERDUE OU

LINER

Copyright 2005 ENSPM Formation Industrie IFP Training


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SOMMAIRE

1 INTRODUCTION............................................................................................................................5

2 CAS D'UTILISATION....................................................................................................................7

3 MATRIELS UTILISS................................................................................................................ 9

3.1 Equipement spcifique des colonnes suspendues..............................................................................9

3.1.1 Dispositif de suspension (hanger).......................................................................................9

3.1.2 Manchon de pose (setting sleeve ou setting collar)...........................................................10

3.1.3 Sabot..................................................................................................................................12

3.1.4 Anneau de retenue (landing collar)...................................................................................12

3.1.5 Centreurs - Gratteurs.........................................................................................................13

3.1.6 Joint rotatif (swivel)...........................................................................................................13

3.1.7 Equipements annexes........................................................................................................14

3.2 Matriel de pose et de cimentation...................................................................................................15

3.2.1 Outil de pose (setting tool)................................................................................................15

3.2.2 Bouchons de cimentation...................................................................................................15

3.2.3 Tte de cimentation (plug dropping head)........................................................................17

4 CHOIX DES FLUIDES ET DES COULEMENTS..................................................................23

5 PROCDURES.............................................................................................................................. 23

5.1 Prparation........................................................................................................................................23

5.1.1 Rception et contrle de la colonne perdue et de ses quipements.................................. 23

5.1.2 Prassemblage de la tte de la colonne.............................................................................24

5.1.3 Assemblage de l'outil de pose............................................................................................25

5.1.4 Oprations effectuer avant descente de la colonne.........................................................26

5.1.5 Programme de cimentation................................................................................................27

5.2 Descente de la colonne perdue.........................................................................................................28

5.3 Ancrage de la colonne perdue..........................................................................................................29

5.3.1 Ancrage avec suspension mcanique................................................................................ 29

5.3.2 Ancrage avec suspension hydraulique..............................................................................29

5.4 Dvissage de l'outil de pose.............................................................................................................30

5.5 Cimentation et circulation inverse...................................................................................................30


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Cimentation d'une colonne perdue (liner)

1 Introduction

Une colonne perdue ne remonte pas jusqu'la tte de puits, mais sur une hauteur limite, l'intrieur du tubage prcdent. Elle est cimente avec un recouvrement dans le dernier tubage(overlap).

Le but de la cimentation du sommet de la colonne perdue est double :

la sceller mcaniquement dans la colonne prcdente,

garantir l'tanchitentre les deux colonnes.

Pour avoir le maximum de chances d'obtenir une bonne cimentation du sommet de la

colonne perdue, il faut un recouvrement de 80 150 mtres de haut (suivant les diamtresconsidrs).

Par ailleurs, cette colonne constitue souvent la dernire mise en place ; elle est cimente audroit des zones productrices et perfores pour une mise en production slective du puits. Il estdonc important que la cimentation soit de bonne qualitpour permettre d'isoler les diffrentsniveaux du rservoir et de limiter les venues indsirables (eau, gaz) par un annulaire nontanche.

Le tubage de production pourra tre ventuellement raccord au sommet de la colonneperdue par un dispositif prolongateur (tie-back).

Les colonnes perdues remplissent aussi les fonctions assures par un tubage classique.


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FIG1 Liner hanger mcanique FIG2 Liner hanger "rotating"


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2 Cas d'utilisation

La colonne perdue est utilise de prfrence un tubage complet :

afin de limiter les cots dus :

- aux tubes,

- au temps de mise en place (rig time),

- aux lments de la tte de puits,

- la garniture de forage de petit diamtre (garniture mixte),

quand la tte de puits utilise ne permet pas l'ancrage d'une colonne d'un diamtredonn.

La liste de ces cas d'utilisation n'est pas exhaustive. De toute faon la mise en place d'unecolonne perdue rduira en gnral le cot du puits sans pour cela diminuer la qualit del'ouvrage.

Selon le mode d'installation, on distingue deux types de colonnes perdues :

- Colonne pose au fondCette mthode est de moins en moins employ car elle offre peu de scurit. Ellelimite la longueur de la colonne qui sera pose en compression, avec le risque decompromettre les oprations de cimentation malgrun bon centrage des tubes.

- Colonne suspendue

La tendance descendre des tubage de plus en plus longs et de diamtre de plus enplus grand a conduite les matres d'uvre utiliser des colonnes perdues suspenduesdans le tubage djen place dans le puits. Si elle est quipe, d'une rotule (rotatingliner hanger) elle peut tre anime d'un mouvement de rotation pendant la mise enplace du laitier. Actuellement, la plupart des colonnes perdues descendues dans les

puits sont suspendues.


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FIG3 Hangers hydrauliques FIG4 Hangers mcaniques


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3 Matriels utiliss

3.1 Equipement spcifique des colonnes suspendues

3.1.1 Dispositif de suspension (hanger)

Ce dispositif placen tte de la colonne perdue assure la suspension l'intrieur du tubageprcdent.

Les dispositifs de suspension sont de deux types :

mcanique : l'ancrage de la suspension est ralispar manuvre du train de tiges depuisla surface (fig. 4),

hydraulique : l'utilisation d'une suspension commande hydraulique qui ne ncessiteaucun mouvement de la garniture est obligatoire (fig. 3) :

- en puits dvi,

- sur les engins flottants,

- pour ancrer une colonne perdue dans une autre colonne perdue.

Le dispositif de suspension permet :

soit un mouvement de rotation (rotating liner hanger) : l'ancrage est ralisavant la miseen place du laitier et le mouvement rotatif peut tre conservjusqu'la fin de la chasse ;

soit un mouvement alternatif : l'ancrage est ralisen gnral la fin de la circulation,soit avant la fin de la chasse du laitier, suivant le matriel utiliset les recommandationsdu fabricant.

L'ancrage du dispositif en suspension doit tre ralisentre deux joints de tubage. Celui-ci

peuttre

quip

sa partie sup

rieure d'un packer assurant, apr

s l'op

ration de cimentation,l'tanchitde l'annulaire entre la colonne perdue et le tubage prcdent. Mais, il est de loin

prfrable de raliser cette tanchitpar une cimentation du sommet de la colonne, de bonnequalit, en ayant recours, si ncessaire, des injections de laitier sous pressons (squeezes). Sile rsultat n'est pas satisfaisant, ou bien on posera un packer-extension (packer tie-back) audessus du dispositif de suspension, ou bien on gonflera le packer incorporau dispositif desuspension.


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3.1.2 Manchon de pose (setting sleeve ou setting collar)

Ce dispositif vissau-dessus du dispositif de suspension permet le raccordement au trainde tiges grce un outil de pose (setting tool).

La connexion entre le manchon et l'outil de pose se fait par un filetage (genre ACME) gauche ou par un dispositif pouvant comporter une rainure en J, de type "J Slot".

Le manchon de pose peut tre surmont d'une extension permettant de reconnecter au-dessus de la colonne perdue tout dispositif utile l'exploitation du puits. Cette extension, dansle cas d'utilisation d'une colonne suspendue avec packer, assure, aprs ancrage du dispositifde suspension, le gonflement des garnitures de ce packer, soit par application de poids au-

dessus de l'extension, soit par mise en rotation de l'extension.

FIG5 Manchon de pose FIG6 Manchon de pose


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(setting collar) avec packer intgr


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FIG7 Sabots FIG8 Anneau soupageanti-retour

FIG9 Anneau pour liner mcanique FIG10 Anneau pour linera) simple b) soupape hydraulique


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3.1.3 Sabot

Les sabots gnralement utiliss sont les suivants : sabot canal ou bille normalement employpour les tubages,

sabot soupape (set shoe) (fig. 7 droite),

sabot remplissage automatique (fill-up set shoe) (fig. 7 gauche).

Il est souhaitable que le sabot soit muni d'vents latraux de faon pouvoir tablir lacirculation mme si la colonne perdue touche le fond.

Le sabot peut tre doubl d'un anneau de cimentation soupage ou remplissage

automatique.

On n'utilisera pas de sabots ailettes (mtal non reforable) si le forage doit tre poursuivi.

3.1.4 Anneau de retenue (landing collar)

Cet anneau spcial est livr avec le dispositif de suspension et les bouchons decimentation. Il constitue le rceptacle du bouchon de fin de cimentation qui viendra s'ancrerdans un sige reforable.

L'anneau de retenue peut tre compltpar : une soupape anti-retour,

une vanne soupape (flapper valve),

une soupape automatique (fig. 9 b),

un sige jectable pour bille (fig. 10).

Ce sige pour bille est fixpar des goupilles de cisaillement sous le sige d'ancrage dubouchon de fin de cimentation. Avant le dbut de la cimentation, une bille est jete depuis lasurface. Elle vient s'arrter sur un sige spcial : on peut alors tester la colonne perdue unepression dtermine ou/et ancrer les suspensions (cas d'un dispositif hydraulique). Au-deld'une certaine pression, les goupilles sont cisailles, la bille et son sige sont jects vers lebas. La cimentation peut alors commencer.

Pour les colonnes suspendues longues et profondes, il est recommandd'utiliser un sabotautomatique doublpar un anneau automatique placentre ce sabot et l'anneau de retenue.L'impossibilit actuelle d'utiliser un bouchon en tte du laitier conduit une pollution enqueue de celui-ci. Il convient d'en tenir compte pour dfinir la place de l'anneau d'arrt lors del'quipement de la colonne, afin d'viter tout risque de cimentation dfectueuse du sabot.


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3.1.5 Centreurs - Gratteurs

Les colonnes perdues peuvent tre quipes de dispositifs de centrage et de grattageidentiques ceux utiliss dans le cas de cimentation simple ou double tage.

Le centrage des tubes dans le trou est trs important pour la russite de la cimentation.

3.1.6 Joint rotatif (swivel)

Ce dispositif viss sous le dispositif de suspension (hanger) est descendu avec lessuspensions de la colonne commande mcanique. Il permet la rotation du train de tiges et dela suspension au moment de l'ancrage des coins du dispositif de suspension mme si la partieinfrieure de la colonne est coince par la formation. Il doit tre situdans l'espace annulairetubage/colonne perdue et au-dessus du sabot du tubage prcdent afin d'tre correctement

cimentet que, par la suite, toute fuite au niveau de ce joint soit vite.

FIG11 Joint rotatif (swivel)


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3.1.7 Equipements annexes

Lorsque l'tanchitde l'annulaire colonne perdue/tubage prcdent n'est pas satisfaisante,on peut y remdier par l'adjonction des matriels suivants :

dispositifs de raccordement (tie-back) : il vient s'emboter dans la chemise d'extensionsitue au-dessus de la suspension. Il est muni de joints d'tanchitsa base. La partiesuprieure peut tre constitue soit d'un packer surmontd'une chemise d'extension, soitd'une colonne remontant jusqu'en surface et ancre dans la tte de puits (fig. 12).

rceptacle avec partie creuse polie (polish bore receptacle : P.B.R.) : c'est une longuechemise destine recevoir une extension d'une colonne de production.

FIG12 Dispositifs de raccordement (tie-back receptables)


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3.2 Matriel de pose et de cimentation

3.2.1 Outil de pose (setting tool)

C'est le lien entre le manchon de pose (setting sleeve) et le train de tiges de forage qui sera

la descente de la colonne perdue. L'outil de pose possde un crou rainurgros pas gauche ou bien un systme de rainure en J.

Il possde les fonctions suivantes :

supporter le poids de la colonne,

assurer l'ancrage du dispositif de suspension et le gonflage du packer pour les mod lesmcaniques,

faire tanchitentre l'intrieur de la colonne et l'intrieur des tiges de forage au moyende coupelles d'tanchit(swab cups) ou bien de garnitures (packings) en chevrons, ouencore d'une canule lisse engage dans une vanne soupape (slick stinger/flapper valve)(fig. 13),

fournir un point d'attache pour le bouchon racleur de cimentation (wiper plug) dans le

cas d'un outil de pose avec coupelles d'tanchit.

3.2.2 Bouchons de cimentation

Le matriel de cimentation des colonnes perdues traditionnelles ne comprend pas debouchon de cimentation en tte du laitier (bottom plug). On utilise seulement un bouchon dequeue, composde deux lments : le bouchon racleur ou wiper plug (fig.14) qui reoit lebouchon pompdans les tiges avant le dbut de chasse ou pump-down plug (fig. 15).

a) Bouchon racleur de colonne perdue (liner wiper plug)

Il est descendu l'extrmit de l'outil de pose (setting tool) sous les dispositifsd'tanchit. Il est creux afin de permettre la circulation de la boue et l'injection du laitier. Ilest dconnect de la canule de l'outil de pose ou de son manchon spcial dans la colonneperdue, par cisaillement de goupilles lorsque le bouchon pompen fin d'injection du laitier(pump-down plug) vient s'y ancrer.

Ce bouchon assure la sparation entre le laitier et la boue ; la fin de la chasse, il vient seplacer sur l'anneau et reste solidaire de ce dernier grce un systme de retenue (latch).


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FIG13 Outils de pose avec canule,

tanch

its retirables ou non et coupelles

FIG14 Bouchon pour liner FIG15 Bouchon pour tiges

(liner wiper plug) (pump down plug)


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b) Bouchon pompdans lest tiges (pump-down plug)

Il est adaptchaque garniture de tiges, tant envoyl'intrieur de celle-ci, la fin del'injection de laitier (donc avant le dbut de la chasse) depuis la tte de cimentation (plugdropping head). Lorsqu'il arrive sur le bouchon racler (wiper plug), il se solidarise cedernier par un systme de retenue (latch) et obstrue de faon tanche le passage intrieur.

3.2.3 Tte de cimentation (plug dropping head)

Elle est visse sur le train de tiges ; elle contient le bouchon qui doit tre pomptraversles tiges avant la chasse (pump-down plug) et, ventuellement, une bille de mise en pression(dans le cas d'un dispositif de suspension hydraulique).

A la base de la tte de cimentation, un raccord tmoin optionnel (flag sub), permet des'assurer un dpart effectif du bouchon pomper travers les tiges.

FIG16 Ttes de cimentation


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3.3 Tableau rsumdes principaux quipements standards

quipement standard de la colonne perdue

Colonne perdue sans packer Colonne perdue avec packer

Manchon de pse (setting sleeve)

avec extension (tie-back)

sans extension (tie-back)

Packer de colonne perdue (line packer)

avec extension (tie-back), permettant le

gonflement du packer soit par mise en

rotation, soit par application de poids. Les

filetages de connexion l'outil de posefont partie du packer

tanchitde l'outil de pose : canule/vanne soupape ou coupelles

tanchitde l'outil de pose : canule/vanne soupape ou coupellesNota :

La vanne soupape peut faire partie du packer

Systme de suspension :mcaniquehydraulique

Systme de suspension :mcaniquehydraulique

Joint rotatif (swivel) : dans le cas d'une

suspension mcaniqueJoint rotatif (swivel) : dans le cas d'une

suspension mcanique

Manchon support le bouchon racleur (wiperplug holder sub) : uniquement avec

utilisation de la canule/vanne soupape ; sitanchitpar coupelles, le bouchon racleurest retenu au bout de l'outil de pose par des

goupilles.

Manchon support le bouchon racleur (wiperplug holder sub) : uniquement avec

utilisation de la canule/vanne soupape ; sitanchitpar coupelles, le bouchon racleurest retenu au bout de l'outil de pose par des

goupilles.

Anneau de retenue (landing collar) : anneau

recevant les bouchons venant s'ancrer en fin

de chasse dans un sige reforable.

Anneau de retenue (landing collar) : anneau

recevant les bouchons venant s'ancrer en fin

de chasse dans un sige reforable.Sige de bille sparable (shear-out landing

sub) : sige sur lequel vient se placer unebille de faon accrotre la pression pourancrer les suspension dans le cas d'une

suspension hydraulique.

Sige de bille sparable (shear-out landing

sub) : sige sur lequel vient se placer unebille de faon accrotre la pression pourancrer les suspension dans le cas d'une

suspension hydraulique.

Collecteur de bille (ball catcher) plaque trous rcuprant la bille initialement placedans le sige sparable et dont elle est jecteaprs l'ancrage hydraulique.

Collecteur de bille (ball catcher) plaque trous rcuprant la bille initialement placedans le sige sparable et dont elle est jecteaprs l'ancrage hydraulique.

Sabots : vents latraux, de prfrence. Sabots : vents latraux, de prfrence.Bouchon racleur (wiper plug) et bouchon

pomptravers les tiges (pump-down plug).Bouchon racleur (wiper plug) et bouchon

pomptravers les tiges (pump-down plug).


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FIG17 Liner hanger hydraulique FIG18 Exemples de connections

complet avec les quipements de tie-back sur le rceptacle dude pose et de cimentation setting collar


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FIG19 Exemples d'utilisations de liner hangers


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3.4 Comparaison des avantages et des inconvnients des systmes

d'tanch

itsur l'outil de pose

3.4.1 Outil de pose avec coupelle

Avantages

- Pas de reforage de la vanne soupape ou du pack off bushing

- Manipulation aise

Inconvnients

- Contient la pression seulement dans un sens

- tanche seulement faible pression et temprature

- Expose une grande surface induisant une forte pousse due la contre-pression en finde chasse

3.4.2 Outil de pose avec canule et vanne soupape ou du pack off bushing

Avantages

- tanche dans les deux sens

- tanche hautes temprature et pression (joint MOLYGLASS enserrant la canule)

- Expose une petite surface (ex. : la contre-pousse est de 70 kN avec la canule et de127 kN avec les coupelles, pour une mme pression de 14 Mpa (140 bar) et une mmecolonne perdue 7" 29 lb/ft)

- La vanne soupape se ferme automatiquement quand on retire la canule

Inconvnients

- Reforage de la vanne soupape ou du pack off bushing


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4 Choix des fluides et des coulements

La cimentation d'une colonne perdue impose, en plus des diffrents choix etdterminations faits pour la cimentation d'une colonne, des prcautions spcifiques.

La boue sera traite, colonne perdue au fond, pour obtenir la fluiditoptimale.Le fluide intermdiaire de tte obit aux rgles dj nonces pour les cimentations

simple tage.Le fluide intermdiaire de queue doit se trouver, en fin de chasse de part et d'autre de la

connexion entre le train de pose et la tte de colonne perdue. Ses caractristiques chimiquesdoivent tre adaptes au laitier.

Le volume doit tre tel que la circulation inverse puisse se faire aprs dconnexion sansque le laitier soit en contact avec la boue.Pour le laitier, les quantits tant faibles, la totalit du volume pourra tre fabrique et

homognise en surface. L'eau libre du laitier doit tre faible (< 1 %).La dtermination du dbit de remonte du laitier dans le dcouvert doit tre trs

soigneusement tablie.

5 Procdures

5.1 Prparation

En ce qui concerne les prcautions prendre ainsi que le contrle du matriel decimentation et des stocks de produits, on se reportera aux recommandations relatives lacimentation des colonnes prcdemment considres.

Les points noncs ci-aprs sont toutefois noter.

5.1.1 Rception et contrle de la colonne perdue et de ses quipements

Les diffrents quipements seront prsents dans leur ordre de montage pour vrifier qu'ilssont bien complets et que les filetages sont bien compatibles.

On vrifiera :

le diamtre intrieur et la longueur de chaque lment,

le packer (il doit tre en parfait tat),


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le diamtre du bouchon racleur du tubage (liner wiper plug) qui doit tre gal audiamtre intrieur de la colonne et celui du bouchon pompdans les tiges (pump-downplug) qui doit tre gal au diamtre intrieur de celles-ci,

la compatibilitdes deux bouchons,

la compatibilitdu bonchon racleur avec l'anneau de retenue (landing collar)

le nez du bouchon pomp,

Nota : Il importe de ne jamais essayer d'introduire le bouchon pompdans les tiges,dans le bouchon racleur, ni ce dernier dans l'anneau de retenue : il ne serait plus possible

de les sparer.

dans le cas d'une suspension hydraulique, le diamtre de la bille qui doit passer dans lesquipements, mais ne pas traverser le collecteur (ball catcher),

dans le cas d'une suspension mcanique, le joint rotatif,

les coins de la suspension en les actionnant (ils doivent tre en bon tat)

la compatibilitde la suspension avec le poids de la colonne suspendre,

l'extension (tie-back) qui tre en bon tat,

sur l'outil de pose :

- la canule (elle doit tre lisse et chaufreine, on le mesurera),

- les filetages (ils doivent tre en bon tat, on les graissera),

- le diamtre des coupelles,

on fera un croquis cotde l'ensemble outil de pose/packer/suspension.

5.1.2 Prassemblage de la tte de la colonne

Ceci est normalement effectulatelier de la compagnie de service par des techniciensspcialiss. Pour mmoire et dune manire trs simplifie nous pouvons noter deux grandscas de prassemblage :

a) Outil de pose avec canule et vanne soupape

L'extension permettant le gonflement des garnitures, fait partie du packer.

Placer le bouchon racleur dans son support (wiper plug holder) qui sera connectlacolonne perdue

Visser le joint rotatif (swivel) dans le cas d'une suspension ancrage mcanique

Visser le dispositif de suspension hydraulique ou mcanique (hanger)

Monter la vanne soupape (flapper valve) sur le dispositif de suspension

Monter le manchon de pose (setting sleeve)


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S'il existe un packer :

- le visser sur le dispositif de suspension,

- monter la vanne soupape (flapper valve) sauf si elle se trouve djl'intrieur dupacker

L'extension, permettant le gonflement des garnitures, fait partie du packer.

b) Outil de pose avec coupelles

Le bouchon racleur, dans ce cas, sera fixplus tard la base de l'outil de pose, par desgoupilles de cisaillement.

S'il existe une rduction de raccordement la colonne perdue, visser dessus :

- ou le joint rotatif (swivel) et le dispositif de suspension hydraulique

- ou le dispositif de suspension hydraulique.

Gnralement, le swivel ou le liner hanger hydraulique seront directement visses sur lemanchon du dernier tube du liner

Monter le manchon de pose (setting sleeve)

S'il existe un packer, le visser sur dispositif de suspension (l'extension permettant le

gonflement des garnitures fait partie du packer).

Remarque : Prcautions prendre- quel que soit l'outil de pose, on engagera les cls seulement sous le packer,

l'extension tant fragique,- on veillera ne pas endommager la chemise hydraulique, dans le cas d'un

dispositif de suspension hydraulique

5.1.3 Assemblage de l'outil de pose

Ceci est aussi effectu latelier de la compagnie de service par des techniciensspcialiss.

Si l'outil de pose est quipd'une canule lisse, sa longueur sera ajuste de telle faon queson extrmit vienne se placer, aprs installation, environ 30 cm du raccord portant lebouchon racleur (wiper plug holder sub). Dans certains types de matriel le liner wiper plugsera positionnen bout et fixavec des goupilles de cisaillement

Si l'outil de pose possde des coupelles, le liner wiper plug sera positionnen bout et fixavec des goupilles de cisaillement.

Dune manire gnrale loutil de pose est vissdans le setting collar ou manchon de pose

puis bloqulgrement.


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5.1.4 Oprations effectuer avant descente de la colonne

On s'assurera que toutes les dimensions de l'quipement de la colonne et du matriel depose ont treleves (diamtres intrieurs, extrieurs, longueurs).

De mme que pour les autres tubages, les quipements de la colonne seront visss lagraisse sur leurs tubes respectifs, en contrlant le couple appliqu. Ils seront ensuitedvisss, nettoys et enduits de "Backerlock" avant d'tre revisss au couple ncessaire.

Il s'agit :

- du sabot,

- du rcepteur de bille (ball catcher) si l'ancrage est hydraulique,

- du raccord de retenue (shear-out landing sub),

- de l'anneau de retenue (landing collar).

La tte de cimentation (plug dropping head) sera ouverte pour vrification et les vannesseront actionnes.

Le bouchon pomper dans les tiges (pump-down plug) y sera introduit dans la tte decimentation. On vrifiera au pralable que le systme de retenue est en position ferme.

Avant le dernier contrle de trou, on assurera la manoeuvre des gratteurs (scrappers) l'intrieur de la colonne prcdente, dans la zone d'ancrage du dispositif de suspension(hanger) et du packer.

On s'assurera que les tiges de forage, ainsi que les tiges courtes ou autres qui serviront la descente et la cimentation de la colonne perdue ont tbien calibres.

Les tool-joints devront tre rebloqus la dernire remonte.

La garniture de descente sera calcule et ajuste de telle manire que :

- le dispositif de suspension soit au milieu d'un tube,

- la tte de cimentation soit 1.5 ou 2 m de la table de rotation.

Dans le cas d'un systme de suspension mcanique, le joint rotatif (swivel) doitimprativement se trouver dans l'annulaire tubage prcdent / colonne perdue pour viter lesproblmes ultrieurs d'tanchit. On tiendra compte, ventuellement, de la qualit de la

cimentation du tubage prcdent au droit de la zone d'ancrage de la suspension;

Dans certains cas particuliers, un joint de circulation peut tre intgrdans la garniture, au-dessus de l'outil de pose, pour assurer son remplissage automatique ou pour permettre de

raliser une circulation. Ce joint dit videmment tre en parfait tat afin d'viter toute fuite.

On peut placer un joint coulissant au-dessus de l'outil de pose pour faciliter les op rationsd'ancrage.

Avant descente de la colonne, les garnitures d'obturateurs seront changes et testes, si lalongueur de la colonne perdue est importante. Dans le cas contraire, l'obturateur diaphragme(Hydril) assurera une scuritsuffisante.


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5.1.5 Programme de cimentation

On se reportera aux recommandations toujours valables, mentionnes pour la cimentationsimple et double tage. On notera toutefois les points suivants :

Si les bacs de mlange (recirculating mixing tank - R.C.M.T.) sont recommander pourles cimentations habituelles, leur utilisation devrait tre systmatique pour lescimentations de colonnes perdues. La meilleure mthode consisterait prparer latotalitdu laitier avant injection, ce qui est souvent possible avec les petits volumes misen jeu dans les cimentations de colonnes perdues.

Le laitier sera brassjusqu'obtenir une homognit quasi-parfaite et approcher lescaractristiques obtenues au laboratoire.

Dans le cas de prparation de laitiers labors (par exemple, avec hmatite ou allgeantde type LITEFIL), les caractristiques devront tre contrles avec l'injection. Si les

rsultats ne sont pas satisfaisants, le laitier devra tre liminet une nouvelle fabricationsera effectue.

Particulirement pour les cimentations haute et moyenne temprature, la densitseraaussi proche que possible de la valeur prvue par le programme. Elle seraventuellement ajuste pendant l'homognisation par addition d'eau ou de ciment.Dans certains cas, en effet, l'exprience montre qu'une variation de densitde 0.03 (3points) peut entraner une modification du temps de pompabilitallant jusqu'1 heure.

S'il existe une forte incompatibilitentre la boue et le laitier, on utilisera non seulementun fluide intermdiaire (spacer) de tte, mais aussi un fluide intermdiaire de queue.Celui-ci, en fin de chasse, devra couvrir la connexion train de pose/tte de la colonneperdue. Lors de la circulation inverse de l'excs de laitier, ce dernier se trouvera aucontact du fluide intermdiaire et non de la boue.

La mise en oeuvre d'un excs de laitier est uniquement lie la gomtrieventuellement irrgulire du dcouvert. Le volume de laitier correspondra la somme :

- du volume de l'annulaire dcouvert/colonne perdue, calcull'aide de la diagraphieB.G.T.,

- du volume de l'annulaire tubage prcdent / colonne perdue (overlap), correspondantune hauteur de 80 150 m,

- du volume intrieur du liner, compris entre le sabot et l'anneau de retenue. La hauteur de laitier remontant dans l'annulaire tubage/colonne perdue sera calcule en

fonction du gradient de craquage de la formation (en tenant compte de la densitquivalente la fin du dplacement et pendant la circulation inverse).

Le conditionnement de la boue aura lieu lorsque la colonne perdue sera en place, avant

ancrage de la suspension (aprs ancrage, il y aurait restriction du passage de boue).Dans tous les cas, on s'assurera, avant de pomper le laitier, que le puits est propre, que le

bouchon de gaz ventuel a t vacu et que le fond gazeux est compatible avec lesimpratifs de scurit.


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5.2 Descente de la colonne perdue

Noter le poids du moufle seul (m).

Descendre la colonne perdue en la remplissant aprs introduction de chaque tube et enserrant toutes les connexions au couple voulu.

Visser et bloquer (en vrifiant le blocage) l'ensemble manchon de pose/dispositif desuspension (setting sleeve/hanger) ou packer/dispositif de suspension.

Vrifier le vissage gauche de l'outil de pose.

Reprendre avec le moufle, l'ensemble dispositif de suspension / outil de pose / colonne

et noter le poids (Pe). En dduire le poids de la colonne dans la boue : Pliner = Pe Pm.

Effectuer toute la descente avec prcaution et en respectant les rgles djtablies pourles cimentations primaires.

En particulier :

- Mettre en place la tte de circulation pour achever le remplissage de la colonne perdueet pour vrifier que le dplacement du fluide se fait librement. La pression ne devra

jamais atteindre la valeur utilise pour l'ancrage de la suspension (hydraulique) ou desE.C.P. Noter, ventuellement, les pertes de charge au dbit considr.

- viter de faire tourner la garniture au blocage des tool-joints. S'il s'agit d'unesuspension mcanique, utiliser deux cls et verrouiller la table.

- Veillez particulirement au passage du dispositif de suspension (et E.C.P.) dans lesobturateurs, la suspension de fond de mer (mud line suspension) ou la D.V. du tubage

prcdent.

- Respecter la vitesse maximum de descente autorise ( calculer) pour viter lessurpressions nfastes pour le point fragile.

- Remplir la garniture tous les trois longueurs.

- Lorsque l'extrmit de la colonne perdue se trouvera au niveau du sabot du tubageprcdent, tablir la circulation et dplacer au moins le volume intrieur de fluidepour vacuer le bouchon d'air (ne jamais atteindre la pression d'ancrage du dispositifde suspension ou des E.C.P.).

Continuer la descente et ajuster la garniture de faon ce que le premier manchon detiges soit, au maximum, 2 m au-dessus de la table. Descendre le dernier tube aveccirculation.

Lorsque la colonne perdue est en place, noter le poids de l'ensemble en remontant (Ph)

et en redescendant (Pb) la garniture :

SoitPb Ph

E2

+=

Calculer le poids des tiges dans la boue :

Pt = E Pe


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5.3 Ancrage de la colonne perdue

Si un mouvement rotatif est prvu, on pourra ancrer la colonne (rotating liner hanger)puis la faire tourner pendant la circulation jusqu'la fin de la cimentation.

Si un mouvement alternatif est appliqu, il conviendra d'ancrer la suspension en fin decirculation ou avant la fin du dplacement du laitier (en gnral, par scurit, onprfrera raliser l'ancrage avant l'injection du laitier).

Si la cimentation doit tre faite au droit d'une zone gaz, le mouvement alternatif n'auralieu que pendant la circulation.

Si aucun mouvement n'est appliqu la colonne, l'ancrage aura lieu en fin decirculation.

La suite des oprations est donne ci-aprs.

- Monter la tte de circulation et tester les lignes ; prvoir une longueur de flexiblescompatible avec les mouvements appliquer.

- Remonter la colonne perdue de 2 m au-dessus de la cote thorique de pose et dplacerpar circulation au moins son volume intrieur augmentde celui des tiges. La pressionne devra jamais tre suffisante pour ancrer la suspension hydraulique;

5.3.1 Ancrage avec suspension mcanique

- Poser sur cales.

- Tourner un tour gauche, puis maintenir la garniture avec une cl(les lames rigides

de centrage appliques sur l'intrieur du tubage prcdent ciment empchentl'ensemble de la colonne perdue de tourner ; seul tourne le joint rotatif ou swivel).

- Dgager lentement et retirer les cales

- Relcher pour ancrer les coins de la suspension

- Relcher le poids de la colonne pour vrifier que l'ancrage a bien eu lieu et poser unpoids de 100 150 kN (10 15 tonnes). Les coins de suspension (slips) doivents'ancrer aprs une descente de 50 cm. Sinon recommencer l'opration.

5.3.2 Ancrage avec suspension hydraulique- Jeter la bille et attendre le temps ncessaire pour qu'elle atteigne son sige (vitesse de

chute : environ 150 m/min). Ne pas pomper pendant la chute.

- Une fois la bille place sur son sige, accrotre la pression jusqu'1200 1400 psi etposer le poids de la colonne augmentde 10 15 tonnes. Si la suspension n'est pasancre, refaire autant d'essais que ncessaire en accroissant, chaque fois, la pressionde 200 psi en ne dpassant jamais 2000 psi..

- Une fois la suspension ancre, augmenter la pression 2600 2800 psi pour jecter labille aprs cisaillement des goupilles de retenue. Cette bille sera rcupre par le

rcepteur (ball catcher).


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Note: La pression appliquer dpend du matriel utilis.

5.4 Dvissage de l'outil de pose

Dans les cas de mouvement rotatif (pendant la circulation et la cimentation) ou de

mouvement alternatif (ancrage la fin de la circulation ou juste avant la fin du dplacement),on dvissera l'outil de pose la fin du dplacement.

Si aucun mouvement de la colonne n'est prvu, le dvissage de l'outil de pose aura lieuaprs ancrage, avant la cimentation.

Pour dvisser l'outil de pose :

- mettre le point neutre au niveau du setting tool ou un peu en dessous,- tourner dune dizaine de tours droite (contrler les retours de la table),

- dgager d'un mtre pour vrifier qu'on a bien perdu le poids de la colonne ; si ce n'estpar le cas, revenir au point neutre, ajouter 2 tours droite, dgager et vrifier le poidsperdu,

- dans le cas d'un packer mcanique, veiller ne pas mettre l'crou suprieur de l'outilde pose en bute (vrifier le nombre de tours), ce qui aura pour effet de gonflerprmaturment le packer, et veiller laisser la canule engage dans la vanne soupape (flapper valve).

5.5 Cimentation et circulation inverse

Seffectuent gnralement liner ancr, setting tool dviss et avec quelques tonnes sur lesslips de suspension

La boue du puits a ttraite et homognise auparavant

Utiliser une longueur de flexibles compatible avec les mouvements de colonne prvus etla circulation inverse.

Monter la tte de cimentation quipe du bouchon pomper travers les tiges (pump-down plug).

Connecter la ligne de cimentation et la tester

Si l'outil de pose a t dviss avant le dplacement, poser sur les coins le poidsconseillpar le constructeur (de 5 15 t suivant les diamtres) pour bien maintenir leliner en place et contre-balancer l'effet de contre-pression pendant le dplacement.Normalement le poids rsiduel est calculen fonction de la pousse d'Archimde, laitieren place.

Pomper le fluide intermdiaire (spacer) de tte.


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Gcher et pomper le laitier. Larguer le bouchon travers les tiges (pump-down plug).Ne garder ouverte que la ligne suprieure. S'assurer du dpart du bouchon (tmoin).

Pomper le premier volume de la boue de dplacement. Ce volume sera tel que le fluide

intermdiaire de queue (voir ci-aprs) couvre la connexion train de pose/tte de lacolonne perdue.

Pomper le fluide intermdiaire (spacer) de queue.

Pomper la boue de dplacement au dbit prvue.

Pendant le dplacement, vrifier la pression et le poids au crochet.

Ralentir le dbit de chasse lorsque le bouchon larguaprs pompage du laitier approchedu bouchon racleur (wiper plug) pour observer le premier -coup de pression (environ300 psi) correspondant au cisaillement des goupilles le retenant. Bien noter le nombre

de coups de pompe.

Continuer dplacer au dbit prvu jusqu' l'-coup de pression final. Maintenir lapression pendant 10 minutes avant la purge. Vrifier qu'il n'y a pas de retour de laitierdans la colonne.

S'il n'y a pas d'-coup de pression en fin de dplacement, arrter ce dernier au volumethorique prvu. Le premier -coup (dpart du liner wiper plug) permet de se recaler.

Effectuer le bilan des volumes (avant et aprs la cimentation compte tenu des volumesinjects de fluide intermdiaire et de laitier).

Si on n'a pas notde pertes ou si celles-ci sont suffisamment faibles pour que du laitier

subsiste au-dessus de la tte de la colonne perdue, on reviendra au point neutre pourgonfler le packer (dans le cas oancrage et dvissage de l'outil de pose sont djeulieu).

Si on a notdes pertes, on ne gonflera pas le packer pour se mnager la possibilitderestaurer la cimentation. Si on veut tablir une circulation avant de remonter la garniturede pose, l'opration sera effectue en direct pour viter les surpressions dans l'annulaire(tenir compte du temps de pompabilit).

Aprs gonflage du packer, dgager de 4 5 m pour tablir une circulation inversepassant juste au-dessus de la tte de la colonne perdue.

Pendant la circulation inverse, contrler les fluides de retour (laitier, fluideintermdiaire) tant en qualitqu'en quantit.

Remarque : Dans le cas d'une colonne perdue sans packer, on mise uniquement sur l'excsde ciment pour obtenir l'tanchitla tte de celle-ci.

Documents

FOR01040 - Cimentation d'Une Colonne Perdue Ou Liner