Les Hydrocarbures de l’extrême - Ecritel Groupjdp.ecritel.net/Presentations/documents/Atelier_10/2_J-M...Journées annuelles du Pétrole Les 21 et 22 octobre 2008 - Paris, Palais

Journées Annuelles du PétroleLes 21 et 22 octobre 2008 - Paris, Palais des Congrès, Porte Maillot

Les Hydrocarbures de l’extrême

Journées Annuelles du PétroleLes 21 et 22 octobre 2008 - Paris, Palais des Congrès, Porte Maillot

Nouvelles LWD technologies destinées à optimiser la production de puits forés dans des conditions extrêmes

Jean-Michel DENICHOU

Schlumberger

Journées annuelles du PétroleLes 21 et 22 octobre 2008 - Paris, Palais des Congrès, Porte MaillotLes Hydrocarbures de l’extrême

Deux records du monde…

1) Sakhalin:38,322ft (11,680m)

2) Qatar: 40,320ft (12,289m) avec 35,770ft (10,902m) de drain dans

le réservoir.

• Très différents l’un de l’autre:• Longue section dans le réservoir / longue section d’approche• Deux opérateurs, deux compagnies de services différentes• Des motivations diverses: environmentales et ou économiques…


Les forages à long & très long déport

Le double aura été foré en 2008

Les contraintes économiques et environmentales stimulent de tels forages.

Un forage terrestre coûtent moins cher qu’en mer.

Les avancées technologiques ont jusqu’à présent répondues à une demande de l’industrie

Plus de 150 puits avec un rapport de > 2:1 ont étéforés en 2007


Recensement des puits à long & très long déport

Aujourd’hui.

Actuellement en phase de planification

After K&M Technology, L.L.P.-2008


La capacité à forer avec une rotation constante (pas de sliding) permet de:• Minimiser la tortuosité du drain.• Améliorer l’évacuation des débris et de réduire le nombre de passe de

nettoyage.• transmettre le maximum d’énergie à la tête de forage, en minimisant stick &

slip et shock & vibration le long du train de tiges, pour optimiser la vitesse d’avancement.

• Diminuer les risques de coincer l’outil, ou le train de tige, soit mécaniquement, soit par pression différentielle.

• Maintenir la torsion, les frictions et les paramètres hydrauliques dans des valeurs « utiles ».

A contrario, le déploiement des RSS nécessite une capacité de communicationrapide entre la surface et l’outil, pour permettre aux foreurs de modifier les paramètres de fonctionnement afin d’optimiser la trajectoire.

L’apport des Rotary Steerable SystemLes PLD, juste une affaire de foreurs ?


Les PLD, juste une affaire de foreurs ?

Check list de préparation d’un forage à long & très long déport• Logistique de forage – taille des tiges, capacite des pompes, capacite du top drive (Torque), puissance

• Nettoyage du drain - flow rate, flow regime, rotary speed, rheology, sweeps

• Étude de la stabilité du drain - mechanical, chemical, planning and monitoring

• Torque & Drag - well profile issues, mud lubricity, modeling,

• Sélection des outils de forage dirigé - rotary steerable systems, MWD/LWD, near-bit surveying, geo-steering

• Étude de la dynamique du forage - rotary feedback systems, downhole vibration monitoring,

• Optimisation des paramètres de forage - BHA optimization, bit selection, well design

• Stratégie de contrôle du positionnement du drain

• Étude des fluides de forage - lubricity, hole cleaning, rheology

• Performance du train de tige - tension rating, make-up torques, hardfacing, weight

• Cahier des charges de mesures diagraphiques à effectuer – LWD, pipe conveyed, tractors

• Descriptions des opérations de Complétion & de Workover

(Suite)


…Non, car l’interaction avec le contexte géologique foré est fondamentale

Ce qui n’est pas modifiable:• Contraintes In-situ• Propriétés mécaniques des

formations (argiles) • Perméabilité des formations• Pression de pore• stratification & fractures

naturelles des formations

Ce qui est contrôlable…:• Poids et type de boue• déviation et azimut du

puits• Temps d’exposition• Placement du drain• Programme de tubage

Paramètres essentiels à la stabilité d’un forage

… à condition de pouvoir communiquer en temps réel avec les outils !!


Où est l’intérêt de forer des PLD* si…

• La production est insuffisante car limitée par le diamètre du tubage ?

• Il n’est pas possible de placer le drain dans une position optimale ?

• Les plans de développement sont limités par des considérations d’anti-collisions entre puits ?

• Il n’est pas possible de faire les mesures appropriées pour évaluer le réservoir ?

*PLD: puits à Long Déport


Étude préliminaire au forage d’un drain PLD

• Fluides de forage– Programme de boue– Évaluation des possibles

interactions entre boue de forage et formation (Argiles)

– Caractéristiques de la boue (type et salinité)

• trajectoire– Considérations

géomécaniques

• Tubage– Pression de formation– Fractures– Solution alternative

• Développement d’une stratégie de positionnement géologique du drain (Geosteering)

• L’étude prévisionnelle de la stabilité du puits– Définition du poids de boue– Localisation des intervalles potentiellement instables.– identification des risques géologiques– Prévision d’un plan de réaction


Pourquoi contrôler la stabilité du puits en temps réel ?

• Le NPT lié au forage est en moyenne mondialement de 20-22%

• Les événements imprévus ~15% du total des dépenses de forage ~$12 milliards en 2005

• Part des problèmes Geomecaniques:– >70% de ce NPT sont liés à des pbs de stabilité du

puits– 70% au dessus du réservoir– Le nombre de PLD augmente chaque année– A cause de la géométrie de ces puits, le forage

« facile » y est un problème

After Wu Bai Lin, Schlumberger, 2008


Apports des mesures diagraphiques durant le forage

• Pression annulaire et ECD (APWD) - Real time ECD at BHA• Évolution de l’état du drain

– Breakouts et fractures – Image de résistivité Laterolog– Élargissement / effondrement des parois - Ultrasonique caliper

• Évaluation de l’invasion et les interactions formations/fluides – Résistivité.

• Propriétés petro physiques des formations – Sonique & Nucléaire

• Pression de pore – Sonique / Résistivité / FPWD


Exemple de mise en évidence de zone de faiblesse mécanique le long du drain.

After K&M Technology, L.L.P.-2008


Condition de trou d’après le Caliper Ultrasonique



Interaction Formation / fluides de forage

Des comparaisons multi mesures et multi passes permettent d’identifier des interactions lentes entre les fluides de forage et la formation, ainsi que son invasion progressive.

• Fractures naturelles• Diaclasage• Délitage

Breakout dans les argiles @3, 12 & 30 jours



Les outils de mesures durant le forage (Rétrospective)

•Au début était le Gamma Ray…et sa robustesse laissait parfois à désirer…•Cela ne correspond pas aux mesures « au câble »? … mais cela aurait il du?•Certaines mesures « au câble » n’avaient pas d’équivalent durant le forage.

•Pourquoi alors utilisait on ces mesures?– A des fins de corrélations, rien de quantitatif, – comme solution de secours, – pour le placement géologique des drains, – dans le cas de conditions d’acquisitions difficiles…


Aujourd’hui

Gas

Oil

Water

•Gamma ray•Résistivité,(ind. & lat.)•Densité, Neutron•Sonique (principalement Vp)•Résistivité azimutale•Pression de formation•Images, (multiples)•Sismique•Résonance magnétique•Spectroscopie•Sigma


Demain ?

•Sonique indépendamment du type de formation (Vp & Vs)•Échantillonnage des fluides & DFA•Rv/Rh •Résistivité profonde •Imagerie acoustique•Imagerie dans les boues a huile•Nouvelle génération de spectroscopie nucléaire

•Improved telemetry and Wired Pipe


Les défis

•Les puits nécessitent des techniques de modélisation de plus en plus sophistiquées.•Les mesures dans les puits horizontaux doivent être caractérisées et interprétées correctement.•L’interprétation quantitative des mesures durant le forage ne fait que commencer.•Les géo-scientifiques doivent comprendre le modusoperandi des foreurs…• Les mesures durant le forage devraient aussi de plus en plus être utilisées pour l’évaluation des réservoirs, et la géomechanique.


Opportunités

•Une pétrophysique dynamique, pour tirer avantage de la dimension temporelle des mesures•Une prise de décision en ~temps réel•Une nécessaire prise en compte de l’environnement foré et de forage. •Des diamètres d’investigations plus larges.


Conclusions

•Les mesures en cours de forage vont devenir de plus en plus la source légitime de mesure des propriétés des formations dans le cas de forages « extrêmes », car:•Les contraintes économique et environnementales ne cessent d’augmenter.•Les puits fortement déviés et horizontaux sont en augmentation constante (Contribuant à modifier les méthodes de travail)•Une 3eme Génération d’outils caractérisées par une amélioration de la fiabilité et des capacités de mesure.•Les techniques de communications entre les outils et la surface sont de plus en plus performantes.

•Paradoxalement, chaque mètre supplémentaire dans le réservoir devra être gagné à l’autre bout, par l’optimisation des conditions et méthodes de forages des terrains morts (overburden)

Documents

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