Universit de Kinshasa Facult de Ptrole et Gaz

Anne Acadmique 2011-2012

Travaux Pratiques de Forage

Ptrolier lusage des tudiants de troisime Graduat Ptrole

et Gaz

Assistant Lvesque Makuku

Forage Ptrolier

Partie I. Principales oprations de forage Partie II. Principes du contrle des venues Partie III. Boue de forage Partie IV. Rappels sur la notion de diagraphies Partie V. Exercices

Partie I. Principales oprations de forage

Forage

Lajout de tige

La manoeuvre

Le Tubage

Le Montage de la tte de puits

Completion

Forage Introduction

Lorsque lon a repr un rservoir potentiel souterrain par des mthodes de surface, gologiques et gophysiques; il faut en tudier les qualits.

Les qualits qui conditionnent le rendement potentiel dun rservoir(aquifre ou ptrolier) sont:

- Son volume

- Sa porosit

- Son taux de saturation

- Sa permabilit,

- Et diffrents fluides quil renferme (huile, gaz, eau).

La premire approche de contrle de ces qualits consiste faire le Forage .

Dfinition: Une cavit, approximativement tubulaire, ayant un diamtre nominal dfini par loutil de forage.

- Cest une opration de base ayant moins de Personnel et seul le Chef de poste oeuvre aux commandes du treuil(Martin Decker).

- La table de rotation tourne et entraine loutil de forage par lintermediaire de lensemble de la garniture de forage et de la tige dentrainement.

- Le Chef de poste contrle et rgule la descente du crochet de forage par action sur le frein de la commande,

Diffrentes parties dun appareil de forage

Lajout de tige Lorsque loutil a for une longueur de tige (30 feet= 9m),

il faut rallonger la garniture de forage dautant en vissant sous la tige dentrainement une tige de forage.

- Pendant le forage les ouvriers de la plate-forme ont plac une tige dans un fourreau appelee Mouse-hole situ proximit de la table de rotation,

- Le chef de poste embraye le treuil pour soulever la garniture jusqu la premiere tige de forage sous la tige dentrainement. Les sondeurs mettent les cales, la tige dentrainement peut-tre devisse car la garniture est alors suspendue sur la table de rotation.

- Naturellement, la circulation de boue est alors arrete.

- Les sondeurs prsentent la tige dentrainement sur le filetage femelle de la tige mise en place dans le mouse-hole. Les vissage et blocage sont effectus sur le mouse-hole.

- En actionnant le treuil, le Chef de poste soulve lensemble tige dentrainement et tige de forage. Le vissage et le blocage de la nouvelle tige sur la garniture tant faits, le Chef de poste remet la circulation du fluide de forage.

- Le foreur positionne le carr dentrainement de la Kelly dans la table de rotation et le forage peut reprendre.

Calcul de premire profondeur(P)

P= (Lo+Lm+Lt+Lk) H

0:

Lo, la longueur de loutil,

Lm, longueur de la masse tige,

Lt, longueur de la premire tige de forage,

H, la hauteur de la table de rotation

LK, la longueur de la tige de Kelly

La manoeuvre

- Lorsque loutil est us ou lorsque lon atteint la profondeur souhaite, il faut remonter la totalit de la garniture soit pour changer loutil soit pour descendre les tubes casing,

- La premire opration est de dcrocher la tte dinjection du crochet de forage et de ranger dans un fourreau appel Rat-hole lensemble tige dentrainement, tte dinjection toujours relis aux pompes par le flexible,

- Les sondeurs de plancher ferment llevateur sous le tool-joint de la premire tige et le chef de poste manoeuvre le treuil pour soulever la garniture sur une hauteur correspondant trois tiges,

Les cales de vissage et dvissage

- La quatrime tige est coince dans la table par les cales et on devisse cette connexion avec les cls. Un ensemble de trois tiges est alors suspendu llevateur. Les sondeurs de plancher rpoussent lextremit infrieure de cette longueur(stand) pour lappuyer sur un sommier de gerbage (set back), ds que cela est fait laccrocheur qui se trouve sur une passerelle dans la tour, ouvre llevateur, maintient la longueur puis range lextremit superieure de cette mme longueur dans des rateliers. On continue ainsi jusquaux masses-tiges que lon stocke galement verticalement par trois.

- La longueur de gerbage est fonction de la hauteur de la tour. Les plus gros appareils manoeuvrent en triple, les appareils legers en doubles et pour les plus petits en simple.

NB. Il faut remarquer que pendant cette opration, on peut ni tourner la garniture ni circuler. Pour ce faire, il faut reprendre la tige dentrainement hors du rat-hole et revisser sur les tiges.

Tubage - Le forage ayant t accompli la profondeur prevue pour

cette phase, il sagit maintenant de descendre les tubes casing dans le puits.

- Cette opration, perilleuse du fait du faible jeu entre casing et trou et de la quasi impossibilit de mettre en rotation la colonne, consiste en une manoeuvre de descente, cest par circulation directe c-a-d. injection du fluide par lintrieur du tube et retour par lannulaire, que lon mettra en place le ciment dans lannulaire.

Forage (inch)

Tubage (inch)

Profondeur (m)

24

18 5/8

150

17

13 3/8

1000

12

9 5/8

2700

8

7

4500

5

5

5000

Montage de la tte de puits - Lorsquun tubage est en place dans le puits et est

ciment, il est ncessaire de monter divers quipements de suspension, dtancheit sur son extremit suprieure.

- Ces oprations sont manuelles en ttes de puits ariennes. Les quipements de tte de puits permettent galement la mise en place des obturateurs equips de conduites haute pression appelees Kill line et Choke line.

- Une srie de test en pression du casing, des suspensions, des BOP cloture ce montage. Si tout est conforme aux xigences de la scurit, la phase de forage suivante peut alors commencer.

Completion

- Cette opration finale qui succde la mise en place de la dernire colonne de casing (casing de production) consiste descendre dans le puits lquipements de production: Packer, tubing, vanne de scurit, etc.

Les diffrents types de colonnes et leurs rles

A. Tube guide (conductor pipe)

a. Forage terrestre

- Il sagit dune colonne de tubes trs legers(tle roule) ancre dans le sol une profondeur de lordre dune dizaine de mettres. Elle a pour buts de canaliser la boue en debut de forage et dviter laffouillement des terrains meubles en surface. Elle est, le plus souvent, descendue et cimente par les entreprises qui prparent lemplacement et est prolonge par un tube goulotte.

Coupes techniques dun puits phase par phase

b. Forage en mer partir dengins fixes

- Dans ce cas, le tube guide doit traverser la tranche deau. Il est en general battu jusquau refus. Il est constitu dlements de 26, 30 ou 36 de diamtre, ayant une paisseur de 1 et souds au fur et mesure du battage.

C. Forage partir dun engin flottant

Dans ce cas, la succession des oprations pour le demarrage du puits est la suivante:

- Localisation

- Descente dune plaque de base temporaire munie de lignes guides,

- Forage en 36 en circulation perdue,

- Descente et cimentation dun tube conducteur 30 composant sa partie suprieure une structure guide sur laquelle viendront par la suite sadapter: La suspension de tubages et le bloc dobturation de puits prolongs par le tube goulotte(riser).

B. Colonne de surface

- cest la premire vraie colonne de tubes descendue et cimente dans le sondage par les procds habituels de lindustrie du forage ptrolier.

- Objectifs: coffrer les formations peu profondes qui sont assez souvent boulantes, dassurer la fermeture des eaux douces de surface pour empcher leur pollution par la boue de forage, de servir dancrage aux obturateurs et dassise aux dispositifs de suspension des colonnes ulterieures. Bref, soldifier et tancher les puits tous les niveaux

- La longueur de cette colonne varie, suivant les conditions locales, de quelques dizaines plusieurs centaines de mtres.

C. Colonne intermediaire (ou colonne technique)

- Cette colonne a pour objet de rendre possible la poursuite du forage dans les circonstances suivantes:

1. Dcouvert constituant un danger pendant le forage ou les manoeuvres (boulement des parois,). Les progrs faits dans ladaptation des boues de forage au terrain et lamlioration des mthodes de forage ont permis de rduire le nombre de colonnes descendues pour cette raison,

2. Il nen reste pas moins vrai que, dans les cas difficiles, la boue de forage ne fournit pas une protection suffisante pour permettre la poursuite du forage dans les conditions normales de scurit.

Note:

- Certaines formations argileuses, trs susceptibles lhydratation, prsentent un danger permanent malgr lemploi de boues calciques(fluage des argiles, cavage des parois et boulements),

- les argiles et sables mal consolids, se dtriorent progressivement avec le temps, sous leffet mcanique de la circulation et du mouvement des tiges dans le trou.

- Ncessit disoler les formations contenant des fluides sous fortes pression. En effet, elles sont fors avec une boue lourde, ce qui reprsente deux inconvenients: difficults de reprage des indices et risques de pertes dans des rservoirs sous-jacents pression normale.

- Ncessit disoler les formations contenant des fluides sous faible pression. (Il sagit l du cas inverse du cas prcedant). Ces formations sont gnralement fores avec une perte partielles ou totale de boue et il est avantageux de les couvrir dune colonne aprs les avoir traverses. (solution alourdir la boue).

D. Colonne de production ou tests

- Cette colonne dans le cas de developpement, est indispensable pour assurer la protection complte de la couche productrice et la mise en oeuvre du materiel de production.

- En exploration, si les indices rencontrs justifient des essais plus prolongs quun simple test en dcouvert, on descend une colonne qui a provisoirement les mmes fonctions quune colonne de production. En cas dabandon du puits, la plus grande partie peut tre rcupere.

- La colonne de production est pose soit au tot de la couche, soit traverse celle-ci. Elle est cimente dans les mmes conditions que la colonne intermediaire.

Bref: les colonnes de surface et les colonnes intermediaires sont communement qualifies de colonnes techniques, par opposition aux colonnes de production ou dessais.

Les premires ont pour objet de rendre techniquement possible la poursuite du forage, tandisque que les secondes sont justifies par les ncessits de lexploration dun reservoir.

Dtermination des hauteurs de cimentation

Les hauteurs de cimentation dpendent du rle et du type des colonnes de tubages.

A. Colonne de surface

- Elle est autant que possible cimente sur toute sa hauteur, pour lui permettre de supporter les dispositifs de scurit et dtre parfaitement ancre en surface.

B. Colonne technique

Il faut:

- Que le sabot soit bien ciment, ce qui ncessite une hauteur de ciment dau moins 150m

- Que lespace annulaire soit ciment lorsque des raisons particulaires rendent cette opration indispensable(zone contenant des fluides corrosifs et couche contenant des fluides devant tre proteges).

C. Colonne de production

Lopration de cimentation est, dans ce cas, trs importante car le ciment doit non seulement ancrer la colonne, mais aussi raliser une tancheit aussi parfaite que possible entre le trou et le tubage, et surtout durable.

Coupe complte du forage ptrolier

Exercice

Forage (cm) Tubage (cm) loutil (cm) Profondeur du Tubage (m)

Profondeur du

forage (m)

Profondeur de

cimentation (m)

Les qualits qui conditionnent le rendement potentiel dun rservoir

1. Porosit ()

= Vp/Vt = (Vt-Vsolides)/Vt

Mesure:

- Broyage des chantillons

- Extraction de fluide par chauffage

- Mthode de pese

- Mthode de lexpansion des gaz

Echlle dapprciation de la porosit

0 5%: Trs faible

5-10 %: Faible

10-15 %: Moyenne

15-20 %: Bonne

Suprieure a 20%: Trs bonne

NB. La porosit de moins de 3% demontre une roche compacte

2. Saturation

- Cas du rservoir triphasique: So, Sw et Sg

So= Vo/Vp; Sw= Vw/Vp et Sg= Vg/Vp

Do: So+Sw+Sg=1

- Cas du rservoir biphasique: So et Sw

So= Vo/Vp et Sw= Vw/Vp

Do: So+Sw=1

Dtermination de la saturation en fonction de la rsistivit et de la porosit selon Archie.

Sw2

= a Rw /2Rt

O Sw+So+Sg= 1

Rw , Resistivit de leau Rt, Resistivit de la roche

, Porosit

3. Permabilit

Selon Darcy :

Q= K A dp/u L

Q, debit dinjection

dp, pression differentielle

u, viscosit en centiPoise

L, longueur en cm

A, Aire en cm2

Echlle dapprciation de la permabilit

0 1 mD: Permeabilit negligeable

1 5mD: Mediocre

5 10 mD: Moyenne

10 100 mD: Bonne

100 1000 mD: Trs bonne

Partie II. Boue de forage Rles:

- La remonte des dblais (cutting)

Vitesse du fluide dans lannulaire(dbit de fluides et section annulaire): V= Q/Va

O V, vitesse de la boue en m/min(25 60 m/min)

Q, dbit dinjection en l/min

Va, le volume unitaire de lannulaire

Le poids volumique

La viscosit

- Le maintien des dblais en suspension aprs arrt de la circulation (Thixotropie)

- Refroidir loutil et diminuer les frottements de la garniture de forage

- Le maintien des parois du trou for (cake)

- Le contrle des fluides des formations traverses (Phenomne dinvasion)

- Lintervention des fluides comme paramtre de forage

- La transmission de la puissance au moteur de fond

- La remonte des informations gologiques

Les mesures sur les boues

Poids volumique(N/ m3 ou kg/l)

Viscosit

Filtrat

Teneur en solides

Types de boues

- Boues base deau: bentonite, chaux, gypse, polymres

- Boues base dhuile: emulsions inverses

- Air

- A la mousse: air+eau+agent moussant

Quand peut-on utiliser lair ou le gaz comme fluide de forage ?

Reponses :

- dans les formations caverneuses ou la boue se perd,

- dans les formations non satures en eau,

- dans les formations satures des hydrocarbures dont les pressions des couches sont petites,

- dans les formations dures ou consolides,

- dans les rgions ayant un climat exceptionnellement froid,

- dans les roches dont la structure change avec la diffrence de la pression statique au fond.

Lutilisation de lair ou du gaz comme fluide de forage nest pas recommande dans :

- les formations tendres, plastiques et collantes,

- les formations saturees en eau,

- les sediments avec grande pression des couches et saturees des hydrocarbures,

- les formations avec grande pression des couches et saturees de gaz.

Phnomne dinvasion de la boue

Partie III. Principes du contrle des venues

La venue est une intrusion dans le puits dun fluide contenu dans la formation.

A. Cause des venues (Kick):

Densit trop faible de la boue de forage qui peut faire que la pression hydrostatique sur le fond peut devenir infrieure la pression de pore de la formation.

Pistonnage dans le puits la suite dun mouvement ascendant de la garniture du forage(pendant lajout ou manuvre de tige)

Baisse du niveau de boue dans lannulaire du puits ce qui a galement pour effet de diminuer la pression au fond. Cette baisse de niveau peut tre la cause dun remplissage insuffisant au cours de la manuvre ou de pertes dans la formation,

Broyage des roches poreuses par loutil. Le risque nest videmment pas le mme puisque ds larrt du forage, il ny a plus de venue supplmentaire.

B. Signes avertisseurs

Augmentation de la vitesse davancement (Drilling break) due aux formations poreuses et fractures,

Anomalies de remplissage du puits (swab); chaque manuvre de la sortie de tige, le foreur doit toujours remplacer de la boue dans le trou proportionnel au volume des tiges sortis pour maintenir le niveau de boue tjrs max. le foreur compare le deux volumes, si le volume de boue est infrieur, cela signifie quil ya venue au fond du puits.

Pertes de circulation, dues la filtration importante dans une formation fortement poreuse et permable ou fracture. Consquences:

- Baisse du niveau hydrostatiques pouvant provoquer des venues

- Le rservoir pourrait tre fractur lors de lapprofondissement du forage

Boue gaze, caus par:

- Forage dans une formation permable contenant de gaz, ce gaz sort associ aux cuttings (Gas cut mud),

- Forage dargile contenant du gaz haute pression mais pas de permabilit;

- Venue larrt de la circulation

- Un bouchon de boue gaze apparat souvent en fin de circulation du volume annulaire. Ce gaz provient du pistonnage lajout de tige ou de la diffusion gazeuse travers le cake.

- Air dans la garniture provenant dun ajout de tige, H2O ou CO2 provenant de dgradation de produits boue.

Augmentation du dbit la goulotte (augmentation du niveau des bacs)

Laugmentation du niveau des bacs est linfo mesurable sur tous les chantiers de la prsence de venue mais prsente des inconvnients: inertie du circuit par leffet de grandes goulottes, grands bassins, manipulations sur les volumes, instabilit des bacs sur les supports de forage flottants.

Observation puits ferm,

voir si dans les conditions de fermeture normale selon les consignes du chef de poste; il y a des anomalies manomtriques

Scurit du puits,

Dans le cas de gaz, on ne peut pas considrer le puits comme tant en scurit parfaite car la venue va migrer dans lannulaire par diffrence de masse volumique; ce qui va augmenter la pression en tte de puits.

Prcaution:

La pression maximale admissible en tte de lespace annulaire comporte deux limites:

- Une limite(Pmax) ne pas dpasser en aucun cas: cest la pression de service de lensemble de la tte de puis ou la resistance lclatement de la dernire colonne de tubage;

- Une limite admissible(Padm) lie la pression de fracturation des terrains situs sous le sabot de la dernire colonne de tubage.

Partie IV. Rappels sur la notion de diagraphies

Introduction

La dispersion dans le temps et dans lespace quimpose le transit par la boue de tout chantillon venant du fond du trou; aggrave souvent par la contamination due lboulement plus ou moins important des parois entraine une confusion sur lchantillon.

Seul le carottage mcanique continu donne limage exacte de la succession de couches gologique et leurs caractristiques; mais cette technique cote extrmement chre et parfois ponctuelle selon le besoin.

Pour pallier ces inconvnients, on recourt la technique des enregistrements dans le forage (Diagraphies depuis 1927).

TYPES:

A. Diagraphies instantanes

Sont les mesures de la variation dun paramtre physique de formations gologiques collectes sur lensemble de linstallation au cours de forage.

Schma de la diagraphie instantane

Les information recueillies:

Paramtres de forage:

- Vitesse de pntration (identifier le rservoir, pressions anormales, correlations des puits, comparaison aux diagr. Differes,..)

- Poids au crochet ou poids sur loutil (contrle les conditions de fonctionnement de loutil de forage, dtecter les frottements anormaux, vitesse davancement)

- Vitesse de rotation (vie de loutil et vitesse de pntration) - Dbit dinjection du fluide de forage (conditions de fonctionnement de

pompe, surveiller le deplacement de bouchon de boue dans les puits, dtecter les problmes de tenue des parois du puits).

Les variables des conditions de fonctionnement:

- Couple la table de rotation

- Pression de refoulement aux pompes de forage

- Vitesse de dplacement du train de sonde

- Niveaux de la boue dans les bassins

Les variables gologiques qui dependent des formations traverses:

- Tempratures et rsistivit de la boue(entre et sortie)

- Teneur en gaz,

- Densit de la boue(entre/sortie)

Objectifs

- La scurit, en general de toute linstallation, des hommes et du puits

- La constitution des documents techniques, principal objectif dans le cas des forages dexploitation ou de developpement

- La conduite du forage(venements actuels, passs et futurs)

Exemple de lenregistrement de la diagraphie instantane

Diagraphies differes

- sont les mesures de paramtres physiques des formations traverses par sondage, effectues pendant des priodes darrt(aprs retrait des tiges)

- Les mesures sont faites laide dune sondes descendues dans le trou de forage au bout dun cable enroul sur le treuil de la cabine denregistrement.

Schma de mesure dune diagraphie diffre

- Types:

Diagraphies lusage des ingnieurs gologues et de gisement(valuer les caractristiques des formations et des fluides rencontrs, et les quantifier)

Diagraphies lusage du foreur (qualit de la cimentation et detection de point de coincement)

Diagraphies utilises par les producteurs pour tudier le phnomnes lis aux fluides et leur coulement.

Objectif general: - Identifier les rservoirs, couvertures et analyse des conditions de dpt

des sediments

- Dterminer la nature et quantit des fluides contenus dans les roches.

Objectifs specifiques: - Phase dexploration (info. Sur les roches traversees, implatations de

nouveaux puits, ou arrt des oprations)

- Phase de dveloppement (Modle de rservoirs prsum, sa structure gologique et contenu en fluide)

- Phase de production (volution de la production, mouvement des fluides dans le puits et dans le rservoir).

Mise en oeuvre de la mesure

- La sonde, ou instrument de mesure, est descendue dans le trou de forage au bout dun cable qui relie aux enregistreurs de surface situs dans la cabine de logging fixe sur un camion mis en place prs de la sonde pour les oprations terre, ou un poste fixe sur les plates-formes en mer,

- La sonde est constitue dune srie dinstruments de mesure et dune cartouche lectronique mis bout bout(diametre= dizaine de cm, Longueur=environ 30m)

- Chaque instrument est compose dun ou plusieurs emetteurs et/ou un ou plusieurs recepteurs sur le corp de la sonde ou sur un patin applique contre la paroi.

Paramtres mesurs

Deux types:

- Phnomnes naturels (temprature, radioactivit naturelle, etc)

- Phnomnes provoqus (radioactivit provoque, diagraphies lectriques, temps de parcours de londe, etc.), engendres par un metteur ou une source, et mesures par un ou plusieurs rcepteurs.

Domaine dapplication des diverses diagraphies

Paramtres recherchs Types de diagraphies

Lithologie, corrlations stratigraphiques des rservoirs et des roches associes

En trou ouvert: Caliper (diametreur), logs lectriques, gamma ray, densit, neutron En trou tub et ouvert: logs nuclaires

Porosit primaire intergranulaire En trou ouvert: Neutron, densit et sonique En trou tub: Neutron et densit

Porosit secondaire , fractures En trou ouvert: Sonique, caliper et microdispositifs lectroniques

Argilosit, impermabilit En trou ouvert: PS et gamma ray En trou tub: gamma ray

Permabilit Pas de mesure directe: peut tre dduite de la mesure de la porosit et de la rsistivit

Direction, vitesse et mouvement des fluides

En trou ouvert: Temprature et rsistivit du fluide, flowmeter(dbitmtre)

Caractristiques physiques et chimiques des fluides de remplissage

En trou ouvert: PS, rsistivit et temprature des fluides.

Utilisation des diagraphies differes

Permet de se faire une premire ide sur les formations et les fluides.

La mthode consiste:

- Reconnatre les rservoirs en liminant les bancs dargile et les bancs compacts

- Comparer les diagraphies de rsistivit et les diagraphies de porosit lintrieur des rservoirs:

La comparaison des logs de rsistivit (un macrodispositif et un microdispositif donnant respectivement des valeurs proches de Rt et Rxo) met en evidence le contact eau-hydrocarbure et permet une valeur approche de la saturation en eau.

La comparaison du neutron et de densit permet de dterminer la lithologie dans la zone eau, didentifier le type de fluide dans la zone hydrocarbure et destimer la porosit des formations.

Differents types de diagraphie differes

I. Diagraphies de rsistivit

I.a. Diagraphie de rsistivit

Principes physiques de mesures La rsistivit d'une roche est la rsistance lectrique d'un cube de cette roche

au passage du courant lectrique (sexprime en Ohm.m).

Elle dpend de:

- La composition de la roche (grains, cristaux, ciment, fluides,.

- Taux de fluides dans la roche (porosit et saturation)

- La texture de la roche (taille, forme, arrangement, classement et orientation des grains)

- La structure de la roche(massive, lamine, fracture ou plisse)

- Lpaisseur des bancs

- La distribution des minraux conducteurs dans la roche

- La temprature des couches (plus leve, plus conductrice)

Les mthodes de mesures

La premire non focalise consiste faire passer un courant lectrique entre deux lectrodes, l'une d'envoi de courant, place l'extrmit infrieure du cble de retenue, l'autre de retour, en surface ; on mesure le potentiel d'une lectrode, ou la diffrence de potentiel entre deux lectrodes qui occupent une position fixe par rapport l'lectrode d'envoi de courant.

Inconvenients:

- dans le cas de bancs minces, les mesures s'cartent beaucoup de la rsistivit vraie par suite de l'influence des couches encaissantes (pontes) ;

- la colonne de boue perturbe la mesure, et cela d'autant plus qu'elle est plus conductrice

- la dlimitation des bancs est souvent difficile raliser correctement.

La seconde focalise (latrolog et le sphricalog), un courant lectrique est envoy dans les formations par un systme de plusieurs lectrodes : certaines focalisent le courant, l'obligeant pntrer latralement par rapport au sondage, deux autres servent mesurer la chute de potentiel ohmique due au passage du courant travers la formation ; cette chute de potentiel est proportionnelle la rsistivit de la formation

- Des macrodispositifs qui donnent des renseignement sur la zone virge (Laterolog et sphericalog)

- Des microdispositifs qui mesurent dans la zone lave (MicroLaterolog et Microsphericalog)

Intrt de la mthode de rsistivit

dterminer la saturation en eau, et, par diffrence, celle en hydrocarbures, ds l'instant o l'on connat la rsistivit de l'eau de la formation et la porosit de la roche.

Sw2

= a Rw /2Rt

I.b. Polarisation spontane (potentiel spontan)

Cest la diffrence qui existe entre le potentiel, fixe, d'une lectrode place en surface et le potentiel, variable, d'une lectrode se dplaant dans le trou de sonde (l'unit employe est le millivolt).

ddp entre les bancs argileux (cte)et bancs sableux poreux et permables (variables).

Intrt de la PS

Elle permet de diffrencier les formations poreuses et permables des formations argileuses.

En outre, on peut, partir de cette mesure, dterminer la rsistivit de l'eau de la formation, renseignement qui est indispensable au calcul exact de la saturation en eau.

La PS est un indicateur de la teneur en argile

II. Diagraphies de radioactivit

a. Gamma Ray (GR) pour la R. naturelle. Elle est lie gnralement aux argiles qui contiennent le plus de matriel

radioactif (U, Th, K). Elle permet la dlimitation de bancs argileux.

- Pour les formations autres que les argiles possdant les lments radioactifs, il est important dutiliser dautres diagraphies pour les diffrencier des argiles.

b. Radioactivit provoque.

- Diagraphie Neutron-neutron

Loutil mesure la densit des neutrons parvenant un ou deux dtecteurs, elle est principalement fonction de la quantit datomes dH contenue dans les fluides des formations.

Evaluer la porosit apparente

- La diagraphie de densit (gamma-gamma) Mesure lattnuation du rayonnement gamma incident qui est fonction

de la densit lectronique du milieu.

Dduire la densit des formations(porosit)

III. Diagraphie de vitesse de propagation du son

Enregistrement du temps de parcours entre un metteur et un rcepteur, dun train dondes qui se propage dans la formation le long de la paroi du trou de forage.

Autres applications:

- Etude de la fracturation,

- Contribution la gophysique,

- Contrle des cimentations,

- Evaluation de la permabilit des formations.

Facteurs influenant la forme et l'amplitude des dflexions P.S.

La forme et l'amplitude des dflexions P.S. peuvent tre influences par diffrents facteurs qui sont les suivants :

La salinit des fluides en prsence

La P.S. dpend essentiellement de la diffrence de salinit entre les fluides en prsence, filtrat de boue et eau de formation.

Si Rmf>Rm, cas normal, prsence de la dflexion

Si Rmf

Influence de lpaisseurs des bancs

o Les limites correspondent aux points d'inflexion de la courbe P.S.

Si le banc est pais la dflexion est maximum et montre une forme aplatie. Si le banc est mince la courbe dessine un pic, le potentiel statique n'est pas atteint.

Dans ce cas pour connatre la valeur maximale de la P.S. il faut utiliser des abaques qui permettent de corriger en fonction de l'paisseur du banc. Epaisseur que l'on dtermine sur des autres diagraphies.

Une augmentation du diamtre du forage diminue la dflexion P.S. De mme, lorsque la zone lave s'agrandit la dflexion P.S. dcrot.

Influence de la rsistivit

Si les bancs permables ont une rsistivit leve, les courants P.S. ont du mal s'tablir.

Des abaques permettent de corriger cet effet.

Influence de la prsence d'argile

La prsence d'argile dans un banc rservoir diminue l'amplitude de la dflexion P.S.

L'attnuation est une fonction linaire du pourcentage d'argile disperse dans la roche. Cette proprit permet d'ailleurs de calculer le pourcentage d'argile prsent dans un rservoir.

Vsh=( P.S.S. - P.S.au point X)/P.S.S

Vsh = volume d'argile en %

P.S.S. = valeur maximum de la dflexion P.S. dans l'intervalle considr, valeur jusqu' la ligne de base des sables. P.S. lue au point X = valeur de la dflexion P.S. la profondeur choisie

Effet des formations compactes

Les niveaux argileux intercals entre des bancs compacts se marquent par un changement de pente de la courbe P.S. La courbe P.S. demeure gnralement rectiligne en face des formations compactes.

Drive de la ligne de base

La drive de la ligne de base est souvent provoque par des modifications de l'lectrode de rfrence. Un manque d'homognit de la boue peut provoquer des effets similaires. Parfois le changement de la ligne de base peut tre imput des variations gologiques, soit une variation de la salinit de l'lectrolyte saturant les roches soit un changement des proprits des argiles.

Effet de la permabilit

Les courants ne peuvent se dvelopper qu'en prsence de bancs poreux et permables cependant l'amplitude de la dflexion P.S. n'est pas une fonction simple de la permabilit ou de la porosit.

Diagraphies non conventionnelles A. Temps de relaxation neutronique

Cette mesure particulire de radioactivit provoque par le bombardement de neutrons, permet une tude de la quantit de chlore contenu dans les roches, quantit lie principalement leau de formation.

B. Etude spectrale de la radioactivit provoque

Permet de dterminer les atomes prsents dans les formations et les fluides quelles contiennent (GST de Schlumberger).

C. Diagraphie de resonance magntique nucleaire

Elle tudie le temps de la rorientation des atomes dhydrogne pralablement forces par un champ magntique cre par loutil. Cette mesure donne des indications sur leau libre et les hydrocarbures non visqueux contenus dans les formations.

D. Diagraphie de propagation lectromagntique Elle mesure le temps de propagation dune onde lectromagntique et

son attenuation. On en dduit des valeurs de la porosit et de la saturation en eau dans la zone lave.

E. Sismosondage

Un geophone plac dans le puits enregistre larrive dune onde mise en

surface une certaine distance du puits, et qui traverse lensemble des terrains.

La comparaison de ce temps sismique et du temps de parcours de londe sonique permet de realiser le calage entre diagraphies et sections sismiques.

Partie V. Exercices