Assemblage du trou de fond : Qu'est-ce que c'est et comment l'utiliser ?

L'assemblage de fond de trou (BHA) est un élément essentiel des opérations de forage, mais ses subtilités passent souvent inaperçues en dehors de l'industrie pétrolière et gazière. Nous sommes là pour changer cela. Dans cet article de blog, nous allons nous plonger dans le monde des BHA, en examinant leurs fonctions essentielles, leurs divers composants et le rôle crucial qu'ils jouent dans la réussite des projets de forage.

Qu'est-ce que l'assemblage par le fond ?

Lorsque l'on parle de forage d'un puits de pétrole ou de gaz, il est facile d'imaginer un trépan tournant au fond d'un trou. Cependant, ce qui se trouve directement au-dessus de ce trépan, l'assemblage de fond de trou (BHA), est un système complexe et hautement technique qui est essentiel à la réussite et à la sécurité de l'ensemble de l'opération de forage. Comprendre le BHA est essentiel pour comprendre comment nous forons efficacement et avec précision dans le sous-sol de la terre.

L'assemblage du fond de trou est essentiellement la partie la plus basse du train de tiges, qui s'étend du trépan jusqu'à la tige de forage. Il s'agit d'un ensemble d'outils et d'équipements spécialisés, soigneusement conçus et assemblés, chacun ayant une fonction spécifique. Il s'agit du cerveau et des muscles de notre opération de forage au fond du puits, où se déroulent toutes les actions critiques telles que l'abattage de la roche, l'orientation du puits et la collecte de données. Sa configuration varie considérablement en fonction de l'objectif du forage et des conditions géologiques.

Quelle est la fonction de l'assemblage du trou inférieur ?

L'ensemble fond de trou est chargé de transférer le poids de la foreuse au trépan, de contrôler la direction et l'inclinaison du puits de forage et de fournir des données en temps réel sur l'environnement de forage. Sans un fond de trou bien conçu et pleinement fonctionnel, il est impossible d'atteindre les objectifs de forage et d'atteindre la formation cible avec précision et efficacité. C'est la source d'énergie qui nous permet de forer une géologie souterraine complexe et d'extraire des ressources précieuses.

Quels sont les composants de la BHA ?

A Assemblage du trou inférieur (BHA) est un système modulaire, c'est-à-dire qu'il est composé de divers éléments interchangeables que nous sélectionnons et agençons en fonction des exigences spécifiques d'un projet de forage. Chaque composant joue un rôle essentiel dans la fonctionnalité globale de l'ASA, contribuant à tout, de l'efficacité du forage à la stabilité du puits de forage et à l'acquisition des données. Examinons quelques-uns des éléments les plus courants et les plus essentiels que nous incluons dans nos BHA, souvent appelés outils d'assemblage du trou inférieur.

Foret : le fil du rasoir

Le trépan est le tout premier élément du BHA, et sans doute le plus reconnaissable. C'est la partie qui est en interface directe avec la formation rocheuse, conçue pour couper et briser différents types de roches. Le choix du trépan est crucial et dépend fortement de la géologie que l'on s'attend à rencontrer.

Nous classons généralement les trépans en deux catégories principales :

• Mèches coniques à rouleaux : Ces trépans sont dotés de cônes avec des fraises rotatives qui broient et cisaillent la roche. Ils sont polyvalents et largement utilisés dans une grande variété de formations, des plus tendres aux plus dures.
• Fraises fixes (fraises PDC) : Ces trépans sont dotés de fraises fixes en diamant compact polycristallin (PDC). Ils sont connus pour leur grande efficacité de forage et leur durabilité, en particulier dans les formations plus tendres à moyennement dures.

Perceuse Colliers : Ajouter du poids et de la rigidité

Immédiatement au-dessus du trépan, nous plaçons généralement des colliers de forage. Il s'agit de tubes d'acier lourds à parois épaisses qui remplissent plusieurs fonctions essentielles. Leur but premier est de fournir le poids nécessaire au trépan pour lui permettre de couper efficacement la roche.

En plus d'ajouter du poids, les colliers de forage apportent également de la rigidité au BHA. Cette rigidité aide à maintenir le trépan dans le droit chemin, en évitant les déviations et en garantissant la rectitude du puits de forage. Sans un poids et une rigidité adéquats des colliers de forage, nous aurions du mal à atteindre des taux de pénétration optimaux et à maintenir la trajectoire du puits de forage.

Stabilisateurs : Nous maintenir sur la bonne voie

Les stabilisateurs sont un autre élément essentiel du BHA, conçu pour centraliser le train de tiges dans le puits de forage et empêcher toute oscillation ou spirale excessive. Ils sont essentiels pour maintenir le contrôle directionnel et garantir la qualité du puits de forage.

Nous utilisons différents types d'assemblages de trous de fond de stabilisants en fonction de l'application :

• Stabilisateurs de manches : Ceux-ci sont dotés de manchons remplaçables qui peuvent être remplacés sur place.
• Stabilisateurs de lame : Ils sont intégrés dans le corps du stabilisateur avec des lames fixes.
• Stabilisateurs réglables : Ils permettent d'ajuster le diamètre, offrant ainsi une plus grande flexibilité.

En centralisant le BHA, les stabilisateurs nous aident à obtenir une opération de forage plus douce, à réduire les vibrations et à minimiser l'usure du trépan et des autres composants du BHA. Vous pouvez également rencontrer des conceptions spécialisées, telles qu'un trou inférieur assemblage du ressortLe système d'information sur la santé, utilisé dans des applications spécifiques pour gérer le poids ou fournir une absorption des chocs.

Outils de mesure en cours de forage (MWD) et de diagraphie en cours de forage (LWD) : Nos yeux et nos oreilles au fond du trou

Dans les forages modernes, Mesures pendant le forage et Enregistrement des données pendant le forage sont indispensables. Ces instruments sophistiqués nous fournissent des données en temps réel depuis le fond du puits, ce qui nous permet de prendre des décisions éclairées et de procéder à des ajustements pendant le forage.

• MWD outils fournissent des paramètres de forage essentiels tels que l'inclinaison, l'azimut, l'orientation de la surface de l'outil et la température. Ces informations sont essentielles pour piloter le puits et s'assurer que nous sommes sur la bonne trajectoire.
• LWD outils fournissent des données d'évaluation de la formation, similaires à la diagraphie par câble, mais collectées pendant le forage. Ces données comprennent des mesures de résistivité, de rayons gamma, de porosité neutronique et de densité, qui nous aident à identifier les zones contenant des hydrocarbures et à comprendre les caractéristiques du réservoir.

La possibilité d'obtenir ces données en temps réel réduit considérablement les risques liés au forage, améliore l'efficacité et nous permet de mieux comprendre le sous-sol.

Moteurs et systèmes rotatifs orientables (RSS) : Le cap à suivre

Lorsque nous devons forer des puits déviés ou horizontaux, nous intégrons souvent des moteurs de fond de puits ou des systèmes rotatifs orientables (RSS) dans notre BHA. Ces outils nous permettent de contrôler avec précision la direction du puits de forage, ce qui est essentiel pour assemblage de trous de fond pour le forage directionnel.

• Moteurs de fond de trou (moteurs à boue) : Il s'agit de moteurs à déplacement positif alimentés par le fluide de forage. Ils font tourner le trépan indépendamment du train de tiges, ce qui permet de changer de direction sans faire tourner l'ensemble du train de tiges depuis la surface. Ceci est particulièrement utile pour le forage de puits complexes.
• Systèmes rotatifs orientables (RSS) : Les RSS sont des outils plus avancés qui nous permettent de diriger le puits tout en faisant tourner continuellement le train de tiges depuis la surface. Ils offrent un contrôle supérieur, des taux de pénétration plus élevés et une meilleure qualité du puits de forage par rapport au forage motorisé traditionnel. La technologie RSS a révolutionné le forage directionnel, nous permettant d'atteindre des réservoirs auparavant inaccessibles.

Voici une comparaison simplifiée de ces technologies de pilotage :

Conception de l'assemblage par le fond : Facteurs à prendre en compte

Concevoir le bon Assemblage du trou inférieur (BHA) pour une opération de forage donnée est un processus complexe qui nécessite la prise en compte de nombreux facteurs. Notre objectif est toujours d'optimiser services de forage d'assemblage par le fondNous prenons en compte tous les éléments, depuis le type de roche que nous prévoyons de forer jusqu'à la trajectoire spécifique du puits que nous devons suivre. Nous prenons tout en compte, du type de roche que nous prévoyons de forer à la trajectoire spécifique du puits que nous devons suivre.

Caractéristiques de la formation : Le plan de la Terre

La formation géologique dans laquelle nous forons est peut-être le facteur le plus important qui influence la conception de notre BHA. Les différents types de roches nécessitent des stratégies de forage et des configurations de BHA différentes.

• Formations dures et abrasives : Pour cela, nous pourrions opter pour des trépans plus robustes (comme les trépans PDC avec des conceptions de fraises spécifiques) et des composants BHA conçus pour résister à une forte usure. Nous donnerons la priorité au poids du trépan et à la rigidité pour assurer une coupe efficace de la roche.
• Formations molles et non consolidées : En revanche, les formations plus tendres peuvent nécessiter moins de poids sur le trépan, et nous pouvons utiliser des trépans conçus pour des taux de pénétration plus rapides. La stabilité du puits de forage devient une préoccupation majeure, nous choisirons donc des stabilisateurs et incorporerons éventuellement des composants pour minimiser les vibrations et l'élargissement du trou.
• Failles et fractures : Lorsque nous forons dans des zones présentant des failles ou des fractures naturelles, nous devons concevoir un assemblage de fond de puits (BHA) qui réduit le risque de blocage du tube, de perte de circulation ou d'instabilité du puits de forage. Cela peut impliquer d'ajuster le nombre et l'emplacement des stabilisateurs.

Trajectoire du puits de forage : Naviguer dans le sous-sol

Qu'il s'agisse de forer un puits vertical, un puits fortement dévié ou un puits horizontal complexe, la trajectoire souhaitée du puits de forage détermine un grand nombre de nos choix en matière de conception des assemblages de fond de puits. Ceci est particulièrement vrai pour les assemblages de fond de puits utilisés pour le forage directionnel.

• Puits verticaux : Pour les puits verticaux relativement rectilignes, notre BHA peut être plus simple et se concentrer sur le maintien de la verticalité. Nous utiliserons généralement des colliers de forage plus lourds et des stabilisateurs stratégiquement placés pour garantir un trou droit.
• Puits directionnels et horizontaux : Ils nécessitent des BHA beaucoup plus sophistiqués, qui intègrent souvent des moteurs de fond de puits ou des systèmes rotatifs orientables (RSS) pour une direction précise. La BHA doit être capable d'augmenter l'angle, d'abaisser l'angle et de tourner avec précision pour atteindre le réservoir cible. Nous prenons également en compte la sévérité du dogleg - la rapidité avec laquelle le puits de forage change de direction - lorsque nous sélectionnons les composants de nos BHA.

La taille du trou : Modifier notre approche

Le diamètre du puits de forage influe directement sur la taille et le type de composants BHA que nous pouvons utiliser. Les forages de grande taille nécessitent des outils plus grands et plus robustes, tandis que les forages de petite taille requièrent des équipements spécialisés plus compacts. Nous devons nous assurer que tous les composants de l'arceau de sécurité sont adaptés au diamètre prévu du puits de forage et qu'ils disposent d'un espace suffisant pour permettre la circulation du fluide de forage et un fonctionnement efficace.

Paramètres de forage et objectifs de performance : Nos objectifs opérationnels

Enfin, nos paramètres de forage spécifiques et nos objectifs de performance globale influencent fortement la conception des BHA. Il s'agit notamment de

• Taux de pénétration (ROP): Si un rendement élevé est une priorité, nous concevrons un BHA qui maximisera l'efficacité du forage, souvent en optimisant le choix du trépan et potentiellement du RSS.
• Qualité des puits de forage : Pour obtenir un puits de forage lisse et bien calibré, nous nous concentrons sur la stabilité du BHA et la réduction des vibrations.
• Le rapport coût-efficacité : Nous nous efforçons toujours de trouver un équilibre entre les performances et les coûts. Le choix des bons composants du BHA peut avoir un impact significatif sur le temps de forage et les dépenses globales du projet. Pour certains projets, nous pouvons même envisager assemblage du trou de fond équipement de location pour gérer les coûts.
• Besoins en matière d'acquisition de données : Si de nombreuses données en temps réel sont nécessaires, nous incorporerons plus d'informations. MWD et LWD dans le BHA.

En évaluant soigneusement tous ces facteurs, nous pouvons concevoir une solution sur mesure. Assemblage du trou inférieur qui est adaptée aux défis et aux objectifs uniques de chaque projet de forage, ce qui conduit à des opérations plus sûres, plus efficaces et plus fructueuses. Des entreprises comme Assemblage du trou de fond Schlumberger sont à la pointe du développement de solutions BHA avancées.

Conclusion

Nous espérons que cette vue d'ensemble a permis de mieux comprendre le rôle crucial de l'équipement de fond de trou dans les opérations de forage modernes. Du bord tranchant du trépan aux capteurs complexes fournissant des données en temps réel, chaque composant du BHA joue un rôle essentiel dans la réussite de la navigation dans le sous-sol. Si vous êtes à la recherche d'un schéma détaillé de l'assemblage du fond de trou ou de plus amples informations sur des composants spécifiques de l'assemblage du fond de trou, n'oubliez pas que cette section vitale du train de tiges est la clé de la réussite de l'exécution du puits.

Quels sont les aspects des assemblages par le fond qui vous intriguent le plus ? Nous serions ravis de connaître votre avis dans les commentaires ci-dessous !