Forage et complétion de puits

run casing

Coulage du tubage : Une étape cruciale dans le forage et l'achèvement des puits

Le coulage du tubage, également connu sous le nom de "coulage de la conduite", est une étape cruciale à la fois dans les opérations de forage et d'achèvement des puits. Il consiste à abaisser soigneusement une série de tubages en acier dans le trou de forage, créant un conduit robuste et étanche qui protège le puits, empêche les pertes de fluide et soutient la structure du puits.

Pourquoi couler du tubage ?

Le tubage remplit plusieurs fonctions essentielles dans le forage et l'achèvement des puits :

  • Stabilité du puits : Le tubage fournit un support structurel au puits, empêchant les effondrements et assurant la stabilité. Ceci est particulièrement important dans les zones présentant des formations géologiques difficiles.
  • Contrôle des fluides : Le tubage crée une barrière entre différentes formations, empêchant le mélange des fluides et assurant le flux efficace des fluides de production.
  • Isolation des zones : Le tubage peut isoler des zones spécifiques au sein du puits, permettant une production sélective ou une injection de fluides.
  • Protection contre la corrosion : Le revêtement protecteur du tubage empêche la corrosion et prolonge la durée de vie du puits.
  • Sécurité accrue : Le tubage contribue à contenir la pression au sein du puits, empêchant les éruptions et assurant la sécurité des travailleurs.

Le processus de coulage du tubage :

Le coulage du tubage implique une séquence d'étapes :

  1. Préparation : La série de tubages, qui se compose de sections individuelles de conduite assemblées, est préparée en y fixant divers composants tels qu'un patin, des centralisateurs et une tête de tubage.
  2. Descente de la série : La série de tubages préparée est soigneusement descendue dans le trou de forage à l'aide du système de levage d'un derrick de forage. Le processus est étroitement surveillé et contrôlé pour garantir un déploiement fluide et efficace.
  3. Cimentage : Une fois que le tubage a atteint sa profondeur souhaitée, du ciment est pompé dans l'annulus (l'espace entre le tubage et la paroi du trou de forage). Cela crée une liaison solide entre le tubage et la formation, assurant l'intégrité du puits.
  4. Essais : Après le cimentage, le tubage est soumis à un essai de pression pour s'assurer de son intégrité et confirmer la création réussie d'un système étanche.

Types de tubages :

Il existe différents types de tubages utilisés dans le forage et l'achèvement des puits, chacun étant conçu pour des fonctions et des conditions spécifiques :

  • Tubage conducteur : La première série de tubages à être coulées, assurant la stabilité initiale du puits et protégeant l'environnement de surface.
  • Tubage de surface : Assure l'isolation des aquifères d'eau douce et la protection de l'environnement de surface.
  • Tubage intermédiaire : Utilisé pour isoler des formations spécifiques et supporter davantage le puits.
  • Tubage de production : La dernière série de tubages, conçue pour produire des hydrocarbures ou d'autres fluides à partir du réservoir.

Défis dans le coulage du tubage :

Le coulage du tubage peut présenter des défis, notamment :

  • Formations difficiles : Couler du tubage dans des formations géologiques complexes, comme celles contenant des schistes ou des formations serrées, peut être difficile.
  • Contrôle de pression : Maintenir le contrôle de la pression pendant l'opération de coulage du tubage est crucial pour empêcher les éruptions et les accidents.
  • Intégrité du tubage : Assurer l'intégrité du tubage est primordial pour empêcher les fuites et garantir les performances à long terme du puits.

Conclusion :

Le coulage du tubage est une étape cruciale dans les opérations de forage et d'achèvement des puits, nécessitant une planification, une exécution et une surveillance minutieuses. Le processus assure la stabilité du puits, le contrôle des fluides et la protection, contribuant de manière significative à une production d'hydrocarbures réussie et efficace ou à d'autres opérations de puits. Comprendre les subtilités du coulage du tubage est crucial pour toute personne impliquée dans l'industrie pétrolière et gazière.

Test Your Knowledge

Running Casing Quiz:

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary function of casing in drilling and well completion?

(a) To provide a conduit for drilling fluid circulation. (b) To protect the wellbore from collapse and fluid loss. (c) To facilitate the installation of production equipment. (d) To increase the production rate of the well.

Answer

(b) To protect the wellbore from collapse and fluid loss.

2. Which type of casing is typically used to isolate freshwater aquifers?

(a) Conductor Casing (b) Surface Casing (c) Intermediate Casing (d) Production Casing

Answer

(b) Surface Casing

3. What is the space between the casing and the borehole wall called?

(a) Annulus (b) Cement sheath (c) Casing head (d) Running shoe

Answer

(a) Annulus

4. Why is cementing the casing important?

(a) To prevent corrosion of the casing. (b) To create a strong bond between the casing and the formation. (c) To enhance the flow of production fluids. (d) To increase the well's production rate.

Answer

(b) To create a strong bond between the casing and the formation.

5. Which of these is NOT a challenge encountered while running casing?

(a) Difficult formations (b) Pressure control (c) Casing integrity (d) Increasing wellbore diameter

Answer

(d) Increasing wellbore diameter

Running Casing Exercise:

Scenario: A well is being drilled in a shale formation. The wellbore depth is 10,000 feet. You are tasked with recommending the type and size of casing needed for each stage of the drilling and completion process.

Instructions:

  1. Identify the types of casing required for this well (conductor, surface, intermediate, production).
  2. Determine the appropriate size and grade of each type of casing, considering the geological conditions and expected pressures.
  3. Explain your rationale for each decision.

Exercice Correction

Here's a possible solution:

**1. Types of Casing:**

  • **Conductor Casing:** This will be the first string of casing to be run. It needs to provide initial stability and protect the surface environment.
  • **Surface Casing:** This casing is crucial to isolate freshwater aquifers and protect the surface environment.
  • **Intermediate Casing:** Since the well is in a shale formation, there may be challenging geological conditions. An intermediate casing may be necessary to provide additional stability and zonal isolation.
  • **Production Casing:** This will be the final string of casing used to produce hydrocarbons.

**2. Size and Grade:**

  • **Conductor Casing:** A typical size is 16 inches in diameter, but this can vary depending on the surface environment. A grade of N-80 or higher is recommended to withstand potential surface loads.
  • **Surface Casing:** The size will depend on the depth of the freshwater aquifer. A typical size could be 10 inches, with a grade of N-80 or higher.
  • **Intermediate Casing:** The size and grade will depend on the formation pressures and the specific challenges encountered. A size of 8 inches with a grade of L-80 or higher might be appropriate.
  • **Production Casing:** The size will be determined by the expected production rate and the well's overall design. A typical size could be 5.5 inches, with a grade of P-110 or higher.

**3. Rationale:**

  • **Conductor Casing:** This is the initial casing, so it needs to be strong enough to handle potential surface loads and provide stability.
  • **Surface Casing:** It needs to be strong enough to withstand the pressures of the freshwater aquifer and provide isolation.
  • **Intermediate Casing:** Shale formations can be challenging, so intermediate casing is often used to provide additional support and zonal isolation.
  • **Production Casing:** This needs to be strong enough to withstand the pressures of the reservoir and provide a safe and efficient conduit for hydrocarbon production.

**Note:** This is just a general guideline. The specific size and grade of casing will depend on the specific well design and the geological conditions. Consulting with experienced engineers and geologists is crucial to determine the appropriate casing for each well.

Books

  • "Drilling Engineering" by J.P. Brill: A comprehensive textbook covering drilling and well completion, including a dedicated section on casing design and running operations.
  • "Petroleum Engineering Handbook" by SPE: A definitive reference guide for petroleum engineers, containing extensive information on casing design, running, cementing, and testing.
  • "Well Completion Design and Operations" by W.F. Roberts: A practical guide to well completion techniques, with chapters dedicated to casing selection, running, and installation.

Articles


Online Resources

  • Society of Petroleum Engineers (SPE): The SPE website offers a wealth of technical information, training resources, and case studies on various aspects of drilling and well completion, including casing operations.
  • Schlumberger: Schlumberger's website provides a library of technical documents, videos, and case studies on casing design, running, cementing, and testing.
  • Halliburton: Halliburton, another major oilfield services company, offers online resources and information related to casing design, running, and well completion operations.

Search Tips

  • "Running Casing" + "Drilling & Well Completion": This query helps to narrow down search results to relevant content related to the process in a drilling and completion context.
  • "Casing Design" + "API Spec 5CT": This query reveals information on casing specifications, material requirements, and industry standards (API Spec 5CT is a key standard for casing).
  • "Casing Running Procedures" + "Operator Name": Use the name of a specific oil and gas operator to find relevant internal procedures or case studies related to their casing operations.

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