Forage et complétion de puits

string

Comprendre "String" dans le forage et l'achèvement des puits : Guide de l'équipement en fond de trou

Dans le monde du forage et de l'achèvement des puits, "string" est un terme omniprésent utilisé pour décrire les composants verticaux interconnectés qui descendent dans le trou de forage. Cela englobe une variété d'équipements, chacun jouant un rôle crucial dans le processus d'extraction du pétrole et du gaz de la terre.

Voici une ventilation des "strings" les plus courants que vous rencontrerez :

1. Colonne de tubage :

  • Description : Une série de tuyaux en acier avec des connexions filetées, cimentés en place pour doubler le trou de forage.
  • Fonction :
    • Isoler les formations : Empêche le mouvement des fluides entre les différentes couches géologiques.
    • Soutenir le puits : Fournit une intégrité structurelle au trou, empêchant son effondrement.
    • Protéger les eaux de surface : Garantit que le puits est correctement scellé pour éviter la contamination.
  • Types :
    • Tuyau conducteur : La première section installée, fournissant un soutien initial et scellant la surface.
    • Tubage de surface : Protège les aquifères d'eau douce et fournit un joint sécurisé à la surface.
    • Tubage intermédiaire : Utilisé pour isoler des zones spécifiques et fournir un soutien dans des formations difficiles.
    • Tubage de production : La dernière colonne de tubage, utilisée pour la production de pétrole et de gaz.

2. Colonne de tubing :

  • Description : Une série de tuyaux en acier de plus petit diamètre connectés au tubage de production, s'étendant jusqu'à la zone de production.
  • Fonction :
    • Transporter les fluides : Transporte le pétrole et le gaz du réservoir jusqu'à la surface.
    • Contrôler le flux : Permet de réguler les débits de production.
  • Types :
    • Tubing de production : Utilisé pour la production continue de pétrole et de gaz.
    • Tubing de revêtement : Utilisé conjointement avec des revêtements pour créer un chemin de production séparé.
    • Tubing de flux : Utilisé pour la production intermittente ou les mécanismes de contrôle de flux spéciaux.

3. Colonne de tige de pompe :

  • Description : Une série de tiges reliées à une pompe immergée dans le puits, utilisée pour extraire le pétrole du réservoir.
  • Fonction :
    • Relèvement artificiel : Permet la production de pétrole dans les puits qui ne sont pas naturellement en écoulement.
    • Fonctionnement de la pompe : Transfère l'énergie de la surface à la pompe souterraine.
  • Types :
    • Colonne de tiges polies : Un type standard, souvent utilisé pour les puits de faible capacité.
    • Colonne de tiges en alliage : Utilisé dans les environnements à haute pression ou corrosifs.
    • Colonne de tiges composites : Offre un poids plus léger et une meilleure résistance à la corrosion.

4. Colonne de tige de forage :

  • Description : Une série de tuyaux robustes avec des connexions spéciales, utilisés pour faire tourner et étendre le trépan dans la terre.
  • Fonction :
    • Forer le trou : Crée le puits en coupant les formations rocheuses.
    • Faire circuler la boue : Transporte le fluide de forage jusqu'au trépan et de retour à la surface.
  • Types :
    • Tige de forage lourde : Utilisé pour les puits profonds ou les formations difficiles.
    • Tige de forage premium : Offre une résistance accrue et une meilleure résistance à l'usure.
    • Colliers de forage : Des sections lourdes ajoutées à la colonne de tige de forage pour fournir du poids et de la stabilité.

Comprendre la terminologie "String"

En comprenant les différents types de "strings" utilisés dans le forage et l'achèvement des puits, les professionnels peuvent analyser plus efficacement les performances des puits, diagnostiquer les problèmes et optimiser la production. Chaque "string" joue un rôle essentiel dans le processus complexe d'extraction des hydrocarbures de la terre, et leur conception, leur installation et leur maintenance adéquates sont essentielles pour garantir des opérations sûres et efficaces.

Test Your Knowledge

Quiz: Understanding "String" in Drilling & Well Completion

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. Which of the following is NOT a type of casing string?

(a) Conductor pipe (b) Surface casing (c) Production tubing (d) Intermediate casing

Answer

The correct answer is **(c) Production tubing**. Production tubing is part of the tubing string, not the casing string.

2. The primary function of the tubing string is to:

(a) Isolate different formations (b) Support the wellbore (c) Transport fluids to the surface (d) Rotate the drill bit

Answer

The correct answer is **(c) Transport fluids to the surface**. The tubing string carries oil and gas from the reservoir to the surface.

3. What type of "string" is used for artificial lift in oil wells?

(a) Casing string (b) Tubing string (c) Sucker rod string (d) Drill pipe string

Answer

The correct answer is **(c) Sucker rod string**. Sucker rods are connected to a pump submerged in the well to lift oil.

4. The drill pipe string is responsible for:

(a) Isolating formations (b) Providing artificial lift (c) Circulating drilling fluid (d) Protecting surface water

Answer

The correct answer is **(c) Circulating drilling fluid**. The drill pipe string transports drilling fluid to the drill bit and back to the surface.

5. Which of the following is NOT a type of drill pipe?

(a) Heavy-weight drill pipe (b) Premium drill pipe (c) Drill collars (d) Liner tubing

Answer

The correct answer is **(d) Liner tubing**. Liner tubing is a type of tubing string, not drill pipe.

Exercise: Designing a Well Completion

Scenario: You are designing the well completion for a new oil well. The reservoir is located at a depth of 5,000 feet and is expected to produce a high volume of oil.

Task:

  1. Choose the appropriate casing string: Consider the depth of the reservoir, potential formation pressures, and the need to isolate surface water.
  2. Select the tubing string: Decide on the size and material of the tubing, considering the expected flow rate and potential corrosion issues.
  3. Determine if a sucker rod string is needed: Assess if the well will naturally flow or if artificial lift is required.

Instructions:

  • Clearly state your choices for each component of the well completion.
  • Provide justification for your decisions, explaining why you chose each specific type of "string" and its components.

Exercice Correction

Here's a possible solution, with justification:

1. Casing string:

  • Conductor pipe: 16" diameter, 80 ft long. This will provide initial support and seal the surface.
  • Surface casing: 10" diameter, 1,000 ft long. This will protect freshwater aquifers and ensure a secure seal at the surface.
  • Intermediate casing: 7" diameter, 4,000 ft long. This will isolate specific zones and provide support in challenging formations.
  • Production casing: 5.5" diameter, 5,000 ft long. This will be used for oil production and must be strong enough to withstand reservoir pressure.

Justification:

  • This combination of casing strings provides adequate support and isolation for the well.
  • The diameters are chosen based on expected production volumes and formation pressures.
  • The depths ensure that each casing string reaches the appropriate zones.

2. Tubing string:

  • Production tubing: 2.875" diameter, 5,000 ft long, made of high-grade steel with corrosion-resistant coating.

Justification:

  • The 2.875" diameter is appropriate for the expected flow rate.
  • High-grade steel ensures strength and durability to withstand reservoir pressure and potentially corrosive fluids.
  • The corrosion-resistant coating protects the tubing from damage.

3. Sucker rod string:

  • Not required. The high reservoir pressure suggests that the well will naturally flow.

Justification:

  • Since the well is expected to have high reservoir pressure, artificial lift is likely unnecessary.
  • If production declines later, a sucker rod string can be installed if needed.

Books

  • "Petroleum Engineering: Drilling and Well Completion" by John Lee: This comprehensive textbook covers all aspects of drilling and well completion, including detailed explanations of various string types.
  • "Drilling Engineering: Principles and Practices" by William M. Dowdle: This book provides a thorough understanding of drilling operations, including the role of drill pipe string and related equipment.
  • "Well Completion Design and Operations" by J.P. Brill: This book focuses specifically on well completion, including detailed sections on casing strings, tubing strings, and artificial lift systems.

Articles

  • "A Comprehensive Overview of Casing Strings in Oil and Gas Wells" by SPE: This article provides a detailed explanation of casing strings, their design, and the various types used in different scenarios.
  • "Tubing Strings: An Essential Component in Well Completion" by Schlumberger: This article discusses the importance of tubing strings in well completion, covering their design, installation, and various types.
  • "Artificial Lift: Sucker Rod Pumping Systems" by Halliburton: This article provides an overview of sucker rod pumping systems, including the workings of the sucker rod string and its impact on well performance.

Online Resources

  • SPE (Society of Petroleum Engineers): The SPE website offers numerous articles, papers, and technical resources related to drilling and well completion, including information on strings.
  • Schlumberger: This oilfield services company provides extensive technical resources, including articles, videos, and online courses on various aspects of drilling and well completion.
  • Halliburton: Similar to Schlumberger, Halliburton offers a wealth of technical resources and information on drilling and well completion practices.

Search Tips

  • Use specific keywords: For example, search for "casing string types", "tubing string design", or "sucker rod pump operation".
  • Combine keywords: Use phrases like "drill pipe string installation", "well completion equipment", or "artificial lift methods".
  • Include specific terms: If you are looking for information on a specific type of string, include the type in your search query, such as "production casing string" or "liner tubing applications".
  • Explore related terms: Use "related searches" on Google to find additional relevant articles and websites.

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