Forage et complétion de puits

Open Hole Gravel Pack

Emballage de gravier en puits ouvert : une solution de contrôle du sable pour les formations à haute perméabilité

Dans le monde de l'exploration pétrolière et gazière, l'accès aux hydrocarbures des formations souterraines est un processus complexe. Un défi rencontré est la **production de sable**, où des particules de sable fines provenant de la formation sont entraînées dans le puits par les fluides en écoulement, entraînant des dommages coûteux et une baisse de la production. Cela est particulièrement problématique dans les formations à haute perméabilité où les grands espaces poreux permettent un mouvement facile du sable. Pour résoudre ce problème, l'**emballage de gravier en puits ouvert** apparaît comme une technique de complétion robuste de contrôle du sable.

**Qu'est-ce que l'emballage de gravier en puits ouvert ?**

L'emballage de gravier en puits ouvert (OHGP) est une technique de complétion spécialement conçue pour les formations de sable mou à haute perméabilité. Elle implique la mise en place d'une couche de gravier autour du puits, créant un filtre qui empêche le sable de pénétrer dans le puits tout en permettant l'écoulement des hydrocarbures. Cette technique est mise en œuvre dans la section du puits ouverte, avant que le tubage ne soit installé.

**Pourquoi l'OHGP est-il nécessaire ?**

  • **Haute perméabilité :** Les formations de sable mou avec des tailles de pores importantes sont sujettes à la production de sable car la différence de pression entre la formation et le puits peut facilement mobiliser les particules de sable.
  • **Surface de perforation limitée :** La petite surface fournie par les perforations peut restreindre l'écoulement des fluides, rendant difficile pour la formation de fournir son plein potentiel au puits.

**Comment fonctionne l'OHGP ?**

  1. **Placement du gravier :** Après le forage du puits, une couche de gravier est soigneusement placée autour de la section du puits ouverte. Ce gravier agit comme un filtre, piégeant les particules de sable tout en permettant aux hydrocarbures de passer.
  2. **Support du gravier :** Un écran d'emballage de gravier, généralement en treillis métallique ou en doublure fendue, est installé pour fournir un support structurel à l'emballage de gravier. Cet écran empêche le gravier de migrer dans le puits.
  3. **Installation du tubage :** Une fois l'emballage de gravier en place, le tubage est installé et cimenté.

**Avantages de l'OHGP :**

  • **Contrôle du sable efficace :** L'emballage de gravier empêche efficacement la production de sable, assurant l'intégrité à long terme du puits et l'efficacité de la production.
  • **Production améliorée :** La conception du puits ouvert et la zone d'écoulement plus importante fournie par l'emballage de gravier maximisent la capacité de la formation, conduisant à des taux de production accrus.
  • **Rentable :** Par rapport à d'autres méthodes de contrôle du sable, l'OHGP peut être une solution plus rentable pour les formations à haute perméabilité.

**Limitations de l'OHGP :**

  • **Complexité :** La mise en œuvre de l'OHGP nécessite un équipement spécialisé et du personnel expérimenté.
  • **Applications limitées :** Cette méthode est mieux adaptée aux formations de sable non consolidé à haute perméabilité et peut ne pas convenir à tous les puits.

**Conclusion :**

L'emballage de gravier en puits ouvert offre une solution fiable et efficace pour contrôler la production de sable dans les formations à haute perméabilité. Sa capacité à améliorer la production tout en assurant l'intégrité du puits en fait un outil précieux dans l'industrie pétrolière et gazière. Cependant, une évaluation et une planification minutieuses sont cruciales pour garantir sa mise en œuvre réussie.


Test Your Knowledge

Open Hole Gravel Pack Quiz

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary function of an Open Hole Gravel Pack (OHGP)?

a) To increase the wellbore's diameter. b) To prevent sand production from high-permeability formations. c) To improve the wellbore's casing integrity. d) To stimulate the production of hydrocarbons.

Answer

b) To prevent sand production from high-permeability formations.

2. Which of the following is NOT a benefit of using OHGP?

a) Enhanced production rates. b) Improved wellbore integrity. c) Reduced drilling time. d) Cost-effectiveness for high-permeability formations.

Answer

c) Reduced drilling time.

3. What is the main component responsible for filtering sand particles in OHGP?

a) The casing. b) The gravel pack. c) The perforations. d) The cement.

Answer

b) The gravel pack.

4. Why is OHGP particularly suitable for high-permeability formations?

a) High-permeability formations have lower pressure gradients. b) High-permeability formations are less prone to sand production. c) High-permeability formations have larger pore spaces, making them more susceptible to sand movement. d) High-permeability formations require less complex completion techniques.

Answer

c) High-permeability formations have larger pore spaces, making them more susceptible to sand movement.

5. When is the gravel pack placed in the wellbore during the OHGP process?

a) Before drilling. b) After drilling but before running the casing. c) After running the casing but before cementing. d) After cementing the casing.

Answer

b) After drilling but before running the casing.

Open Hole Gravel Pack Exercise

Scenario: A well is drilled in a high-permeability sand formation. The operator is concerned about sand production and wants to implement OHGP to address this.

Task:

  1. Explain the steps involved in implementing OHGP for this well.
  2. What are the potential challenges and risks associated with OHGP in this scenario?
  3. How can the operator mitigate these risks and ensure successful implementation?

Exercice Correction

**1. Steps Involved in Implementing OHGP:** a) **Drilling:** Drill the well to the target depth. b) **Gravel Placement:** Carefully place a layer of gravel around the open hole section of the wellbore. c) **Screen Installation:** Install a gravel pack screen to provide structural support for the gravel pack and prevent it from migrating into the wellbore. d) **Casing Running:** Run the casing and cement it in place. **2. Potential Challenges and Risks:** a) **Gravel Placement:** Ensuring uniform and adequate gravel placement can be challenging, especially in complex wellbore geometries. b) **Screen Selection:** Choosing the appropriate screen type for the specific formation and wellbore conditions is crucial. c) **Casing Integrity:** Proper casing installation and cementing are essential to prevent fluid leakage and ensure long-term wellbore integrity. d) **Formation Damage:** The OHGP process itself can potentially cause formation damage, reducing well productivity. **3. Mitigation Strategies:** a) **Experienced Personnel:** Employ qualified and experienced personnel for the OHGP implementation. b) **Advanced Technology:** Use specialized equipment and technologies to ensure accurate gravel placement and screen installation. c) **Thorough Planning:** Carefully plan the OHGP procedure, considering the formation characteristics, wellbore geometry, and potential risks. d) **Quality Control:** Implement strict quality control measures throughout the process to minimize errors and potential complications.


Books

  • "Petroleum Engineering: Drilling and Well Completion" by M.D. Hill and J.E. Clark (Covers various well completion techniques, including gravel packing)
  • "Well Completion Design" by J.P. Brill and M.D. Hill (Includes detailed information on gravel pack design and implementation)
  • "Production Operations" by T.D. Roberts (Provides an overview of various production operations, including sand control methods like gravel packing)

Articles

  • "Open-Hole Gravel Packing: A Proven Sand Control Method" by SPE (Society of Petroleum Engineers) - Available on OnePetro
  • "Gravel Pack Design for Optimal Performance" by Schlumberger - Available on Schlumberger website
  • "Case Study: Successful Implementation of Open Hole Gravel Pack in a High-Permeability Formation" - Search for case studies in relevant journals (e.g., Journal of Petroleum Technology, SPE Production & Operations)

Online Resources

  • SPE (Society of Petroleum Engineers): The SPE website contains numerous articles, presentations, and technical papers on gravel packing and other well completion techniques.
  • Schlumberger: Schlumberger offers a wealth of resources on well completion, including articles, videos, and case studies on gravel pack design and implementation.
  • Halliburton: Halliburton also provides comprehensive information on gravel pack technology and services on their website.
  • Baker Hughes: Baker Hughes offers technical expertise and solutions for various well completion challenges, including gravel packing.

Search Tips

  • Use specific keywords: "open hole gravel pack," "gravel pack design," "sand control completion," "high permeability formation."
  • Combine keywords with specific locations: "open hole gravel pack Gulf of Mexico," "gravel pack design North Sea."
  • Include relevant industry terms: "SPE," "Schlumberger," "Halliburton," "Baker Hughes."
  • Use quotation marks to search for exact phrases: "open hole gravel pack design"
  • Search for PDFs: "filetype:pdf open hole gravel pack"

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