Forage et complétion de puits

Sail Angle

Comprendre l'angle de voile dans les puits directionnels

Dans le monde de l'exploration pétrolière et gazière, le forage directionnel joue un rôle crucial pour accéder aux réservoirs qui ne sont pas directement accessibles depuis un puits vertical. Cela implique de dévier le puits de sa trajectoire verticale initiale pour atteindre le réservoir cible à un emplacement et à une profondeur désirés. L'angle de voile est un paramètre clé du forage directionnel qui définit l'inclinaison planifiée de la section tangente du puits.

Qu'est-ce que la section tangente ?

La section tangente est une section droite du puits qui suit une inclinaison et un azimut constants. Cette section est souvent forée après la section de construction (où le puits est progressivement dévié de la verticale) et avant la section de maintien (où le puits maintient une inclinaison constante).

Angle de voile dans différents types de puits :

L'angle de voile varie en fonction du type de puits foré :

  • Puits horizontaux : Dans un puits horizontal, l'angle de voile est généralement de 90 degrés ± 10 degrés, ce qui signifie que le puits est foré horizontalement vers le réservoir cible.

  • Puits de construction et de maintien (S) : Pour les puits de construction et de maintien, l'angle de voile correspond à l'inclinaison de la section tangente après la section de construction. Cet angle reste constant tout au long de la section tangente jusqu'à ce que le puits atteigne la cible.

  • Puits inclinés : Dans les puits inclinés, l'angle de voile reste constant sur tout le puits, car le puits est foré à un angle constant par rapport à la verticale.

Importance de l'angle de voile :

L'angle de voile est un paramètre crucial pour plusieurs raisons :

  • Accès au réservoir cible : L'angle de voile dicte la trajectoire du puits et détermine s'il croisera le réservoir cible.
  • Stabilité du puits : Un angle de voile approprié contribue à garantir la stabilité du puits et à minimiser le risque d'effondrement du puits.
  • Efficacité du forage : Un angle de voile optimisé permet des opérations de forage efficaces et réduit le risque de complications comme le "dog-legging" (courbure excessive du puits).

Facteurs influençant l'angle de voile :

Plusieurs facteurs influencent le choix de l'angle de voile, notamment :

  • Géométrie du réservoir : La forme et l'emplacement du réservoir cible.
  • Propriétés de la formation : La résistance et les caractéristiques des formations géologiques rencontrées.
  • Contraintes de forage : Facteurs tels que la topographie de surface et les infrastructures existantes.
  • Considérations opérationnelles : Coût, durée du forage et considérations de sécurité.

Conclusion :

L'angle de voile est un concept fondamental du forage directionnel qui influence considérablement la trajectoire du puits et l'efficacité du forage. Comprendre l'angle de voile pour différents types de puits et les facteurs qui influencent sa détermination est essentiel pour des opérations de forage réussies et rentables.

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Sail Angle Quiz

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the sail angle in a horizontal well?

a) 0 degrees b) 45 degrees c) 90 degrees ± 10 degrees d) 180 degrees

Answer

c) 90 degrees ± 10 degrees

2. What is the tangent section in directional drilling?

a) The section where the wellbore is gradually deviated from vertical. b) The section where the wellbore maintains a constant inclination and azimuth. c) The section where the wellbore is drilled vertically. d) The section where the wellbore reaches the target reservoir.

Answer

b) The section where the wellbore maintains a constant inclination and azimuth.

3. Which type of well has a constant sail angle throughout the entire wellbore?

a) Horizontal well b) Build and Hold (S) well c) Slant well d) Vertical well

Answer

c) Slant well

4. Why is sail angle an important parameter in directional drilling?

a) It determines the length of the wellbore. b) It determines the cost of drilling. c) It influences wellbore stability and drilling efficiency. d) It influences the type of drilling equipment used.

Answer

c) It influences wellbore stability and drilling efficiency.

5. Which of the following factors DOES NOT influence the choice of sail angle?

a) Reservoir geometry b) Formation properties c) Drilling equipment specifications d) Operational considerations

Answer

c) Drilling equipment specifications

Sail Angle Exercise

Scenario: You are planning to drill a build and hold (S) well targeting a reservoir that is 2000 meters away from the surface location. The desired inclination for the tangent section is 60 degrees.

Task: Calculate the length of the tangent section.

Hint: Use trigonometry to calculate the horizontal distance traveled by the wellbore in the tangent section.

Exercice Correction

We can use the cosine function to calculate the horizontal distance traveled by the wellbore in the tangent section: ``` cos(60°) = Horizontal distance / Total length of tangent section ``` We know the horizontal distance is 2000 meters and cos(60°) = 0.5. Therefore: ``` 0.5 = 2000 meters / Total length of tangent section ``` Solving for the total length of the tangent section: ``` Total length of tangent section = 2000 meters / 0.5 = 4000 meters ``` Therefore, the length of the tangent section is **4000 meters**.

Books

  • Directional Drilling: Principles, Practices, and Applications by Robert W. Denny and Richard C. Allred
  • Petroleum Engineering Handbook by Tarek Ahmed
  • Reservoir Engineering Handbook by Tarek Ahmed

Articles

  • Directional Drilling: An Overview by A.S. Siddique and M.A. Siddiqui (Journal of Petroleum Technology, 2009)
  • Planning and Execution of Directional Wells by M.M. Islam and S.R. Siddiqui (Petroleum Science and Technology, 2012)
  • Factors Affecting the Sail Angle in Horizontal Wells by R.A. Khan and M.A. Siddiqui (International Journal of Engineering Science and Technology, 2013)
  • Optimization of Sail Angle for Horizontal Wells: A Case Study by A.S. Siddique and M.A. Siddiqui (Journal of Petroleum Technology, 2014)

Online Resources


Search Tips

  • Use specific keywords: "sail angle," "directional drilling," "wellbore trajectory," "horizontal wells," "build and hold wells," "slant wells."
  • Combine keywords with relevant concepts: "sail angle optimization," "sail angle calculation," "sail angle factors."
  • Use quotation marks to search for exact phrases: "sail angle definition," "sail angle in horizontal wells."
  • Add site restrictions: "sail angle site:spe.org," "sail angle site:drillinginfo.com"

Techniques

Chapter 1: Techniques for Determining Sail Angle

This chapter delves into the practical methods and techniques employed to determine the optimal sail angle for directional wells.

1.1. Pre-Drilling Analysis:

  • Geological Modeling: Detailed geological models of the target reservoir, surrounding formations, and structural complexities are created using seismic data, well logs, and core samples. These models help predict the path of the wellbore and identify potential challenges.
  • Trajectory Planning Software: Specialized software programs are used to design the wellbore trajectory, considering reservoir geometry, drilling constraints, and operational factors. This software allows for simulating different sail angles and evaluating their impact on wellbore stability, drilling efficiency, and target interception.
  • Geomechanical Analysis: Geomechanical studies assess the strength and behavior of the formations to be drilled. This analysis helps in predicting potential risks such as wellbore instability and provides insights into the optimal sail angle for minimizing such risks.

1.2. Real-time Data Acquisition and Adjustment:

  • Measurement While Drilling (MWD): MWD tools transmit real-time data on wellbore inclination, azimuth, and other parameters while drilling. This data allows for continuous monitoring of the wellbore trajectory and facilitates adjustments to the sail angle if necessary.
  • Logging While Drilling (LWD): LWD tools provide real-time formation evaluation data, enabling the drilling team to assess formation properties and adjust the sail angle to optimize drilling performance.
  • Directional Drilling Services: Experienced directional drilling engineers provide guidance and expertise in selecting and implementing appropriate techniques for determining the sail angle and ensuring accurate wellbore placement.

1.3. Considerations for Optimization:

  • Minimizing Dog-legging: Maintaining a consistent sail angle helps avoid excessive curvature in the wellbore, minimizing dog-legging and improving drilling efficiency.
  • Wellbore Stability: The sail angle influences the stresses on the wellbore wall, and optimizing it can significantly improve wellbore stability and reduce the risk of collapse.
  • Drilling Efficiency: A well-chosen sail angle allows for efficient drilling operations by minimizing deviations from the planned trajectory and reducing the need for costly corrective measures.

Conclusion:

Determining the optimal sail angle requires a multi-faceted approach that combines pre-drilling analysis, real-time data acquisition, and expert guidance. By utilizing advanced techniques and integrating data from various sources, drilling teams can ensure accurate wellbore placement, maximize drilling efficiency, and minimize risks.

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