Fracturation par insertion vs. fracturation par bouchon et perforation
L'exploration moderne du gaz de schiste implique un plus grand nombre de puits horizontaux, des forages latéraux plus longs et une multiplication des étapes de fracturation. Cette évolution du marché vers les puits horizontaux a également engendré différentes méthodes de fracturation horizontale. Les avantages et les inconvénients de deux d'entre elles, la fracturation « bouchon et perforation » (ou fracturation à entrée limitée) et la fracturation de précision, continuent d'alimenter les débats entre les opérateurs.
Nous n'allons pas trancher ce débat ici. La discussion technique est loin d'être terminée. Mais nous pouvons brièvement examiner les deux méthodes de complétion et en décrire les caractéristiques. Quelle est la différence entre une entrée limitée et une entrée précise, et quels sont les avantages et les inconvénients de chacune ?
Fracturation à accès limité
La fracturation par bouchon et perforation (ou fracturation à entrée limitée) est la méthode de fracturation privilégiée et la plus courante pour les puits non conventionnels. Fréquemment utilisée dans les puits à tubage cimenté, elle consiste à enfoncer un bouchon de pont à l'aide d'un câble et de perforateurs.
L'opérateur positionne le bouchon horizontalement près du pied du puits, puis la zone est perforée. Ensuite, les outils sont retirés du puits et le fluide de fracturation est injecté. Un bouchon à bille dirige le fluide de fracturation à travers les perforations et dans la formation. L'opérateur répète l'opération de « bouchage et perforation » pour chaque étape, les outils de fond de puits remontant du fond du puits jusqu'à ce que chaque étape soit fracturée.
Les opérations à accès limité sont prévisibles et répétables, deux atouts majeurs pour les opérateurs. Cependant, elles présentent aussi des limites.
L'un des inconvénients est qu'elle crée de multiples points d'entrée permanents par étape de fracturation ciblée, avec de multiples perforations par point d'entrée sur des dizaines d'étapes ciblées le long du puits.
Comme plusieurs groupes de perforations sont stimulés simultanément, il est impossible de contrôler la taille de chaque fracture. Certains groupes ne sont pas stimulés du tout, tandis que d'autres reçoivent un traitement d'intensité variable. Il en résulte des zones béantes de la formation qui restent non stimulées.
Ce manque de contrôle lors de la mise en place des fracturations ouvre la voie à des technologies de rupture qui répondent à ces préoccupations de manière très concrète.
Fracturation à point d'entrée précis
Avec un accès limité (comme expliqué précédemment), les foreurs fracturent simultanément plusieurs groupes de perforations (un ensemble d'intervalles ou de zones de perforation). Aux États-Unis, la plupart des opérations de forage comprennent cinq groupes par étape. Certains exploitants pétroliers et gaziers expérimentent un nombre accru de groupes (jusqu'à 16 par étape).
Un groupe important de grands opérateurs (dont ExxonMobil, Shell et Apache) semble convaincu qu'il est extrêmement difficile de fracturer simultanément et de manière précise et uniforme chaque zone, avec un nombre limité d'entrées. Ils préfèrent donc traiter chaque zone individuellement. C'est là qu'intervient la fracturation de précision, ou fracturation par point d'entrée unique.
La fracturation de précision permet d'améliorer les performances des puits à court et à long terme par rapport à la technique de bouchage et de perforation. Elle assure un placement des fractures uniforme et reproductible sur toute la longueur du forage horizontal de chaque puits et d'un puits à l'autre.
Les zones sont isolées par des bouchons de sable, et les opérateurs peuvent fracturer chaque groupe individuellement à l'aide d'un tube flexible dans le puits. Cette approche permet d'optimiser la conception de la stimulation pour une formation donnée.
Les points d'amorçage des fractures sont vérifiables et constants car la fracturation ponctuelle traite un seul groupe de fractures à la fois. La quantité de proppant et de fluide injectée dans chaque fracture est constante.
La fracturation de précision gagne en popularité et de nombreuses sociétés de services ont conçu des systèmes de complétion adaptés à cette technique. De fait, plusieurs entreprises spécialisées dans la vente d'outils adaptés à la fracturation multi-étages non conventionnelle ont récemment fait leur apparition. L'un des principaux atouts de la stimulation de précision réside dans le fait qu'elle nécessite moins d'équipement et un encombrement réduit.
Les opérateurs qui finissent par revenir à la technique du « plug and perf » (injection et perforation) indiquent que le nombre maximal d'étapes de fracturation qu'ils peuvent réaliser avec une stimulation précise constitue une limitation, tout comme le débit de pompage qu'ils peuvent atteindre. Ils évoquent également des problèmes de coûts et d'inefficacité opérationnelle.
L'équipe technique de Vigor a testé différentes configurations lors du développement du bouchon de pontage et s'est rendue sur les principaux sites pétroliers pour effectuer des essais en conditions réelles. Tout au long de ce processus, l'équipe Vigor a recensé et analysé de nombreux problèmes potentiels et leurs solutions lors de l'utilisation sur le terrain. Par conséquent, si vous rencontrez des difficultés lors de l'utilisation du bouchon de pontage ou si vous avez des besoins spécifiques en matière de recherche et développement, n'hésitez pas à contacter l'équipe technique de Vigor pour bénéficier de produits performants et d'un service de qualité optimale.
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