Comment fonctionne Plug and Perf ?

Les ingénieurs de réservoir étudient la géologie d'une formation pour déterminer les fluides, les concentrations de proppant, les pressions et les procédures nécessaires à l'optimisation de la production de chaque zone. En Amérique du Nord, la plupart des puits sont forés horizontalement afin de maximiser le contact avec la formation. Le principal procédé de complétion des puits est appelé « bouchage et perforation » (Plug & Perf), qui permet de segmenter les puits horizontaux pour traiter chaque zone séparément. Le « bouchage et perforation » consiste à connecter un bouchon à un ensemble de fond de puits (BHA) monté sur câble, comprenant des canons de perforation et un outil de pose, à descendre le BHA jusqu'à un point précis du puits, à poser le bouchon, à perforer le puits, puis, après avoir retiré le BHA, à fracturer la zone. Le bouchon doit rester ancré et étanche pendant la fracturation afin que le traitement atteigne la formation conformément aux spécifications. Le processus est répété pour chaque étape du forage. Enfin, une opération de fraisage permet d'éliminer les bouchons du puits.
Le bouchon est l'élément le plus critique de l'opération de complétion ; il garantit que le fluide de fracturation atteigne la zone appropriée. Le bouchon doit être facile à connecter au train de tiges de forage, ne présenter aucun problème lors de son pompage jusqu'à l'emplacement prévu dans le puits, et assurer l'ancrage et l'étanchéité face à une pression de fracturation pouvant atteindre 10 000 psi. Il doit ensuite être foré en petits fragments en moins de 10 minutes. La conception et la fabrication des bouchons de fracturation doivent garantir un fonctionnement sans problème jusqu'à 100 fois par puits. La diversité des étapes du processus explique pourquoi le bouchon composite représente le défi le plus important de toutes les technologies de complétion.

Installation

La première étape de l'opération de bouchage et de perforation consiste à connecter le bouchon à l'outil de pose. Une connexion correcte garantit l'application de la force prévue sur le bouchon pour sa mise en place dans le puits. Si la force de pose est insuffisante, le bouchon ne se fixera pas complètement et glissera sous la pression. À l'inverse, une force excessive risque d'endommager le bouchon pendant l'opération. Cette connexion doit être facilement reproductible, car les équipes de diagraphie doivent la réaliser jusqu'à 18 fois par jour, en plus de leurs autres tâches.

Pomper

Un puits perforé et bouché comporte deux sections : la section verticale et la section horizontale. Dans la section verticale, le train de tiges de forage descend jusqu'au point de transition (point de départ). Lors de cette descente, le fluide remonte autour du bouchon. L'accélération du fluide crée une force qui s'exerce sur le bouchon et une zone de basse pression autour de celui-ci, qui doit résister à ces forces. Une fois dans la section horizontale, l'opérateur pompe du fluide pour amener le train de tiges de forage à l'emplacement prévu. Le pompage du train de tiges n'étant pas totalement efficace, le fluide s'écoule alors vers le bas, contournant le bouchon. Le bouchon doit également supporter ces forces.
De plus, le bouchon possède le plus grand diamètre extérieur de la garniture de fond de puits. Lors de sa descente dans le puits, il frotte contre le tubage. Les matériaux doivent résister à ce frottement sans provoquer de précontrainte pendant la descente par pompage.

Ensemble

L'outil de pose exerce une force sur le bouchon pour bloquer les mâchoires dans le tubage et activer l'élément. Les mâchoires ancrent le bouchon pour l'empêcher de bouger (de haut en bas), et l'élément crée un joint étanche pour empêcher les fuites de fluide pendant la fracturation.

Frac

Le bouchon est soumis à des pressions élevées pendant la fracturation, pouvant atteindre 10 000 psi. L’ensemble doit maintenir son ancrage et son étanchéité tout au long du processus, malgré les multiples variations de pression dues à la fragmentation de la formation, aux changements de concentration du sable et à l’avancement des opérations.

Moulin à grains

Une fois la fracturation hydraulique terminée, tous les bouchons présents dans le puits doivent être fraisés. Ils doivent se briser en petits morceaux suffisamment petits et légers pour passer à travers le train de tiges de fraisage et sortir du puits.

Réussir

La réussite des opérations de complétion par bouchonnage et perforation ne repose pas sur le bon fonctionnement d'un seul outil. Elle dépend de milliers de bouchons déployés, capables de relever les défis décrits précédemment. Pour minimiser les risques liés à vos opérations, il est essentiel de choisir un fournisseur de complétions maîtrisant les propriétés des matériaux, la conception, la fabrication et les opérations sur le terrain. WellBoss bénéficie de plus de dix ans d'expérience dans la conception, la production et le déploiement de plus de 600 000 bouchons. Nous maîtrisons l'ensemble du processus et avons bâti notre entreprise, nos produits et notre équipe autour de ces enjeux afin de réduire vos risques.

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