Comment fonctionne le diagraphie de puits ?

La diagraphie de puits consigne les profondeurs, les formations souterraines et les événements rencontrés lors du forage. Elle peut inclure des observations visuelles ou être réalisée à l'aide d'instruments descendus dans le puits pendant le forage.

La tradition veut que le terme « journal de forage » soit emprunté à la nomenclature navale. À l'instar du journal de bord qui consigne les événements à bord d'un navire, le journal de forage enregistre les opérations de forage, mais au lieu d'être présenté chronologiquement, il est établi en fonction de la profondeur de forage. Au début du XIXe siècle, les diagraphes de forage grimpaient sur les derricks des champs pétrolifères et consignaient par écrit ce qui se passait à certaines profondeurs : les problèmes rencontrés, les types de formations, la vitesse de forage et, bien sûr, les débits de pétrole ou de gaz.

Au début du XXe siècle, Conrad Schlumberger a imaginé l'utilisation de mesures électriques pour cartographier les formations souterraines ; et en 1927, avec son frère Marcel, il a réalisé en France le premier diagraphie de résistivité électrique au monde. (La résistivité mesure la difficulté qu'un courant électrique rencontre pour traverser une formation.)

Aujourd'hui, la diagraphie désigne tout enregistrement relatif au forage et à la profondeur du puits à un instant donné, souvent représenté par un graphique et des notes explicatives. Les outils de diagraphie sont insérés dans le puits pour mesurer les propriétés électriques, acoustiques, radioactives et électromagnétiques des formations souterraines. Ces outils sont parfois intégrés à l'outil de forage, et parfois ce sont les outils de forage qui sont descendus dans le puits à intervalles réguliers pour collecter les données.

Les ingénieurs et les foreurs utilisent les diagraphies pour mesurer la profondeur des toits de formation, l'épaisseur des formations, la porosité, la saturation en eau, la température, les types de formations rencontrées, la présence de pétrole et/ou de gaz, la perméabilité estimée, les pressions du réservoir et l'inclinaison des formations. Ces données permettent de déterminer la viabilité commerciale d'un puits et d'anticiper les opérations de tubage, de cimentation et de complétion. La diagraphie constitue non seulement un compte rendu détaillé de ce qui se trouve sous la surface, mais aussi un indicateur de réussite.

Lecture d'un journal de puits

Le diagraphie comprend l'en-tête, qui fournit des informations spécifiques sur le puits, telles que la société exploitante, les caractéristiques du puits et le type de diagraphie ; ainsi que la section principale de la diagraphie, ou graphique. Le graphique représente verticalement la profondeur atteinte, et horizontalement l'échelle de mesure, qui peut être linéaire et/ou logarithmique.

Des encarts sont présents tout au long du graphique, à chaque section principale du journal, permettant d'identifier chaque courbe. Les courbes du journal, également appelées traces, relevés ou mesures, peuvent être représentées par des lignes continues, en tirets longs, en tirets courts ou en pointillés afin de distinguer les différentes mesures figurant sur le journal.

La dernière partie du journal comprend les étalonnages des outils avant et après l'enregistrement, garantissant ainsi l'exactitude du journal.

Types de diagraphies de puits

Avec l'amélioration des techniques de diagraphie au fil des décennies, une multitude de diagraphies ont vu le jour. Des diagraphies gamma (GR), qui mesurent la radioactivité des roches pour déterminer la proportion de schiste dans une formation, aux diagraphies soniques (ou compensées en forage), qui mesurent la porosité en évaluant la vitesse de propagation des ondes sonores dans les roches, différents outils sont utilisés pour déterminer les caractéristiques du sous-sol.

Comme mentionné précédemment, les diagraphies de résistivité mesurent la propagation de l'électricité à travers les roches et les sédiments. Cela permet de déterminer la nature des fluides présents : le pétrole et l'eau douce sont de mauvais conducteurs d'électricité, tandis que les eaux de formation, salées, sont d'excellents conducteurs.

Les diagraphies par induction sont utilisées dans les puits où l'on utilise des fluides de forage à base d'huile ou de l'air, qui ne sont pas conducteurs et ne permettent donc pas l'utilisation de diagraphies électriques. L'induction exploite l'interaction entre le magnétisme et l'électricité pour déterminer la résistivité.

Les diagraphies de potentiel spontané (PS) indiquent la perméabilité des roches du puits en calculant les courants électriques générés entre les fluides de forage et l'eau de formation contenue dans les pores. Le PS est souvent utilisé pour distinguer les schistes bitumineux des grès.

Méthodes de diagraphie de puits

Le terme « diagraphie de boue » désigne la boue de forage, ou fluide de forage, utilisée pour assurer la flottabilité de la tige de forage et évacuer les déblais du puits. Les informations recueillies par le diagraphe de boue complètent le rapport du foreur, le rapport des déblais et le rapport d'évaluation, et sont utilisées conjointement avec les diagraphies des puits voisins pour déterminer la rentabilité d'un puits. De plus, les diagraphies de boue permettent de surveiller le puits et de prévenir les éruptions.

Pendant de nombreuses années, les outils de diagraphie étaient descendus dans le puits à intervalles réguliers pendant le forage afin de recueillir des données. Avec l'avènement du forage dirigé, la diagraphie a dû évoluer pour permettre l'exploration de puits non verticaux. La diagraphie en cours de forage (DCF) et la mesure en cours de forage (MWD) consistent à placer les outils de diagraphie à l'extrémité de la colonne de forage. Ainsi, les foreurs peuvent utiliser immédiatement les informations recueillies pour déterminer la direction et le potentiel du puits.

Les diagraphies de forage modernes utilisent des enregistrements informatisés pour interpréter immédiatement les informations recueillies pendant le forage. Outre l'enregistrement des mesures, ces diagraphies sophistiquées peuvent alerter les foreurs d'un danger potentiel et transmettre des données par satellite à des ordinateurs situés à distance.

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