Descendre un gauge cutter au slickline, étape par étape : du montage à la lecture des traces sur l'outil

Contenu éducatif uniquement : les procédures et valeurs opérationnelles varient d’une compagnie et d’un puits à l’autre. Suivez toujours les procédures approuvées de votre société, les consignes du superviseur et les permis de travail de votre site.

Pourquoi commencer par le gauge cutter ?

Dans la plupart des programmes au slickline, la première descente se fait avec un outil d'apparence simple, le gauge cutter (ou gauge ring). C'est un cylindre d'acier au diamètre extérieur précis, à bord inférieur tranchant, percé de fentes laissant passer fluide et débris. La descente semble routinière, mais elle protège tout ce qui suit. Si un lock mandrel, un bouchon ou une vanne de gas lift est descendu à une profondeur dont le passage n'a pas été vérifié, l'outil coûteux peut se coincer, et une descente d'une heure devient une opération de repêchage (fishing) de plusieurs jours.

La descente a trois objectifs :

• Calibrage (drift) : prouver qu'un outil d'un diamètre donné passe dans le tubing jusqu'à la profondeur voulue.
• Nettoyage : le bord tranchant gratte la paraffine, les dépôts (scale) légers et les résidus de boue sur la paroi.
• Contrôle des profondeurs : en touchant les nipples, le fond (TD) ou le sable déposé (fill), on compare les profondeurs au schéma de complétion et on corrige le compteur.

Les références techniques indiquent que le gauge cutter est descendu avant la pose de tout équipement de fond, et que plusieurs descentes à des diamètres différents peuvent être nécessaires si les dépôts sont importants.

Dimensionnement : les vrais chiffres du tubing

La règle d'or : le gauge cutter doit passer partout où passera l'outil suivant, et ne pas dépasser la plus petite restriction du parcours. On part du tableau du tubing et du schéma de complétion. Valeurs API courantes :

Le drift est le diamètre du mandrin qui doit passer dans le tube selon la spécification. Jusqu'à 2-7/8 in, il vaut l'ID moins 3/32 in (2,441 − 0,094 ≈ 2,347) ; en 3-1/2 et 4-1/2 in, l'ID moins 1/8 in.

Le tubing n'est pas la seule restriction. Dans un tubing 2-7/8 in 6,5 lb/ft, on trouve souvent un nipple X d'alésage (packing bore) 2,313 in et, plus bas, un nipple XN avec un épaulement no-go de 2,205 in. En pratique :

• Si le travail suivant est la pose d'un lock dans le nipple X, le gauge cutter est en général proche du diamètre du lock et légèrement inférieur à 2,313 in, par exemple 2,30 in. La taille exacte dépend des procédures de la compagnie et de l'outil suivant.
• Ce gauge cutter passe le nipple X puis s'arrête (tag) sur l'épaulement no-go du XN, car 2,30 est supérieur à 2,205. Ce contact est utile : il confirme la profondeur du XN.
• Ne descendez pas un gauge cutter au plein drift (2,347 in) dans un puits équipé d'un nipple X de 2,313 in : il s'arrêtera au premier nipple.

Le train d'outils et le rôle de chaque pièce

De haut en bas, comme sur la figure :

1. Rope socket : relie le câble au train d'outils, par un nœud ou un petit tambour selon le modèle. À inspecter avant chaque travail : l'arrachement du câble à ce niveau est l'une des causes les plus fréquentes de chute d'outils.
2. Barres de charge (stem) : barres d'acier, de plomb ou de tungstène qui donnent le poids. La pression en tête pousse le câble vers l'extérieur avec une force égale à la pression multipliée par la section du câble. Pour un câble de 0,108 in, section = π/4 × 0,108² ≈ 0,00916 in² ; à 2 000 psi, la force ≈ 18,3 lbf, plus le frottement du stuffing box. On choisit un poids suffisant pour descendre régulièrement et pour donner un bon coup aux coulisses.
3. Coulisses (jars) : outil de choc. La plus courante au slickline est la spang jar mécanique, une tige coulissante à course fixe : une traction rapide puis un arrêt donnent un coup vers le haut (jar up), une descente rapide un coup vers le bas (jar down). On ajoute parfois une coulisse hydraulique pour des coups forts vers le haut. Voir jar dans le glossaire.
4. Knuckle joint : rotule qui donne de la souplesse dans les puits déviés et les courbes, et aide à libérer un outil coincé.
5. Gauge cutter : l'outil lui-même. Son diamètre est généralement gravé dessus ; mesurez-le au pied à coulisse avant montage, car c'est la base de toute l'opération.

Montage sur la tête de puits et essai en pression

L'équipement de contrôle de pression est monté au-dessus de la vanne de curage (swab valve) de l'arbre de Noël. Ordre courant de bas en haut : adaptateur d'arbre ; wireline valve/BOP dont les mâchoires (rams) se ferment sur le câble en urgence ; parfois un tool trap qui retient l'outil s'il se détache en entrant dans le lubricator ; les éléments du lubricator, assez longs pour contenir tout le train ; et au sommet le stuffing box qui assure l'étanchéité autour du câble en mouvement, avec une poulie. Au sol : une poulie basse (hay pulley) bien ancrée, un indicateur de poids et un compteur de profondeur.

Avant que la pression du puits n'entre dans cet équipement, il doit être éprouvé. Pratique recommandée par l'IRP 13 canadienne pour les opérations au câble :

• Essai à chaque montage avant d'exposer le lubricator à la pression du puits.
• Nouvel essai à chaque démontage-remontage du lubricator, à chaque ouverture d'un raccord à joint torique ou ajout d'un élément.
• Ne jamais dépasser la pression de service de l'élément le plus faible de l'ensemble.

L'essai se fait normalement au liquide (eau ou eau glycolée), en un palier bas puis un palier haut selon le programme de la compagnie. Personne ne s'approche de l'équipement sous pression, et la pression est purgée par la vanne de purge avant tout démontage.

Après un essai réussi, l'outil est remonté dans le lubricator et le compteur est mis à zéro sur un repère convenu. La swab valve est ensuite ouverte lentement en comptant les tours, jusqu'à l'équilibrage des pressions au-dessus et au-dessous, puis on vérifie l'absence de fuite.

Descente (RIH) et tag

On descend à vitesse modérée dans le tubing dégagé et l'on ralentit fortement avant les profondeurs connues : nipples, niveau de liquide, zones déviées, packer et fond. Des sources secondaires citent environ 200–250 ft/min dans les sections dégagées et des vitesses très lentes (environ 30–50 ft/min) près des restrictions. Ce ne sont que des ordres de grandeur ; la procédure de votre compagnie et l'état du puits font foi.

Surveillez l'indicateur de poids en permanence :

• Le poids en descente est inférieur au poids statique à cause du frottement et de la pression du puits. Une chute brutale signifie que l'outil s'est posé sur quelque chose.
• Dans la paraffine, la chute est progressive et l'outil « mâche » les dépôts. Avancez lentement, remontez un peu puis redescendez ; ne forcez jamais, sinon l'outil se bourre.
• Sur un nipple ou un no-go, l'arrêt est net. Notez la profondeur et comparez-la au schéma de complétion, en corrigeant l'allongement du câble si besoin.
• Au fond ou sur le sable, l'arrêt est plus mou. Notez la profondeur : elle indique la quantité de sable déposée.

Si l'outil se coince (overpull)

En remontée, la tension peut dépasser le poids normal de reprise : c'est l'overpull. N'augmentez pas la traction au hasard. Règles générales :

• Essayez d'abord de battre vers le bas (jar down) si l'outil s'est coincé après avoir été poussé dans la paraffine.
• S'il faut battre vers le haut, tirez jusqu'au déclenchement de la coulisse et recommencez, en restant toujours sous la tension de sécurité fixée par votre procédure (une fraction de la charge de rupture du câble).
• Dans une paraffine épaisse, la solution peut être plusieurs descentes, d'abord plus petites puis plus grandes, ou un traitement à chaud ou aux solvants avant de revenir.

Remontée (POOH) et lecture de l'outil

Remontez à vitesse modérée et ralentissez fortement sur les dernières centaines de pieds, pour que l'outil ne heurte pas le stuffing box et ne casse pas le câble au rope socket. Une fois l'outil dans le lubricator, fermez la swab valve en comptant les tours, purgez le lubricator, puis démontez.

Examinez attentivement le gauge cutter : c'est le « rapport » du puits.

Consignez les résultats dans le rapport : profondeurs, poids, overpull et photos de l'outil.

Qui fait quoi ?

Une équipe slickline type comprend l'opérateur de l'unité, qui commande le treuil et surveille l'indicateur de poids et le compteur, et un ou plusieurs aides en tête de puits qui montent l'équipement et manœuvrent les vannes. Le représentant de l'opérateur ou le superviseur du site approuve le programme et le permis de travail. La communication entre l'opérateur et la tête de puits doit être claire et convenue à l'avance, par signes ou par radio, surtout à l'ouverture et à la fermeture de la swab valve et à l'approche de la surface. Une courte réunion de sécurité (toolbox talk) avant le début passe en revue les dangers et le plan d'urgence.

Problèmes courants et comment les éviter

• Chute d'outil : rope socket mal monté, raccords mal serrés ou choc contre le stuffing box. Remède : inspection avant chaque descente, tool trap, ralentissement près de la surface.
• Emmêlement du câble (bird-nesting) : descente plus rapide que ne le permet le poids, ou arrêt brutal. Remède : poids suffisant et vitesse maîtrisée.
• Profondeur erronée : compteur mal réglé ou allongement du câble. Remède : repère clair et comparaison constante avec le schéma de complétion.
• Fuite au stuffing box : garnitures usées ou mauvais réglage. Remède : contrôle et réglage, et arrêt du travail à toute fuite de fluide ou de gaz du puits.
• Puits à H2S : équipement sour service, détection de gaz et appareils respiratoires, comme dans l'article sur le permis de travail.

Rappel : ne fermez jamais une vanne de l'arbre sur le câble, sauf en urgence selon la procédure : cela coupe le câble et endommage la vanne. Le moyen de fermer sur le câble, ce sont les mâchoires du wireline BOP.

Résumé pour le technicien

La descente du gauge cutter pose au puits une seule question : le passage est-il libre, au diamètre voulu, jusqu'à la profondeur voulue ? Dimensionnez l'outil à partir des vrais chiffres du tubing et des nipples, montez et éprouvez l'équipement de pression, ralentissez à chaque point critique, surveillez le poids, puis lisez les traces sur l'outil comme un résultat d'analyse. Pour les autres outils, voir la leçon Le slickline expliqué.

Testez vos connaissances

Termes du glossaire

• Slickline
• Tubing
• Lubricator
• Jar
• Packer
• Christmas Tree

Leçons liées

• Slickline en détail : outils et repêchage
• Anatomie du puits : de la tête de puits au fond
• Pourquoi le tubing de production s'obstrue-t-il par la cire ? Tout sur la paraffine
• Opérations de Workover : de la panne du puits au retour de la production

Sources

1. Halliburton - XN/RN landing nipples and lock mandrels (bore and no-go sizes)
2. Production Technology - Slickline service tools
3. Rebco Oil Tools - Gauge cutters (product data)
4. Parveen - Tubing gauge / paraffin cutter (catalogue PDF)
5. Energy Safety Canada - IRP 13: Wireline Operations (Ed. 2, 2020), pressure control equipment testing
6. OSHA eTool - Special services: wireline operations hazards