Coiled Tubing 1 : de la touret au fond du puits

Résumé de la leçon

Un tube en acier continu mesurant plusieurs kilomètres descend dans un puits sous pression sans le tuer. Définition, historique, vue d'ensemble du système et comparaison avec les tiges filetées et le wireline.

Cette leçon fait partie du parcours Intervention sur puits et dure 10:01 minutes. Regardez d'abord la vidéo, puis passez en revue les points clés et évaluez vos connaissances grâce aux questions ci-dessous.

Points clés

1. 1Tube continu enroulé sur touret sans raccordement
2. 2Capacité de pompage continue pendant la manœuvre
3. 3Intervention sous pression sur puits vivant
4. 4Limites : fatigue du métal, rotation et portée horizontale

Cours écrit

Qu'est-ce que le Coiled Tubing ?

Le Coiled Tubing (tube continu) est un tube d'acier sans raccordement, enroulé sur un grand touret et injecté ou extrait du puits à l'aide d'une tête d'injection (Injector Head). Les diamètres extérieurs courants varient de 1 in à environ 2-7/8 in, et la longueur sur un seul touret peut atteindre plusieurs milliers de pieds. Depuis les années 1960, cette technologie a évolué pour devenir l'un des outils majeurs d'intervention sur puits (Well Intervention).

Quelles sont ses caractéristiques uniques ?

• Aucun raccordement : Pas besoin de visser et dévisser les tiges tous les 30 ft environ comme avec des tiges filetées (Jointed Pipe), ce qui rend les manœuvres extrêmement rapides.
• Pompage en cours de déplacement : Le tube est creux et relié aux pompes par un raccord tournant sur le moyeu du touret, permettant la circulation de fluides pendant le mouvement.
• Travail sur puits vivant : Le tube passe à travers un stripper et un bloc d'obturation (BOP) spécifique, évitant ainsi d'avoir à tuer le puits avec des boues lourdes risquant d'endommager la formation.
• Accès aux puits déviés et horizontaux : Grâce à sa rigidité relative, le tube peut être poussé, contrairement au wireline qui dépend de la gravité.

Vue d'ensemble du système

Un système CT comprend le touret (Reel), le col de cygne (Gooseneck), la tête d'injection qui entraîne le tube au moyen de chaînes à grippeurs, les équipements de contrôle de pression (Stripper et BOP), la cabine de commande (Control Cabin) et le groupe hydraulique (Power Pack). Un assemblage de fond (BHA) adapté à l'opération est fixé à l'extrémité du tube. Les chapitres suivants détailleront chacun de ces composants.

Comparaison rapide

• Par rapport aux tiges filetées : Le CT offre des manœuvres plus rapides et fonctionne sur puits vivant, mais les tiges filetées supportent une traction et un couple bien plus élevés et permettent une rotation directe.
• Par rapport au Slickline et à l'E-line : Le wireline est plus rapide et économique pour les interventions simples, mais ne permet ni circulation ni poussée, capacités qu'apporte le CT.
• Par rapport au Snubbing : Le snubbing manœuvre des tiges filetées sous pression et accepte des charges supérieures, mais reste plus lent à mettre en œuvre.

Limites opérationnelles à respecter

• Fatigue du métal : Le tube subit des fléchissements plastiques répétés à chaque passage sur le touret et le col de cygne, consommant une partie de sa durée de vie.
• Rotation : Le corps du CT ne peut pas tourner sur lui-même. La rotation au fond nécessite l'utilisation d'un moteur de fond (Mud Motor) intégré au BHA.
• Flambement et blocage (Buckling et Lock-up) : Dans les longs puits horizontaux, le tube s'enroule de manière hélicoïdale avec l'augmentation du frottement jusqu'au blocage de l'avancement. On utilise alors des tubes de plus grand diamètre, des réducteurs de friction ou des tracteurs (Tractors).
• Limites de pression et de traction : Définies par le grade de l'acier, l'épaisseur de paroi et l'état d'usure du tube ; les charges appliquées doivent rigoureusement rester dans l'enveloppe de sécurité.

Volume interne du tube

Compte tenu de la longueur élevée et du faible diamètre interne, le volume intérieur détermine le temps nécessaire pour qu'un fluide ou une bille atteigne le fond du puits.

Capacity (bbl/ft) = ID² (in) ÷ 1,029.4

Exemple de calcul : Pour un tube de diamètre extérieur de 1.75 in et d'épaisseur de paroi de 0.134 in, le diamètre intérieur est 1.75 − 2 × 0.134 = 1.482 in. Sa capacité est 1.482² ÷ 1 029,4 = 2,196 ÷ 1 029,4 ≈ 0,00213 bbl/ft. Si la longueur totale sur le touret est de 15 000 ft, le volume interne vaut 15 000 × 0,00213 ≈ 32 bbl. Avec un débit de pompage de 1.5 bbl/min, le fluide met environ 32 ÷ 1.5 ≈ 21 minutes pour atteindre le bas du tube. Notez que le calcul intègre la totalité de la longueur du touret, et non uniquement la portion descendue dans le puits.

Domaines d'application principales

Nettoyage du sable et des dépôts, pistonnage à l'azote (nitrogen lift), acidification, fraisage, repêchage, diagraphie et perforation en puits horizontaux, pose de bouchons, et parfois forage au CT. Tout cela sans remonter la colonne de production dans la plupart des cas.

Les chiffres et exemples présentés dans ce cours sont à visée pédagogique. En opérations réelles, suivez les procédures de votre entreprise et les instructions de votre centre de formation agréé.

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Glossaire du cours