Une erreur d'un mètre dans la perforation gâche le puits : comment fonctionnent le GR et le CCL ?

Résumé de la leçon

Nous utilisons le GR pour identifier les couches et le CCL pour compter les joints du Tubage, afin de régler précisément la profondeur du pistolet de perforation.

Cette leçon fait partie du parcours Évaluation des formations, et dure 10:00 minutes. Regardez d'abord la vidéo, puis passez en revue les points clés et testez vos connaissances avec les questions en bas.

Points clés

1. 1Le CCL détecte les manchons (Collars) sous forme d'impulsions
2. 2Le GR relie la profondeur à la diagraphie en trou ouvert
3. 3La longueur connue des joints fournit une référence de profondeur

Cours écrit

Pourquoi un mètre est-il si important ?

Avant la perforation (Perforating), nous devons connaître précisément la profondeur de la couche productrice à l'intérieur des tubes en acier fermés. Une erreur d'un mètre pourrait placer les perforations dans une couche d'argile, une couche d'eau, ou rater une partie du pétrole. Nous avons donc besoin de deux outils travaillant ensemble : le Gamma Ray (GR) et le Casing Collar Locator (CCL).

Qu'est-ce que le Gamma Ray ?

Les roches contiennent des éléments naturellement radioactifs : potassium, thorium et uranium, plus abondants dans l'argile (Shale) que dans le sable propre et les carbonates. L'outil GR mesure ce rayonnement avec un détecteur à scintillation (Scintillation) ; la lecture augmente au niveau de l'argile et diminue au niveau du sable.

La lecture est mesurée en unités API, et la référence est une installation d'étalonnage API à l'Université de Houston (API Calibration Pit), créée pour normaliser les lectures entre les entreprises.

On peut estimer le volume d'argile Vsh : d'abord l'indice GR : IGR = (GR − GRmin) ÷ (GRmax − GRmin). Exemple illustratif : GRmin = 20, GRmax = 120 et la lecture est 70, donc IGR = 50 ÷ 100 = 0,5. Avec l'équation de Larionov pour les roches anciennes : Vsh = 0,33 × (2^(2 × IGR) − 1) = 0,33 × (2 − 1) = 0,33, soit environ 33 %. Pour les roches plus récentes (Tertiaire), l'équation est : Vsh = 0,083 × (2^(3,7 × IGR) − 1) ≈ 0,22, soit environ 22 %. Ces valeurs sont illustratives et varient selon le champ.

Qu'est-ce que le CCL ?

Le Tubage est composé de tubes (Joints) reliés par des manchons appelés Collars ; à chaque manchon, la masse de métal augmente légèrement. L'outil CCL contient une bobine et un aimant ; en passant devant un manchon, le champ magnétique change, générant une impulsion électrique qui apparaît comme un pic sur la courbe. Nous comptons ainsi les manchons et connaissons notre position par rapport à la colonne de tubage.

Comme les longueurs des joints sont connues d'après le rapport de descente du Tubage, le CCL nous donne une référence de profondeur précise. Un joint court (Short Joint) placé à un endroit connu est utilisé comme repère distinctif.

Le calage (Tie-In) et le réglage de la profondeur de perforation

Nous descendons un train d'outils portant le GR et le CCL à l'intérieur du puits tubé (Cased Hole), enregistrons le GR à une certaine vitesse, puis comparons la courbe GR enregistrée dans le tubage avec la courbe GR enregistrée précédemment en trou ouvert (Open Hole). Nous faisons correspondre les pics et les creux caractéristiques pour trouver la différence de profondeur entre les deux enregistrements.

Exemple explicatif : nous constatons que la diagraphie de tubage est plus profonde de 10 ft par rapport à celle de trou ouvert au niveau de la même couche, nous corrigeons donc la profondeur de 10 ft. Ensuite, nous utilisons le CCL pour identifier les manchons proches de la profondeur cible et perforer par rapport à un raccord de référence connu.

Note : Le rayonnement à l'intérieur du tubage est atténué par l'acier et le ciment, les valeurs absolues seront donc inférieures à celles du trou ouvert ; c'est pourquoi nous comparons la forme et le motif plutôt que les valeurs numériques.

Erreurs à éviter

• Ne pas stabiliser la vitesse d'enregistrement ou avoir une vitesse de câble variable, ce qui fausse les profondeurs.
• Comparer les valeurs absolues au lieu des motifs de la courbe.
• Oublier de caler les profondeurs entre l'enregistrement en trou ouvert et celui en tubage.
• Se fier à un seul manchon proche sans confirmer le compte total des manchons.

Les chiffres de cette leçon sont illustratifs, et les spécifications des outils varient selon le fabricant.

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Glossaire du cours