FR2659387A1 - Methode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine. - Google Patents
Methode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2659387A1 FR2659387A1 FR9003230A FR9003230A FR2659387A1 FR 2659387 A1 FR2659387 A1 FR 2659387A1 FR 9003230 A FR9003230 A FR 9003230A FR 9003230 A FR9003230 A FR 9003230A FR 2659387 A1 FR2659387 A1 FR 2659387A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- well
- parameter
- drill string
- bit
- formation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 230000004941 influx Effects 0.000 claims description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000063 preceeding effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 48
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 1
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
- E21B49/003—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by analysing drilling variables or conditions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
La présente invention concerne une méthode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine contenant un fluide, pendant l'opération de forage d'un puits traversant ladite formation. Le puits est foré à l'aide d'un train de tiges de forage comprenant un trépan fixé à son extrémité inférieure et à l'aide d'une boue de forage pompée dans ledit train de tiges à la surface et ressortant à la surface. La méthode est caractérisée en ce que pendant que le trépan se trouve en regard de ladite formation et pendant que ledit train de tiges est remonté à la surface d'au moins une longueur de tiges, a) on suit l'évolution de la valeur d'un premier paramètre pour detecter une venue dudit fluide de la formation dans le puits; b) on suit l'évolution de la valeur d'un deuxième paramètre caractéristique de la force appliquée en surface au train de tiges pour le remonter; c) on corrèle les valeurs desdits premier et deuxième paramètres pour détecter une augmentation de l'un desdits paramètres correspondant à une augmentation de l'autre paramètre et on détermine l'augmentation de la valeur dudit deuxième paramètre; et d) on estime la pression interstitielle de ladite formation à partir de ladite augmentation de la valeur dudit deuxième paramètre déterminée à l'étape c précédente. De façon avantageuse, le premier paramètre est le débit de sortie de la boue de forage ou le volume de boue dans le bac à boue en surface et le deuxième paramètre est le poids apparent P du train de tiges suspendu en surface à des moyens de manutention, tel qu'un crochet.
Description
Méthode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation
souterraine L'invention se rapporte à une méthode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine contenant un fluide Cette méthode s'effectue pendant les opérations de forage d'un puits traversant ladite formation Pour cela, on utilise un train de tiges composé d'éléments aboutés en nombre variable, des éléments étant successivement ajoutés ou retranchés suivant qu'il s'agit de faire descendre ou de faire remonter le trépan dans le puits Pour permettre l'adjonction ou l'enlèvement d'éléments du train de tiges, celui-ci est périodiquement mis sur cales de façon à pouvoir être décroché dudit élément mobile de préhension. Lorsqu'il est nécessaire de remonter le trépan en cours de forage, par exemple pour la raison qu'il est usé et doit être changé, on procède à l'extraction et au démontage, élément par élément, du train de tiges (chacun de ces éléments étant généralement formé d'une rame de trois tiges) Puis, lorsque le forage peut reprendre, on reconstitue le train de tiges en remontant un à un ses éléments et en le faisant descendre pas à pas
dans le puits.
Certaines formations souterraines sont poreuses et contiennent un fluide dans les espaces interstitiels ou pores, tel que eau, gas ou pétrole brut Le fluide contenu dans la roche est à une certaine pression appelée pression interstitielle Lorsque le trépan du train de tiges de forage pénètre dans une telle formation, le fluide a tendance à s'écouler de la formation dans le puits, pour autant que la formation soit suffisamment perméable pour permettre cet écoulement Si la pression interstitielle est élevée, le fluide contenu dans la formation peut jaillir violamment hors du puits, créant ainsi une éruption qui est une situation extrêmement dangereuse, aussi bien pour les foreurs que pour l'équipement de forage, s'il l'éruption n'est pas controlée à temps On utilise alors un fluide de forage, appelé "boue", qui f \ remplit le puits et exerce au regard des formations forées une pression hydrostatique dont la valeur dépend de la densité de la boue et de la profondeur à laquelle se trouve la formation La densité de la boue est ajustée en surface, en y modifiant la concentration d'un agent alourdissant tel que la barite de manière à ce que la pression hydrostatique soit toujours supérieure à la pression interstitielle du fluide contenu dans la formation Le
fluide reste alors dans la formation.
Cependant, il est impératif de ne pas endommager la formation et de ne pas polluer le fluide qu'elle contient La densité de la boue ne doit donc pas être trop élevée De plus, on mélange à la boue un agent réducteur de filtrat, tel que la bentonite, qui forme une couche relativement imperméable, appelée "cake" de boue, le long de la paroi du puits principalement en regard des formations poreuses et empêche ainsi la boue de pénétrer dans les formations Le cake de boue consolide aussi les parois du puits On comprend qu'il est important de connaître ou au moins d'avoir une bonne estimation des pressions interstitielles des
formations traversées par le forage ou en cours de forage.
Lors de la remontée du train de tiges dans le puits vers la surface, il peut se produire un effet de pistonnage de la boue de forage si la vitesse de remontée est excessive Cet effet a pour conséquence d'abaisser la pression hydrostatique de la boue dans la partie du puits située endessous du trépan et, si cette pression hydrostatique devient inférieure à la pression interstitielle du fluide contenu dans une formation, une venue de ce fluide dans le puits va se produire Pour cette raison, la mise en éruption d'un
puits survient souvent au moment de la remontée du train de tiges.
Inversement, au cours de la descente du train de tiges dans le puits, il se produit une augmentation de la pression hydrostatique Si la descente est trop rapide, l'augmentation de
pression en résultant peut provoquer la fracture de la formation.
Les foreurs controlent alors les vitesses de descente et de remontée du train de tiges de façon à éviter une augmentation ou une diminution de la pression hydrostatique Pour déterminer la vitesse optimale de remontée ou de descente du train de tiges (une vitesse trop faible faisant perdre du temps), et donc pour déterminer la variation de pression résultante, des modèles théoriques ont été développés, faisant intervenir différents paramètres tels que la géométrie du trou foré et du trépan et les propriétés de la boue de forage, notamment sa viscosité Un tel modèle est par exemple décrit dans l'article IADC/SPE no 11412 intitulé "Surge and Swab modeling for dynamic pressures and safe trip velocities" (Modèles de l'effet de pistonnage pour des pressions dynamiques et des vitesses sûres de manoeuvre), 1983, par Manohar Lal Ces modèles permettent de calculer les variations de pression résultant de la manoeuvre du train de tiges, basés sur des paramètres qui n'évoluent pas ou peu au cours du forage Ils ne permettent pas d'estimer la pression interstitielle d'une formation, à partir de paramètres variables dont les valeurs sont
mesurées au cours du forage.
Des systèmes ont également été inventés pour controler les vitesses de manoeuvre du train de tiges Un tel système est par
exemple décrit dans le brevet US 3,942,594 ou 3,866,468.
La détection de venues de fluide de la formation dans le puits a fait l'objet de nombreux travaux, à cause de l'importance de ce phénomème La méthode sans doute la plus utilisée lorsque le train de tiges est remonté à la surface consiste à mesurer le niveau de la boue dans le bac dans lequel est stockée la boue en sortant du puits, avant d'être re-injectée dans le puits Le volume occupé par le métal du train de tiges retiré du puits est déterminé, à l'aide de tables de référence, et ajouté au volume de boue dans le bac de façon à pouvoir comparer une mesure de volume de boue avec les mesures précédentes et ainsi pouvoir détecter une venue du fluide de la formation souterraine Cette opération est effectuée régulièrement, après l'enlèvement de plusieurs (généralement 5 ou 10) éléments de tiges de forage ("stand" en anglais), chaque élément mesurant environ 30 mètres Le niveau de boue dans le bac peut être corrélé à un autre indicateur de venue, tel que le débit de boue à la sortie du puits Pour illustrer ces techniques on peut citer par exemples les brevets US 3, 646,808 et 3,729,986 et la demande de brevet GB 2,032,981 A Cependant, aucune des méthodes citées ne permet d'estimer la pression interstitielle du fluide contenu dans une formation souterraine, à l'aide de
mesures effectuées au cours du forage.
A cette fin, la présente invention propose une méthode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine contenant un fluide, pendant l'opération de forage d'un puits traversant ladite formation, ledit puits étant foré à l'aide d'un train de tiges de forage comprenant un trépan fixé à son extrémité inférieure et à l'aide d'une boue de forage pompée dans ledit train de tiges à la surface et ressortant à la surface, la méthode étant caractérisée en ce que, pendant que le trépan se trouve en regard de ladite formation et pendant que ledit train de tiges est remonté à la surface d'au moins une longueur de tiges, a) on suit l'évolution de la valeur d'un premier paramètre pour détecter une venue dudit fluide de la formation dans le puits; b) on suit l'évolution de la valeur d'un deuxième paramètre caractéristique de la force appliquée en surface au train de tiges pour le remonter; c) on corrèle les valeurs desdits premier et deuxième paramètres pour détecter une augmentation de l'un desdits paramètres correspondant à une augmentation de l'autre paramètre et on détermine l'augmentation de la valeur dudit deuxième paramètre; et d) on estime la pression interstitielle de ladite formation à partir de ladite augmentation de la valeur dudit deuxième paramètre
déterminée à l'étape c précédente.
De façon avantageuse, ledit premier paramètre est le débit de sortie de la boue de forage ou le volume de boue dans le bac à boue en surface Ledit deuxième paramètre est avantageusement le poids apparent P du train de tiges suspendu en surface à des moyens
de manutention comprenant habituellement un crochet.
De façon avantageuse, on détermine la variation de pression dp dans le puits, à la profondeur du trépan, variation due à l'effet de pistonnage provoquée par la remontée du train de tiges, à l'aide de l'augmentation du poids apparent d P du train de tiges, lorsqu'une venue de fluide a été décelée en surface, et à l'aide de la surface maximale S de la section du trépan par la formule
dp=d P/S.
La pression interstitielle estimée de la formation est alors comprise entre la pression hydrostatique de la boue à la profondeur du trépan, d'une part, et à ladite pression hydrostatique diminuée de ladite variation de pression dp d'autre part. De façon à détecter les formations poreuses, la vitesse d'avancement du trépan pendant le forage est avantageusement enregistrée, puis correlée avec les deux autres paramètres, le
volume de boue dans le bac et le poids apparent du train de tiges.
De plus, il est commode d'enregistrer les valeurs du poids sur le trépan en fonction de la profondeur, au moins au regard des formations poreuses, alors que le trépan ne touche pas le fond du trou foré On compare ensuite ces valeurs enregistrées avec les valeurs mesurées en cours de la remontée du train de tiges pour en
déterminer les variations de poids.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, en
regard des dessins annexés, d'un exemple de mise en oeuvre non
limitatif de la méthode.
La figure 1 représente shématiquement, en coupe verticale,
une tour de forage et le puits qu'elle surmonte.
La figure 2 illustre le passage du trépan au regard d'une
formation souterraine poreuse.
La figure 3 montre un exemple d'enregistrement du poids apparent (en kilonewtons) du train de tiges suspendu au crochet de manutention, en fonction du temps, et le volume de boue de forage
(en mètre-cube) dans le bac à boue.
La figure 4 montre les mêmes enregistrements de données, poids apparent au crochet et volume de boue dans le bac, mais
converties en fonction de la profondeur du trépan.
La tour de forage représentée à la figure 1 comprend un mât 1 se dressant au-dessus du sol 2 et équipé de moyens de levage 3 auquel est suspendu un train de tiges de forage 4 formé de tiges aboutées par vissage et portant à son extrémité inférieure un trépan 5, en vue du forage d'un puits 6 Les moyens de levage 3 se compose d'un moufle supérieur 7 dont l'axe est fixé au sommet du mât 1, d'un moufle inférieur 8 mobile verticalement, auquel est attaché un crochet 9, d'un câble 10 passant sur les moufles 7 et 8 et formant, à partir du moufle supérieur 7, d'une part un brin mort i Qa ancré en un point fixe 11, d'autre part un brin actif l Ob qui
va s'enrouler sur le tambour d'un treuil 12.
En dehors des périodes de forage, comme représenté, le train de tiges 4 peut être suspendu au crochet 9 par l'intermédiaire d'une tête d'injection 13 reliée par un tuyau flexible 14 à une pompe à boue 15, laquelle permet d'injecter dans le puits 6, via les tiges du train 4, creuses, de la boue de forage issue d'un bac à boue 16, ce dernier pouvant, inversement, recevoir de la boue en excès du puits 6 Cela permet, par actionnement des moyens de levage 3 au moyen du treuil 12, de faire remonter le train de tiges 4, ses tiges étant successivement retirées du puits 6 et dévissées de façon à extraire le trépan 5, ou de faire descendre le train de tiges 4, avec revissage successif des tiges qui le composaient, pour faire retourner le trépan au fond du puits Ces opérations de montage et de démontage de tiges nécessitent de décrocher momentanément de l'appareil de levage 3 le train de tiges 4; ce dernier est alors soutenu par coincement à l'aide de cales 17 dans un évidement conique 18 qu'offre une table
19 montée sur une plate-forme 20 et que traverse le train de tiges.
Durant les périodes de forage, le train de tiges 4 est entrainé en rotation par l'intermédiaire d'une tige carrée 21 montée à son extrémité supérieure Entre ces périodes, cette tige
carrée est remisée dans un fourreau 22 creusé dans le sol.
Les variations de la hauteur h du moufle mobile 8 au cours de ces opérations de remontée du tra-in de tiges 4 sont mesurées au moyen d'un capteur 23 Il s'agit dans le présent exemple d'un capteur d'angle de rotation couplé à la poulie la plus rapide du moufle fixe 7 (c'est la poulie d'o part le brin actif l Ob) Ce capteur donne à chaque instant la grandeur et le sens de la rotation de cette poulie, dont il est aisé de déduire la valeur et le sens du déplacement linéaire du câble reliant les moufles 7 et 8, la valeur et le sens du déplacement du moufle mobile 8 et, par
suite, la hauteur h de celui-ci.
En variante, cette hauteur h pourrait être mesurée directement à l'aide d'un capteur optique à laser, fonctionnant sur
le principe du radar.
Outre sa hauteur h, la charge appliquée au crochet 9 du moufle mobile 8 est mesurée; elle correspond au poids apparent P du train de tiges 4, qui varie avec le nombre de tiges que celui-ci comporte, avec les frottements du train de tiges le long de la paroi du puits et avec la densité de la boue de forage Cette mesure est effectuée au moyen d'un capteur de force 24 inséré dans le brin mort i Qa du câble 10 et mesurant la tension de celui-ci En multipliant la valeur que fournit ce capteur par le nombre de brins reliant les moufles 7 et 8, on obtient la charge au crochet du
moufle 8.
Les capteurs 23 et 24 sont reliés, par les lignes 25 et 26, à une unité de calcul 27 qui traite les signaux de mesure et les
applique à un enregistreur 28.
De plus, un capteur 29, relié par la ligne 30 à l'unité de calcul 27, mesure le niveau de la boue de forage dans le bac 16 Le capteur 29 qui comprend généralement un flotteur dont on mesure le déplacement, est utilisé couramment sur les plate-formes de forage
et est disponible commercialement.
Un capteur 31 détecte la présence ou l'absence de la tige carrée 21 dans le trou 22 Ce capteur est relié à l'unité 27 par la
ligne 32.
Les instruments de mesure décrits précédemment permettent de transformer les données des paramètres mesurés en fonction du
temps, en fonction de la profondeur du trépan 5 dans le puits 6.
Une telle transformation est décrite dans le brevet US 4,852,665.
La plupart des plate-formes de forage comprennent également des moyens de mesure du débit de boue injectée dans le puits (en général associés aux moyens de pompage) et du débit de boue sortant
du puits et retournant dans le bac 16.
La figure 2 montre de façon agrandie le trépan 5 fixé au train de tiges 4 remontant dans le puits 6 le trépan 5 se trouve au regard d'une formation poreuse 34, tel qu'un sable, contenant un fluide (un liquide ou un gas) soumis à une certaine pression, appelée pression interstitielle La formation 34 est entourée en haut par la formation imperméable 36 et en bas par la formation imperméable 38 La boue de forage 16, au contact de la formation poreuse 34, a formé un cake de boue relativement imperméable 40 qui forme une légère protubérance dans le puits, réduisant ainsi le diamètre du trou de forage En accord avec la présente invention, lorsque le trépan 5 passe au regards d'une telle formation poreuse, la réduction de diamètre du trou de forage à cet endroit provoque un effet de pistonnage et donc une diminution dp de la pression
hydrostatique p de la boue de forage juste en dessous du trépan 5.
Ceci conduit à une venue de fluide de la formation dans le puits, schématisée par les flèches 42 Il est à noter que cette venue de fluide peut se produire même lorsque la vitesse de remontée du train de tiges est faible De plus, les inventeurs ont remarqué que cette diminution de pression dp correspond à une augmentation d P du poids apparent P du train de tiges, poids suspendu au crochet 9 et mesuré à l'aide du capteur 24 (fig 1) Selon le principe de la présente invention, on détermine la variation de pression hydrostatique dp en divisant la variation de poids apparent d P par la surface maximale (representée schématiquement par S sur la figure 2) de la section du trépan, perpendiculaire à l'axe
longitudinal du trépan.
dp = d P/S Lorsque le trépan n'a pas une section uniforme, on choisit la
section de plus grande surface.
Une augmentation du poids apparent ne correspond pas
nécessairement au phénomène de pistonnage illustré sur la figure 2.
Il faut donc détecter la venue du fluide dans le puits, laquelle s'accompagne d'une augmentation de volume de boue présent dans le bac et d'une augmentation du débit de boue sortant du puits On peut alors détecter une venue de fluide par le capteur de niveau 29 (fig 1) et/ou par un débitmètre (non représenté) placé sur la canalisation de sortie de la boue hors du puits Par corrélation des valeurs mesurées d'un premier paramètre indicatif d'une venue de fluide avec les valeurs mesurées d'un deuxième paramètre caractéristique de la force appliquée en surface au train de tiges pour le remonter, on détermine la variation dp de pression hydrostatique à la profondeur considérée du trépan La pression interstitielle de la formation ayant produit le fluide peut alors être estimée puisqu'elle est comprise entre la pression hydrostatique de la boue, d'une part, et la pression hydrostatique diminuée de la variation de pression dp, d'autre part Connaissant la profondeur x du trépan et la densité rho de la boue, la pression hydrostatique est donnée par: p = x g rho g étant l'accélération de la pesanteur Si le puits est dévié, la profondeur x doit bien entendu être corrigée pour tenir compte de
la déviation par rapport à la verticale.
Pour une formation poreuse 34 suffisamment épaisse, la détermination de la pression interstitielle peut être effectuée sur plusieurs longueurs ou éléments ("stand") de train de tiges retirés du puits On peut alors soit faire une mesure globale pour les longueurs considérées ou faire la moyenne des mesures individuelles obtenues avec chacun des éléments retirés La détermination de la pression interstitielle, ou simplement de la variation de poids apparent, peut aussi être effectuée en faisant la moyenne des mesures faites à l'occasion de plusieurs remontées du train de
tiges.
Pour mesurer les variations de poids apparent au crochet de manutention, on peut tout d'abord déterminer la décroissance ou la pente des mesures de poids successives lorsque l'on remonte le train de tiges Il est bien evident que ce poids va en diminuant régulièrement au fur et à mesure que des éléments de train de tiges de même longueur sont enlevés à la surface On mesure alors l'augmentation de poids apparent, par rapport à cette décroissance régulière du poids Une autre façon de procéder, qui peut être complémentaire, consiste au cours de l'opération de forage, par exemple à chaque fois que le puits a été foré d'une longueur de train de tiges élémentaire, à remonter légèrement le train de tiges de façon à ce que le trépan ne touche plus le fond du puits et à mesurer et enregistrer en fonction de la profondeur du trépan le poids apparent suspendu au crochet Il est avantageux de mettre en rotation le train de tiges, après que le trépan ait été relevé, puis d'arrêter la rotation du train de tiges et enfin de faire la mesure de poids Lorsque l'on remonte le train de tiges à la surface et que l'on veut déterminer la pression interstitielle d'une formation, on mesure alors le poids au crochet lorsque le trépan est en regard de la formation et on compare ledit poids avec celui préalablement enregistré au cours de l'opération de forage
lorsque le trépan était à la même profondeur dans le puits.
Les mesures de variations de poids et de volume de boue dans le bac peuvent être effectuées et enregistrées en fonction du temps, mais il est avantageux de convertir ces valeurs en fonction de la profondeur du trépan dans le puits Pour cette conversion, on
peut utiliser la méthode décrite dans le brevet US 4,852,665.
Il est connu des foreurs que la vitesse d'avancement du trépan en cours de forage est plus élevée dans les formations poreuses que dans les formations non poreuses Il est alors intéressant de repérer les formations poreuses au cours du forage en enregistrant la vitesse d'avancement du trépan et en localisant les zones o cette vitesse d'avancement est plus elevée qu'ailleurs On peut pour cela utiliser la méthode de mesure de la vitesse d'avancement décrite dans le brevet US 4, 843,875 On peut ensuite corréler ces informations concernant la profondeur des formations poreuses avec les mesures de variations de poids
apparent et de volume de boue.
Les figures 3 et 4 représentent le volume de boue dans le bac de surface (fig 3 a et 4 a) mesuré en mètre-cube, et le poids il apparent P (en kilo Newton) du train de tiges suspendu au crochet de manutention (fig 3 b et 4 b), les mesures des figures 3 et 4 étant exprimées en fonction, respectivement, du temps t en secondes et de
la profondeur (en metres) du trépan dans le puits.
Sur les figures 3 (a) et 4 (a), on remarque une décroissance régulière du volume de boue dans le bac en surface d'environ 9 mètres-cubes à 8 mètrescubes entre les temps 24 000 S et 26 200 s (fig 3 (a)), correspondant aux profondeurs du trépan 950 m à 670 m (fig 4 (a)) Cette décroissance correspond simplement à une diminuation régulière de la longueur du train de tiges dans le puits, au fur et à mesure que l'on enlève des tiges Cette diminuation de métal dans le puits est compensée par un volume équivalent de boue, ce qui se traduit par une décroissance régulière du niveau de boue dans le bac Pour mettre en oeuvre la présente invention, il n'est pas nécessaire de calculer le volume de train de tiges sorti du puits; il suffit de suivre la décroissance de la courbe de la fig 3 (a) ou 4 (a) pour en déceler une augmentation par rapport à la décroissance régulière, cette augmentation indiquant une venue de fluide de la formation dans le
puits.
Ainsi, sur les figures 3 (a) et 4 (a), on remarque deux venues successives A et B Ces venues sont corrélées avec les enregistrements de la force ou du poids P au crochet (fig 3 (b) et 4 (b)) Une augmentation de poids d P est nettement mise en évidence, indiquée par C et D, par rapport à la diminution régulière de poids, indiquée par la droite E Cette diminution régulière de poids, bien visible sur l'enregistrement en fonction de la profondeur (fig 4), est due à la diminution de longueur du train de tiges suspendu au crochet, au fur et à mesure de l'enlèvement de tiges en surface Sur la figure 3 (b), on remarque que les évènements C et D sont formés chacun de deux pics Ceci est dû au fait que l'augmentation de poids était inattendue et que la vitesse de remontée du train de tige n'a pas été régulière, mais a été très fortement ralentie à un moment donné (pour t= 26 450 et t= 27 100) Pour déterminer l'augmentation de poids d P, on peut par exemple prendre la valeur moyenne des maxima de poids P lorsque l'enregistrement s'accompagne de bruits comme c'est le cas sur les figures 3 et 4 Sur ces figures l'augmentation de poids d P est égal à environ 240 k N La variation de pression hydrostatique dp à la profondeur du trépan considérée est aisément déterminée en
divisant la valeur d P par l'aire S de la section du trépan.
Connaissant dp, on estime la pression interstitielle de la formation à partir de la pression hydrostatique de boue à la
profondeur du trépan.
Claims (12)
1 Méthode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine contenant un fluide pendant l'opération de forage d'un puits traversant ladite formation, ledit puits étant foré à l'aide d'un train de tiges de forage comprenant un trépan fixé à son extrémité inférieure et à l'aide d'une boue de forage pompée dans ledit train de tiges à la surface et ressortant à la surface, la méthode étant caractérisée en ce que pendant que le trépan se trouve en regard de ladite formation et pendant que le dit train de tiges est remonté à la surface d'au moins une longueur de tiges, a) on suit l'évolution de la valeur d'un premier paramètre pour détecter une venue dudit fluide de la formation dans le puits; b) on suit l'évolution de la valeur d'un deuxième paramètre caractéristique de la force appliquée en surface au train de tiges pour le remonter; c) on corrèle les valeurs desdits premier et deuxième paramètres pour détecter une augmentation de l'un desdits paramètres correspondant à une augmentation de l'autre paramètre et on détermine l'augmentation de la valeur dudit deuxième paramètre; et d) on estime la pression interstitielle de ladite formation à partir de ladite augmentation de la valeur dudit deuxième paramètre
déterminée à l'étape c précédente.
2 Méthode selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'on suit l'évolution des valeurs desdits premier et deuxième paramètres pendant les intervalles de temps nécessaires à la
remontée en surface de plusieurs longueurs de tiges consécutives.
3 Méthode selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que la pression interstitielle est estimée à partir des pressions interstitielles estimées lors de différentes remontées du
train de tiges.
4 Méthode selon l'une des revendication précécentes caractérisée en ce que ledit premier paramètre est le débit de la
boue de forage sortant du puits.
14 2659387
Méthode selon l'une des revendications 1 à 3
caractérisée en ce que, la boue de forage étant stockée à la surface dans un bac, ledit premier paramètre est représentatif du
niveau de boue dans le bac.
6 Méthode selon la revendication 5 caractérisée en ce que l'on détermine le volume du train de tiges retiré du puits et que l'on corrige ledit premier paramètre pour tenir compte dudit volume.
7 Méthode selon l'une des revendications précédentes
caractérisée en ce que, le train de tiges étant suspendu en surface à des moyens de manutention, ledit deuxième paramètre est représentatif du poids apparent P du train de tiges accroché
auxdits moyens de manutention.
8 Méthode selon la revendication 7 caractérisée en ce que, durant l'opération de forage, on mesure et on enregistre les valeurs dudit poids apparent du train de tige à des profondeurs déterminés, le trépan n'étant pas en contact avec le fond du puits foré et on compare lesdites valeurs enregistrées avec les valeurs mesurées dudit poids apparent aux mêmes profondeurs lors de la
remontée du train de tiges.
9 Méthode selon l'une des revendications précédentes
caractérisée en ce que l'on détermine la variation de pression dp dans le puits, à la profondeur du trépan, due à l'effet de pistonnage provoqué par la remontée du train de tige, à partir des
variations dudit deuxième paramètre.
Méthode selon les revendications 7 et 9 caractérisée en
ce que, l'augmentation du poids apparent P du train de tiges ayant été déterminée égale à d P et la surface maximale d'une section du trépan selon un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du trépan étant égale à S, ladite variation de pression dp due à l'effet de
pistonnage est égale à d P/S.
11 Méthode selon l'une des revendications 9 et 10
caractérisée en ce que l'on détermine la pression hydrostatique dans le puits à la hauteur du trépan et en ce que ladite pression interstitielle est estimée être comprise entre ladite pression hydrostatique, d'une part, et ladite pression hydrostatique
diminuée de ladite variation de pression dp, d'autre part.
12 Méthode selon la revendication 11 caractérisée en ce que ladite pression hydrostatique est calculé à partir de la densité de la boue de forage et de la profondeur à laquelle se
trouve le trépan.
13 Méthode selon l'une des revendications précédentes
caractérisée en ce que l'on mesure la vitesse d'avancement du trépan dans le puits en cours de forage et en ce que l'on corrèle ladite vitesse de pénétration avec lesdites évolutions des valeurs
des premier et deuxième paramètres.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9003230A FR2659387A1 (fr) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Methode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine. |
| EP91200310A EP0489447B1 (fr) | 1990-03-12 | 1991-02-14 | Procédé d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine |
| DE69115663T DE69115663D1 (de) | 1990-03-12 | 1991-02-14 | Verfahren zur Bestimmung des Porendrucks einer unterirdischen Formation |
| CA002037035A CA2037035A1 (fr) | 1990-03-12 | 1991-02-25 | Methode d'evaluation de la pression d'eau interstitielle dans une formation souterraine |
| US07/664,261 US5115871A (en) | 1990-03-12 | 1991-03-04 | Method for the estimation of pore pressure within a subterranean formation |
| NO910946A NO301662B1 (no) | 1990-03-12 | 1991-03-11 | Fremgangsmåte for estimering av poretrykk i en undergrunnsformasjon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9003230A FR2659387A1 (fr) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Methode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2659387A1 true FR2659387A1 (fr) | 1991-09-13 |
Family
ID=9394702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9003230A Withdrawn FR2659387A1 (fr) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Methode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5115871A (fr) |
| EP (1) | EP0489447B1 (fr) |
| CA (1) | CA2037035A1 (fr) |
| DE (1) | DE69115663D1 (fr) |
| FR (1) | FR2659387A1 (fr) |
| NO (1) | NO301662B1 (fr) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6988566B2 (en) | 2002-02-19 | 2006-01-24 | Cdx Gas, Llc | Acoustic position measurement system for well bore formation |
| CA2256258C (fr) * | 1998-12-16 | 2007-10-02 | Konstandinos S. Zamfes | Epreuve par ecouvillonnage servant a determiner la productivite relative de la formation |
| US6220087B1 (en) | 1999-03-04 | 2001-04-24 | Schlumberger Technology Corporation | Method for determining equivalent static mud density during a connection using downhole pressure measurements |
| US20020112888A1 (en) * | 2000-12-18 | 2002-08-22 | Christian Leuchtenberg | Drilling system and method |
| US20050169717A1 (en) * | 2004-02-03 | 2005-08-04 | Field Grant A. | Electronic drill depth indicator |
| US7386430B2 (en) * | 2004-03-19 | 2008-06-10 | Schlumberger Technology Corporation | Method of correcting triaxial induction arrays for borehole effect |
| NO333727B1 (no) * | 2007-07-06 | 2013-09-02 | Statoil Asa | Anordninger og fremgangsmater for formasjonstesting ved trykkmaling i et isolert, variabelt volum |
| GB0819340D0 (en) * | 2008-10-22 | 2008-11-26 | Managed Pressure Operations Ll | Drill pipe |
| GB0905633D0 (en) | 2009-04-01 | 2009-05-13 | Managed Pressure Operations Ll | Apparatus for and method of drilling a subterranean borehole |
| GB2469119B (en) | 2009-04-03 | 2013-07-03 | Managed Pressure Operations | Drill pipe connector |
| SG178120A1 (en) * | 2009-09-15 | 2012-03-29 | Managed Pressure Operations | Method of drilling a subterranean borehole |
| US8684109B2 (en) | 2010-11-16 | 2014-04-01 | Managed Pressure Operations Pte Ltd | Drilling method for drilling a subterranean borehole |
| US9458696B2 (en) | 2010-12-24 | 2016-10-04 | Managed Pressure Operations Pte. Ltd. | Valve assembly |
| US10190406B2 (en) * | 2014-12-23 | 2019-01-29 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Formation fracturing potential using surrounding pore pressures |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3646808A (en) * | 1970-08-28 | 1972-03-07 | Loren W Leonard | Method for automatically monitoring and servicing the drilling fluid condition in a well bore |
| US3942594A (en) * | 1972-10-04 | 1976-03-09 | Drill-Au-Mation, Inc. | Drill pipe monitoring system |
| GB2032981A (en) * | 1978-09-25 | 1980-05-14 | Exxon Production Research Co | Apparatus and method for detecting abnormal drilling conditions |
| US4833914A (en) * | 1988-04-29 | 1989-05-30 | Anadrill, Inc. | Pore pressure formation evaluation while drilling |
| US4843875A (en) * | 1987-04-27 | 1989-07-04 | Schlumberger Technology Corporation | Procedure for measuring the rate of penetration of a drill bit |
| US4852665A (en) * | 1986-12-10 | 1989-08-01 | Schlumberger Technology Corporation | Method for monitoring the operations of the rotary drilling of a well |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729986A (en) * | 1970-08-28 | 1973-05-01 | L Leonard | Measuring and servicing the drilling fluid in a well |
| US3866468A (en) * | 1972-10-04 | 1975-02-18 | Drill Au Mation Inc | Drill pipe monitoring systems |
| US4553429A (en) * | 1984-02-09 | 1985-11-19 | Exxon Production Research Co. | Method and apparatus for monitoring fluid flow between a borehole and the surrounding formations in the course of drilling operations |
| FR2559540B1 (fr) * | 1984-02-10 | 1986-07-04 | Gazel Anthoine G | Procede et dispositif pour le pilotage de la course de levage sur un mat ou une tour de forage |
| US4566318A (en) * | 1984-03-30 | 1986-01-28 | Nl Industries, Inc. | Method for optimizing the tripping velocity of a drill string |
| US4570480A (en) * | 1984-03-30 | 1986-02-18 | Nl Industries, Inc. | Method and apparatus for determining formation pressure |
| US4980642A (en) * | 1990-04-20 | 1990-12-25 | Baroid Technology, Inc. | Detection of influx of fluids invading a borehole |
-
1990
- 1990-03-12 FR FR9003230A patent/FR2659387A1/fr not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-02-14 EP EP91200310A patent/EP0489447B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-14 DE DE69115663T patent/DE69115663D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-25 CA CA002037035A patent/CA2037035A1/fr not_active Abandoned
- 1991-03-04 US US07/664,261 patent/US5115871A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-11 NO NO910946A patent/NO301662B1/no unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3646808A (en) * | 1970-08-28 | 1972-03-07 | Loren W Leonard | Method for automatically monitoring and servicing the drilling fluid condition in a well bore |
| US3942594A (en) * | 1972-10-04 | 1976-03-09 | Drill-Au-Mation, Inc. | Drill pipe monitoring system |
| GB2032981A (en) * | 1978-09-25 | 1980-05-14 | Exxon Production Research Co | Apparatus and method for detecting abnormal drilling conditions |
| US4852665A (en) * | 1986-12-10 | 1989-08-01 | Schlumberger Technology Corporation | Method for monitoring the operations of the rotary drilling of a well |
| US4843875A (en) * | 1987-04-27 | 1989-07-04 | Schlumberger Technology Corporation | Procedure for measuring the rate of penetration of a drill bit |
| US4833914A (en) * | 1988-04-29 | 1989-05-30 | Anadrill, Inc. | Pore pressure formation evaluation while drilling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2037035A1 (fr) | 1991-09-13 |
| NO301662B1 (no) | 1997-11-24 |
| NO910946L (no) | 1991-09-13 |
| DE69115663D1 (de) | 1996-02-01 |
| US5115871A (en) | 1992-05-26 |
| EP0489447B1 (fr) | 1995-12-20 |
| EP0489447A1 (fr) | 1992-06-10 |
| NO910946D0 (no) | 1991-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2659387A1 (fr) | Methode d'estimation de la pression interstitielle d'une formation souterraine. | |
| FR2614360A1 (fr) | Procede de mesure de la vitesse d'avancement d'un outil de forage | |
| EP1046781B1 (fr) | Méthode et système de détection du déplacement longitudinal d'un outil de forage | |
| FR2865762A1 (fr) | Procede pour determiner la pression de formations terrestres | |
| FR2619155A1 (fr) | Procede d'analyse dynamique des venues de fluides dans les puits d'hydrocarbures | |
| FR2611804A1 (fr) | Procede de controle des operations de forage d'un puits | |
| FR2608208A1 (fr) | Procede de surveillance des operations de forage rotary d'un puits | |
| FR2562147A1 (fr) | Procede d'optimisation de la vitesse de manoeuvre d'un train de tiges de forage | |
| EP1259792B1 (fr) | Procede et dispositif pour faire penetrer dans le sous-sol marin, en particulier a des profondeurs importantes, un outil tubulaire de prelevements d'echantillons du sol ou de mesure des caracteristiques de ce sol | |
| FR2656373A1 (fr) | Methode de test in situ d'un fluide de forage. | |
| FR2836953A1 (fr) | Appareil d'essai de formation pour un pre-essai utilisant un controle du debit du fluide pulse | |
| EP0500877A1 (fr) | Procede de conduite d'un forage. | |
| EP1144804B1 (fr) | Procede de detection d'une venue de fluide de formation dans un puits en cours de forage et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede | |
| FR2817587A1 (fr) | Procede et dispositif pour determiner la qualite de reserve d'un puits de petrole | |
| WO2000039431A1 (fr) | Procede et dispositif pour regler a une valeur de consigne le niveau du fluide de forage dans le tube prolongateur | |
| FR2674284A1 (fr) | Sonde pour determiner notamment l'injectivite d'un puits petroflier et procede de mesures la mettant en óoeuvre. | |
| FR3069324B1 (fr) | Penetrometre statique et procede de mesure associe | |
| EP3283878B1 (fr) | Procédé de détermination de la pression interstitielle dans le sediment marin et dispositif correspondant | |
| FR2549132A1 (fr) | Procede et appareil pour la detection de la penetration d'un fluide dans un trou de forage | |
| FR2826449A1 (fr) | Procede et installation de determination de la position du front forme a l'interface entre deux fluides contenus dans un reservoir | |
| EP0475986B1 (fr) | Procede et dispositif de mesure in situ des caracteristiques de gonflement d'un sol | |
| FR2840014A1 (fr) | Procede pour determiner, par strates, la qualite de reserve d'un puits de petrole | |
| FR2530286A1 (fr) | Procede et systeme de detection d'un fluide de gisement dans un puits de forage | |
| FR2976313A1 (fr) | Procede de determination de la reponse complexe d'une strate permeable | |
| EP0461963A1 (fr) | Procédé et dispositif de diagraphie en puits de production non éruptif |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |