Refroidissement et nettoyage des forets
Pendant le processus de forage, le fluide de forage (boue) circule efficacement pour refroidir le trépan. En l’absence de circulation de boue, la température du trépan augmente de 1 à 2 degrés Celsius à chaque rotation au fond du puits. En supposant que le trépan tourne à 200 tours par minute, en seulement trois minutes après le forage, sa température monterait en flèche jusqu'à plus de 600 degrés -, un scénario très susceptible de déclencher des accidents graves tels qu'un épuisement ou un collage du trépan. Par conséquent, le flux de circulation du fluide de forage sert à dissiper efficacement la chaleur générée lorsque le trépan fracture la roche, garantissant ainsi que le trépan reste correctement refroidi et fonctionne dans ses paramètres de fonctionnement normaux. De plus, le fluide de forage joue un rôle crucial dans le nettoyage de la boue accumulée dans le trépan ; en rinçant le trépan, le fluide élimine efficacement les paquets de boue des dents et du dessous, garantissant que le trépan peut continuer à fracturer la roche de manière efficace et continue, améliorant ainsi l'efficacité globale du forage.
Élimination des boutures et contrôle des pertes de fluides
Au fur et à mesure que le forage progresse, le trépan fracture la roche, générant un volume important de déblais rocheux. Pour maintenir l’efficacité du forage, ces déblais doivent être rapidement évacués du fond du puits de forage. Cela empêche non seulement le foret de réaffûter des coupes précédemment fracturées-augmentant ainsi le taux de pénétration-, mais empêche également efficacement les déblais d'adhérer au foret, ce qui autrement entraverait son fonctionnement continu. Le fluide de forage doit posséder des propriétés spécifiques-y compris une densité, une viscosité et une résistance au cisaillement appropriées-pour garantir que les déblais sont transportés avec succès jusqu'à la tête de puits. De plus, en incorporant des additifs tels que le polyacrylamide et des sels inorganiques (par exemple, chlorure de potassium et chlorure de sodium), le fluide de forage empêche les déblais de s'hydrater et de se disperser dans la phase fluide ; cela garantit que les boutures restent intactes et ne s'hydratent pas ou ne se désintègrent pas, empêchant ainsi une augmentation indésirable de la densité du fluide. La prévention des pertes de fluides et le colmatage des puits de forage sont des priorités essentielles dans la gestion des fluides de forage ; plus précisément, avant de pénétrer dans les formations contenant du sel-(dômes de sel), l'ajout d'inhibiteurs résistants au sel-au fluide de forage peut efficacement atténuer-ou empêcher complètement-la contamination du fluide par la formation de sel.
Stabilité des puits de forage et contrôle de l’afflux d’eau
Lors du processus de forage, une attention particulière doit être portée à l'ajustement des propriétés du fluide de forage avant de pénétrer dans certaines formations sujettes à l'effondrement, afin d'assurer la stabilité des parois du puits de forage. Lors du forage à travers des formations telles que les groupes de Zhiluo et de Fuxian, il est essentiel de passer à un forage-système de boue stabilisatrice dans un rayon de 20 mètres avant d'entrer dans une strate sujette à l'effondrement-. De plus, la perte de liquide de boue doit être strictement contrôlée-maintenue en dessous de 5 mL-pour garantir la stabilité des parois du forage. De plus, lors du forage dans des champs pétrolifères matures, les puits pénétrant dans les zones pétrolières du groupe Yanchang rencontrent souvent un afflux d'eau à haute-pression provenant de puits d'injection d'eau-adjacents. Pour atténuer efficacement ce problème, une stratégie peut être utilisée impliquant l'utilisation de boue à haute densité-pour fracturer hydrauliquement la zone aquifère-, suivie de l'injection d'un gel contrôlable pour sceller définitivement la source d'eau.
Afflux d’hydrocarbures et lubrification
Lors des opérations de forage, si des zones contenant des-hydrocarbures à haute pression-sont rencontrées, la densité de la boue doit être augmentée conformément aux spécifications du client. En cas d'afflux d'hydrocarbures ou d'éruption, le obturateur d'éruption (BOP) doit être fermé immédiatement. Par la suite, la densité de boue requise est calculée en fonction de la pression de fond pour contrecarrer la zone de haute -pression et assurer la sécurité du contrôle du puits. De plus, le maintien d'un approvisionnement adéquat en lubrifiants pendant le forage permet de réduire la résistance rencontrée lors du déclenchement (abaissement) et de la rotation du train de tiges, augmentant ainsi le taux de pénétration (ROP) et assurant le bon déroulement des opérations de forage.
Transmission de puissance et concassage de roches
Lors des opérations de forage utilisant des ensembles de turbines à vis, la boue de forage s'écoule à grande vitesse à travers les aubes de la turbine, entraînant la turbine et le trépan en rotation-un mécanisme qui augmente considérablement le taux de pénétration. Lorsque le trépan est équipé de buses, les pompes à boue génèrent des jets de fluide à haute-pression qui fragmentent efficacement la roche au fond du forage, facilitant ainsi un forage très efficace. Cette combinaison unique de mécanismes de transmission de puissance et de-concassage de roches rend le processus de forage à la fois plus efficace et plus précis.
