Bien stimulation - Well stimulation
La stimulation de puits est une intervention de puits effectuée sur un puits de pétrole ou de gaz pour augmenter la production en améliorant le flux d' hydrocarbures du réservoir vers le puits de forage . Cela peut être fait en utilisant une structure de stimulateur de puits ou en utilisant des navires off-shore / des navires de forage, également appelés « navires de stimulation de puits ».
Nettoyer la formation
L'assortiment de fluide de forage pompé dans le puits pendant le forage et l' achèvement peut souvent causer des dommages à la formation environnante en pénétrant dans la roche du réservoir et en bloquant les gorges interstitielles (les canaux dans la roche à travers lesquels les fluides du réservoir s'écoulent). De même, l'acte de perforation peut avoir un effet similaire en projetant des débris dans les canaux de perforation. Ces deux situations réduisent la perméabilité dans la zone proche du puits de forage et réduisent ainsi l'écoulement des fluides dans le puits de forage.
Une solution simple et sûre consiste à pomper les mélanges d'acide dilués de la surface dans le puits pour dissoudre le matériau incriminé. Une fois dissoute, la perméabilité doit être rétablie et les fluides du réservoir s'écouleront dans le puits de forage, nettoyant ce qui reste du matériau dommageable. Après l'achèvement initial, il est courant d'utiliser des quantités minimales d'acide formique pour nettoyer la boue et les dommages cutanés. Dans cette situation, le processus est vaguement appelé «stimulation de puits». Souvent, des groupes d'intérêts spéciaux qui s'opposent à la production de pétrole et de gaz qualifient le processus d '«acidisation», qui est en fait l'utilisation d'acides à haut volume et à haute pression pour stimuler la production de pétrole.
Dans les cas plus graves, le pompage à partir de la surface est insuffisant car il ne cible aucun endroit particulier en fond de trou et réduit les chances que le produit chimique conserve son efficacité lorsqu'il y arrive. Dans ces cas, il est nécessaire de repérer le produit chimique directement sur sa cible grâce à l'utilisation de tubes enroulés . Le tube enroulé est exécuté dans le trou avec un outil de projection à l'extrémité. Lorsque l'outil est à sa cible, le produit chimique est pompé à travers le tuyau et est projeté directement sur la zone endommagée. Cela peut être plus efficace que le pompage depuis la surface, bien que cela coûte beaucoup plus cher et la précision dépend de la connaissance de l'emplacement des dommages.
Extension des tunnels de perforation et fractures
Dans les complétions de trous tubés, les perforations sont destinées à créer un trou à travers le boîtier en acier de sorte que le réservoir puisse être produit. Les trous sont généralement formés par des explosifs façonnés qui perforent le boîtier et créent un trou fracturé dans la roche réservoir sur une courte distance. Dans de nombreux cas, les tunnels créés par les canons de perforation ne fournissent pas une surface suffisante et il devient souhaitable de créer plus de surface en contact avec le puits de forage.
Dans certains cas, plus de surface est nécessaire si le réservoir est de faible perméabilité. Dans d'autres cas, les dommages causés par les opérations de forage et de complétion peuvent être suffisamment graves pour que le tunnel de perforation ne pénètre pas efficacement à travers le volume endommagé à proximité de l'alésage. Cela signifie que la capacité des fluides à s'écouler dans les tunnels de perforation existants est trop limitée. Une méthode pour obtenir plus de stimulation consiste à effectuer un traitement hydraulique de fracture à travers les perforations.
Si la perméabilité est naturellement faible, alors que le fluide est drainé de la zone immédiate, le fluide de remplacement peut ne pas s'écouler dans le vide suffisamment rapidement pour compenser le vide et ainsi la pression chute. Le puits ne peut alors pas s'écouler à un débit suffisant pour rendre la production économique. Dans ce cas, l'extension d'une fracture hydraulique plus profondément dans le réservoir permettra d'atteindre des taux de production plus élevés.
Les stimulations par propulseur peuvent être un moyen très économique de nettoyer les dommages à proximité de l'alésage. Les propulseurs sont un matériau faiblement explosif qui génère très rapidement de grandes quantités de gaz en fond de puits. La pression du gaz s'accumule dans le puits de forage, augmentant la tension dans la roche jusqu'à ce qu'elle devienne supérieure à la pression de claquage de la formation. La longueur et le modèle de fracture dépendent fortement du type d'outil de stimulation propulseur utilisé.
Fracturation hydraulique
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La fracturation hydraulique , également appelée fracturation , fracturation , hydrofracking, fracturation, fracturation et hydrofracturation, est une technique de stimulation de puits impliquant la fracturation de formations rocheuses par un liquide sous pression. Le processus implique l'injection à haute pression de «fluide de fracturation» (principalement de l'eau, contenant du sable ou d'autres agents de soutènement en suspension à l'aide d' agents épaississants ) dans un puits de forage pour créer des fissures dans les formations rocheuses profondes à travers lesquelles le gaz naturel , le pétrole et la saumure s'écoulera plus librement. Lorsque la pression hydraulique est supprimée du puits, de petits grains d' agent de soutènement de fracturation hydraulique (sable ou oxyde d'aluminium ) maintiennent les fractures ouvertes.
La fracturation hydraulique a commencé comme une expérience en 1947, et la première application commercialement réussie a suivi en 1950. En 2012, 2,5 millions de «frac jobs» avaient été réalisés dans le monde sur des puits de pétrole et de gaz, dont plus d'un million aux États-Unis. généralement nécessaire pour obtenir des débits adéquats dans le gaz de schiste , gaz de réservoir étanche , étanche à l' huile et du gaz filon de charbon puits. Certaines fractures hydrauliques peuvent se former naturellement dans certaines veines ou digues . Le forage et la fracturation hydraulique ont fait des États-Unis un important exportateur de pétrole brut à partir de 2019, mais les fuites de méthane , un puissant gaz à effet de serre , ont considérablement augmenté. L'augmentation de la production de pétrole et de gaz à la suite du boom de la fracturation hydraulique qui a duré une décennie a entraîné une baisse des prix pour les consommateurs, avec des creux presque records de la part du revenu des ménages consacrée aux dépenses énergétiques.
La fracturation hydraulique est très controversée. Ses partisans prônent les avantages économiques d' hydrocarbures plus largement accessibles , ainsi que le remplacement du charbon par du gaz naturel , qui brûle plus proprement et émet moins de dioxyde de carbone (CO 2 ). Les opposants à la fracturation hydraulique affirment que ceux-ci sont compensés par les impacts environnementaux , qui incluent la contamination des eaux souterraines et des eaux de surface , le bruit et la pollution de l'air , le déclenchement de tremblements de terre , ainsi que les dangers qui en résultent pour la santé publique et l'environnement. La recherche a déterminé que la santé humaine est affectée, y compris la confirmation des risques chimiques, physiques et psychosociaux tels que la grossesse et l'issue de l'accouchement, les migraines, la rhinosinusite chronique , la fatigue intense, les exacerbations de l'asthme et le stress psychologique. La contamination des eaux souterraines a été documentée. Le respect de la réglementation et des procédures de sécurité est nécessaire pour éviter d'autres impacts négatifs.
Il existe une incertitude considérable sur l'ampleur des fuites de méthane associées à la fracturation hydraulique, et même des preuves que les fuites peuvent annuler les avantages du gaz à effet de serre du gaz naturel par rapport aux autres combustibles fossiles. Par exemple, un rapport de l'Environmental Defence Fund (EDF) met en évidence ce problème, en se concentrant sur le taux de fuite en Pennsylvanie lors de tests et d'analyses approfondis s'est avéré être d'environ 10%, soit plus de cinq fois les chiffres rapportés. Ce taux de fuite est considéré comme représentatif de l'industrie de la fracturation hydraulique aux États-Unis en général. EDF a récemment annoncé une mission satellite pour localiser et mesurer davantage les émissions de méthane .
L'augmentation de l'activité sismique à la suite de la fracturation hydraulique le long de failles dormantes ou inconnues auparavant est parfois causée par le stockage par injection profonde du reflux de fracturation hydraulique (un sous-produit des puits fracturés hydrauliquement) et de la saumure de formation produite (un sous-produit du pétrole et du gaz fracturés et non fracturés. puits). Pour ces raisons, la fracturation hydraulique est sous contrôle international, restreinte dans certains pays et totalement interdite dans d'autres. L'Union européenne est en train de rédiger une réglementation qui permettrait l'application contrôlée de la fracturation hydraulique.Soulever le puits
Certaines techniques de stimulation n'impliquent pas nécessairement de modifier la perméabilité à l'extérieur du puits de forage. Parfois, ils impliquent de faciliter l'écoulement des fluides dans le puits de forage après être déjà entrés. L'ascenseur à gaz est parfois considéré comme une forme de stimulation, en particulier lorsqu'il n'est utilisé que pour démarrer le puits et s'arrêter pendant le fonctionnement en régime permanent. Plus communément cependant, le levage en tant que stimulation fait référence à essayer de soulever les liquides lourds qui se sont accumulés au fond, soit par l'entrée d'eau de la formation, soit par des produits chimiques injectés à partir de la surface tels que les inhibiteurs de tartre et le méthanol (inhibiteur d'hydrate). Ces liquides se trouvent au fond du puits et peuvent agir comme un poids retenant l'écoulement des fluides du réservoir, agissant essentiellement pour tuer le puits . Ils peuvent être éliminés en faisant circuler de l'azote à l'aide de tubes enroulés .
Bien des vaisseaux de stimulation
Plus récemment, en raison de la nature temporaire de la stimulation de puits, des navires de forage spécialisés connus sous le nom de «vaisseaux de stimulation de puits» ont été utilisés pour la stimulation de puits en haute mer. Des sociétés offshore telles que Norshore et Schlumberger exploitent une flotte de ces navires spécialisés. Aussi connus sous le nom de «navires de forage polyvalents», ces navires remplacent la plate-forme pétrolière de forage conventionnelle , ce qui se traduit par des économies de coûts considérables. Certains WSV tels que le « Norshore Atlantic » sont capables d'exécuter de multiples tâches, y compris l'exploitation sans colonne montante dans les segments peu profonds et mi-hauts, le forage de puits de pétrole complets et la mise hors service complète sous-marine (P&A). Ils sont également en mesure d'effectuer des pré-forages des sections de trou supérieur en eau profonde et des opérations d'intervention sur puits avec des colonnes montantes de reconditionnement.