Dans le domaine de l'exploration pétrolière et gazière à Abu Dhabi, aux Émirats arabes unis, un puits à portée étendue-numéroté No. 29 a battu le record mondial de forage de puits à portée étendue-avec une étonnante séquence de forage-en un seul trajet de 4 389,12 mètres (14 400 pieds). Ce puits a non seulement été achevé 10 jours avant la date prévue, mais a également établi le record de section de puits de ϕ311,15 mm (12¼ pouces) le plus long de l'histoire de la Compagnie pétrolière nationale des Émirats arabes unis (ADNOC) avec un avantage absolu de 508,4 mètres (1 668 pieds) sur la deuxième section de puits-. Derrière cet exploit se cache la superposition précise et l'application révolutionnaire de six technologies clés, qui résolvent ensemble de nombreux problèmes qui tourmentent l'industrie du forage de puits à longue portée, tels que les formations complexes, la faible vitesse de forage, la difficulté anti-collision élevée et la fragilité des outils.
Dans le forage traditionnel-de puits à portée étendue, les formations de roches dures ont toujours été le facteur clé limitant la vitesse de forage et la durée de vie des outils. Le puits 29# a réalisé une percée révolutionnaire dans les formations de roches dures en abandonnant le foret PDC conventionnel à 7 lames et en adoptant un foret PDC à 6 lames combiné à un nouveau foret diamanté strié.
Cette nouvelle conception de foret combine les capacités de cisaillement et de coupe du foret PDC avec les capacités de concassage du foret à rouleau, permettant au foret non seulement de cisailler efficacement les roches dans les formations de roches dures, mais également de les écraser davantage par concassage, améliorant ainsi considérablement la vitesse de forage mécanique. Dans le même temps, en équipant la fraise de grande taille -de φ16 mm, le profil parabolique moyen et la conception à 9-buses, l'efficacité de forage du trépan dans les formations de roche dure a réalisé un saut qualitatif. La fraise de grande taille améliore la résistance à l'usure et la résistance aux chocs du foret, et le profil parabolique moyen optimise la répartition de la force de la fraise, réduisant ainsi les vibrations et l'usure pendant le processus de coupe. La conception à 9 buses garantit que le fluide de forage peut rincer la fraise de manière uniforme et efficace, améliorant encore l'effet de refroidissement et l'efficacité de forage du foret.
L'innovation de l'assemblage de fond de trou (BHA) est une autre clé du forage efficace du puits 29#. Le puits adopte un système de direction rotatif de type push-avec des joints métal-sur-métal. Ce système présente une excellente résistance aux chocs et aux vibrations et peut maintenir une direction de forage stable dans des formations complexes.
Dans le même temps, l'ensemble du train de tiges a été optimisé, en utilisant des tiges de forage de φ149,2 mm (5⅞ pouces) (y compris des tiges de forage de 390 G-grade + 210 S-grade) pour remplacer les tiges de forage traditionnelles de φ127 mm (5-pouces) sujettes aux vibrations. Cette tige de forage de grande taille améliore non seulement la rigidité et la stabilité du train de tiges, mais réduit également les vibrations et l'usure pendant le forage. De plus, avec le MWD (mesure pendant le forage) et l'alésoir de φ307,98 mm (12⅛ pouces) (à 25,91 mètres du trépan), un contrôle précis des formations intercalaires à haute pression est obtenu. L'utilisation de l'alésoir réduit efficacement la formation de retraits et d'escaliers dans le puits de forage, améliore la qualité du puits de forage et offre une solide garantie pour les opérations de forage ultérieures.
Pendant le processus de forage, l'analyse des données des puits adjacents est cruciale pour formuler des paramètres de forage raisonnables. Les ingénieurs d'ADNOC et de Schlumberger ont personnalisé une feuille de route des paramètres de forage pour le puits 29# en analysant en profondeur les données des puits adjacents. Cette méthode d'analyse assistée par l'IA- prend en compte de manière exhaustive plusieurs facteurs tels que la stabilité du foret, la vitesse de forage mécanique et la suppression des vibrations, et minimise les vibrations d'impact en optimisant les paramètres de forage.
Plus précisément, l'algorithme d'IA identifie la combinaison optimale de paramètres de forage dans différentes conditions de formation en apprenant les données de forage des puits adjacents. Ensuite, en fonction des conditions réelles de formation du puits 29#, les paramètres de forage sont ajustés pour garantir que le trépan puisse atteindre la vitesse de forage la plus rapide tout en maintenant la stabilité. Cette feuille de route des paramètres de forage précisément personnalisée améliore non seulement l'efficacité du forage, mais réduit également l'usure des forets et les pannes d'outils, garantissant ainsi l'efficacité et la sécurité du processus de forage.
Le problème de la formation facile de marches dans de longues sections de puits de schiste a toujours été l’un des problèmes qui freinent le forage de puits à portée étendue. Le puits 29# a réalisé une taille « invisible » des parois du puits de forage en utilisant un alésoir bidirectionnel de φ307,98 mm (12⅛ pouces) et des éléments de coupe à insert en carbure de tungstène. Cet alésoir bidirectionnel peut effectuer simultanément des opérations d'alésage et de réparation de puits pendant le forage. Grâce à la coupe précise des éléments de coupe des inserts en carbure de tungstène, le retrait du puits de forage et la formation de marches sont efficacement réduits. Dans le même temps, en raison de la résistance à l'usure et à l'impact extrêmement élevées des inserts en carbure de tungstène, ils peuvent maintenir des performances de coupe stables dans des formations complexes, améliorant ainsi l'effet de réparation des puits. Cette technologie de « réparation invisible des puits » réduit non seulement la fréquence des alésages arrière, mais améliore également la qualité du puits de forage, fournissant ainsi un canal plus lisse pour les opérations de forage ultérieures.
Lors du forage dans des zones à réseau de puits dense, la prévention des risques de collision a toujours été une question sur laquelle il faut se concentrer. Il existe un risque de collision extrêmement élevé entre le puits 29# et le puits 26#, avec un facteur de séparation en azimut de seulement 0,88. Afin de garantir la sécurité du forage, ADNOC a adopté une méthode combinant des services de référence géomagnétique avec une analyse multi-station. Grâce au service de référence géomagnétique, les informations de position du trépan peuvent être obtenues en temps réel et, combinées à la technologie d'analyse multi-station, la trajectoire de mouvement du trépan peut être prédite et ajustée avec précision. Cette méthode augmente le facteur de séparation en azimut à 1,77 (seuil de sécurité), annulant ainsi la mesure du gyroscope initialement prévue à 5 181,6 mètres (17 000 pieds). Cela permet non seulement d'économiser beaucoup de temps et d'argent, mais améliore également la précision et l'efficacité de la prévention des collisions. Grâce à l'application révolutionnaire des services de référence géomagnétique, le puits 29 a réussi à éviter le risque de collision avec le puits 26, garantissant ainsi la sécurité du processus de forage.
Pendant le processus de forage, les performances du fluide de forage sont cruciales pour protéger les outils de fond et garantir la sécurité du forage. Le puits 29 utilise un fluide de forage à base d'huile minérale hautement raffinée-et ajoute de la chaux et des agents de contrôle de l'alcalinité pour former une "formule double-résistante" avec une résistance aux acides et des propriétés-antiadhésives-glissantes. La densité de ce fluide de forage est progressivement augmentée de 1,32 g/cm3 à 1,44 g/cm3, ce qui peut inhiber efficacement la corrosion du CO₂/H₂S et réduire l'apparition de stick-glissade. Le fluide de forage à base d'huile minérale hautement raffinée - a un bon pouvoir lubrifiant et une bonne stabilité, et peut maintenir des performances stables dans des formations complexes. Dans le même temps, l'ajout de chaux et d'agents de contrôle de l'alcalinité ajuste davantage la valeur du pH et l'alcalinité du fluide de forage, améliorant ainsi sa résistance à la corrosion et sa capacité antidérapante. Cette « double-anti-formulation » protège non seulement les outils de fond de trou de la corrosion et de l'usure, mais améliore également la stabilité et la sécurité du processus de forage.
Des trépans de coupe en composites diamantés aux services de référence géomagnétique, chaque avancée technologique du puits 29# redéfinit les limites des puits à portée étendue. ADNOC a prouvé à travers le « forage en un seul passage » de 4 389-mètres de ce puits que dans l'industrie pétrolière et gazière, les records ne sont pas accidentels, mais le résultat inévitable d'une superposition technique précise. Cet exploit a non seulement valu l’honneur et la réputation de l’ADNOC, mais a également fourni une référence et une inspiration précieuses pour le progrès technologique de l’industrie pétrolière et gazière mondiale. Cela nous montre que face à des formations complexes et à des problèmes de forage, ce n'est que grâce à une innovation continue et à des percées technologiques que nous pourrons améliorer l'efficacité du forage et réduire les coûts. Dans le même temps, cela nous oblige également à renforcer la coopération et les échanges internationaux et à promouvoir conjointement le progrès technologique et le développement de l'industrie pétrolière et gazière.
L'exploit de « forage en un seul voyage » de 4 389-mètres du puits n° d'Abu Dhabi. 29 est un microcosme de la révolution technologique dans l'industrie pétrolière et gazière. Il démontre la superposition précise et l'application révolutionnaire de six technologies clés et fournit une solution puissante aux difficultés liées au forage de puits à grande portée. À l'avenir, avec le progrès et l'innovation continus de la technologie, nous avons des raisons de croire que l'industrie pétrolière et gazière ouvrira la voie à des perspectives de développement plus larges et à des réalisations plus brillantes.
