Études Bibliographique

Bourgoyne et Youngs [1] ont la méthode la plus importante dans le domaine d’optimisation des paramètres de forage, ils sont utilisés un modèle linéaire qui introduire toutes les paramètres de forage dans 8 équations (hydraulique ou mécanique). Pour ce dernier, cette méthode est considérée la mieux pour l’optimisation en temps réel. E.M.Gall et H.B.Woods ces sont les premiers auteurs qui ont commencé le travail sur la modalisation du processus d’avancement d’un outil tricône, ils avaient examinés la meilleure sélection de WOB, RPM et ont présenté un graphe pour les paramètres de forage optimaux. Après A.Lubinski a exploité cette modèle par l’utilisation des méthodes d’optimisation afin de définir une politique d’optimisation des paramètres mécanique de forage. E.L.Simmons [2] publié son travail on 1986 a propos de l’utilisation de l’optimisation afin d’amélioré la performance de forage dans les nouveaux puits à forée, le résume est comme suit : le dilemme de l’amélioration de la vitesse d’avancement de forage et l’efficacité par l’utilisation de diverses techniques d’optimisation a été le centre de recherches et de débats durant plusieurs années.

Le but de ce document est d’illustrer une technique de couplage synergique de plusieurs paramètres d’optimisation, principalement l’hydraulique, le poids sur l’outil et la vitesse de rotation, afin de parvenir à un degré plus élevé de l’efficacité de forage. Le résultat, c’est une technique qui fournit à l’ingénieur impliqué dans la planification des puits, avec une procédure raisonnable pour l’analyse des opérations précédentes et de prévoir par la suite, avec une fiabilité raisonnable, ces paramètres et leurs grandeurs nécessaires pour optimiser le forage sur le puits qu’il planifie. Aussi, en employant une modification de cette technique pendant les opérations de forage, le superviseur sur place peut constamment appliquer certains paramètres afin de réaliser un forage optimal. Fondamentalement, cette technique consiste en certaines procédures généralement acceptées qui sont simplement couplées pour former un système synergique. Elles sont assez simples pour être employées dans le domaine et ne peuvent cependant pas être complètes et suffisamment détailles pour fournir à l’ingénieur, des outils pour effectuer un programme de puits bien précis, basé sur des données fiables d’un puits voisin.

David A.Glowka commencé sont travail on 1987 dans les temps au un nouveau type d’outil introduire au domaine de forage c’est les outils PDC, les auteurs essai de faire l’optimisation avec cette type d’outil comme les outils tricônes, mais le problème c’était comment évaluer ou prédire l’usure des cutters puisque c’est une étape très essentiel dans l’optimisation. Cette travail publie afin de ressouder ce problème : une méthode développé pour prédire les forces appliquée sur la structure de coupe, la température et l’usure des outils PDC ainsi que les paramètres intégrés aux performances de l’outil tels que le poids sur l’outil, la vitesse de rotation, le torque de forage et le déséquilibrage d’outil. Fred E.Dupriest et William L.Koederitz [3] publie on 2005 une méthode d’optimisation basé sur l’utilisation de l’énergie spécifique, le résume de travail est le suivant : le concept de l’énergie spécifique Es a été utilisé dans les laboratoires pour évaluer l’efficacité des outils de forage. Au début de 2004, l’opérateur a lancé un projet pilote afin de déterminer si le concept pourrait être utilisé plus largement par le personnel des opérations comme un outil en temps réel afin de maximiser le taux de pénétration.

Les résultats ont dépassé les attentes. La moyenne de ROP sur les 6 appareils choisies pour le projet pilote de trois mois a été augmenté de 133%. Le processus de surveillance de Es offre la possibilité de détecter des changements dans l’efficacité du système de forage. L’analyse de Es a permes de redessiner dans une région : la sélection d’outil, la conception de BHA, couple de vissage, les paramètres de la directionnelle. L’utilisation de la surveillance du Es est un élément clé dans une famille de planification de puits et les processus des opérations. Ce sont actuellement mis en place dans les zones d’exploitation tout au long de l’organisation mondiale. R.K.Bratli et G.Hareland son travail présente l’introduction, l’application et la vérification d’une nouvelle approche de forage d’optimisation. Au cours des dernières décennies des modèles de la vitesse d’avancement (ROP) pour tous les types des outils ont été élaborées et vérifiés. L’unique logiciel utilisant ces modèles dans une nouvelle approche permet d’optimiser les couts de forage sur chaque section du trou. La simulation de ROP, donne la capacité de simuler les effets de toutes les conditions opératoires, le design d’outil, l’usure et les propriétés de la formation. Tous les modèles de la vitesse de pénétration peuvent être inversés afin d’identifier la rock strength, si le ROP, les conditions d’exploitation, la lithologie et l’usure d’outil est connue.

Application sur le puits MDZ 492

Tout les donnés nécessaire à l’optimisation du puits MDZ492, MDZ491 et MDZ501 sont représentés dans l’annexe, ainsi que les résultats optimisés WOBop, Nopti, ROPopt et tempsopt .Mais à titre d’exemple on a mis les données du puits MDZ492. Nous allons représenté les courbes de ROPoptimal et ROPréel , le temps optimal et réel pour faire leurs interprétations. Par la suite on représente le graphe du temps optimal et réel du puits MDZ491 et MDZ501 pour pouvoir calculer le gain du temps.

Interprétation : Les deux courbes évoluent presque des mêmes façons mais la grande différence se situe au niveau des valeurs de ROPopt qui sont en dessus de ROPreel sur presque toute la profondeur. Pour simplifier l’interprétation nous allons s’intéressé à l’influence du poids et de la vitesse de rotation. Dans les premiers intervalles de [0-511] le maintien du poids constant avec la vitesse de rotation variable on constate que la vitesse de pénétration croit puis décroit à partir de certain limite de vitesse de rotation. Dans la phase suivante [511-2291] l’augmentation progressive du poids avec une vitesse de rotation aléatoire le constat sait qu’il y a dans un premier temps la vitesse de pénétration croit jusqu’à atteindre son maximum avant de prendre des valeurs décroissance. par la suite de [2336-2338],[2343-3000] on procède avec des valeurs constantes de la vitesse de rotation mais croissante respectivement sur ces intervalles les résultats donnent un taux de pénétration croissante. Dans la dernière phase du puits lorsqu’on diminue simultanément le poids et la vitesse de rotation les résultats comme le montre la figure (12) il y a une diminution globale de la vitesse d’avancement par rapport à la phase précédant. Les différentes phases de ce puits nous montrent que l’évolution de la vitesse d’avancement reste très incertaine par rapport à l’augmentation ou à la diminution du poids et la vitesse de rotation. D’ou la nécessité de trouver la couple (poids, vitesse de rotation) optimale pour pouvoir calculer la vitesse d’avancement optimale. De ces résultats le ROPopt est supérieure de 23% par rapport au ROPreel en autre terme le ROPopt mettra moins du temps pour atteindre la profondeur prévue que le ROPreel . Ceux-ci indiquent que le modèle d’Es-ROP donne des bons résultats, lors de la prédiction de ROPopt à partir des paramètres mécaniques bien déterminés ; donc si on connait la CCS des roches.

Nous achevons ce travail en disant que les tentatives de contribuer à l’optimisation des paramètres mécanique de forage horizontal se déroule en deux grandes étapes, en premier la partie théorique composée de deux chapitres suivit d’une partie spéciale. La première partie a été destinée aux études théoriques qui servent de base à la construction et à la coordination de travail. Elle commence par la généralité sur le forage horizontal utilisé à HMD dans le quel nous décrirons les différents type pratiqué à HMD (short et medium radius) nous avons poursuivi le Calcul de trajectoire avec la méthode de rayon de courbure et avons appliqué sur un puits (OMIZ821). Cette partie se termine par l’élaboration du programme détaillé du puits (OMIZ821), dont il inclut harmonisation des diamètres, programme des outils de forage, programme de garniture, programme de boue et programme de cimentation. Dans la seconde nous avons défini les paramètres hydrauliques, mécaniques ainsi que le modèle de l’énergie spécifique qui a servi à l’élaboration d’un programme par le logiciel matlab. Nous prolongeâmes le travail en appliquant sur un cas réel (exemple du puits MDZ492, MDZ491, MDZ501 ) qui nous a permis d’avoir des résultats des paramètres mécaniques optimaux notamment le poids, la vitesse de rotation et le taux de pénétration. La présentation, l’interprétation des résultats de ces puits (MDZ492 MDZ491, MDZ501) a montré que l’optimisation des paramètres mécaniques peut offrir à un gain de 13.79 jours soit un bénéfice net 248220$ du puits MDZ492, de 13.73 jours avec un bénéfice 247140$ pour le puits MDZ491 et un bénéfice 161640$ pour le puits MDZ501. Par ce travail nous affirmons que l’optimisation par la théorie d’énergie spécifique est un modèle éprouvé dans la quête de prédiction ou d’analyse à la performance de la vitesse d’avancement, et souhaitons que ceux-ci contribue à l’enrichissement dans ce domaine.