Prepared By :

NADJIBHAS

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INTRODUCTION A LA COMPLETION

Le mot compltion de par son origine (de l'anglais "to complete") signifie

achvement et, plus particulirement dans le cas qui nous concerne, achvement

du puits qui vient d'tre for .

La compltion est donc le maillon entre le forage proprement dit du puits

et l'exploitation de celui-ci.

De ce fait, la compltion englobe l'ensemble des oprations destines la

mise en service du puits et, en particulier, la ralisation de la liaison couche-trou,

le traitement de la couche, l'quipement du puits, sa mise en production et son

valuation (par couche, il faut entendre une zone constitue de roches rservoirs

contenant des hydrocarbures

rcuprables) .

D'une faon gnrale on considre habituellement que certaines oprations

de mesure et d'entretien dans le puits ainsi que les oprations de

reconditionnement ou de reprise (work-over) qui pourraient se rvler

ncessaires sont aussi du domaine de la compltion.

La compltion est fortement dpendante et souvent mme imbrique avec les

phases qui la prcdent et celles qui la suivent. Aussi peut-on dire qu'elle

commence ds l'implantation du puits et qu'elle ne finit qu'avec l'abandon de ce

puits .

C'est ainsi que, quelle que soit l'entit charge de raliser la compltion et

le reconditionnement des puits, celle-ci est concerne au premier chef par la

faon dont l'ouvrage a t ralis et par les problmes d'exploitation que pose ou

posera le gisement (appel aussi rservoir) . Le complteur aura donc travailler

trs troitement avec le foreur (les deux pouvant d'ailleurs tre runis au sein

d'une mme entit) et ce en liaison avec les gens de gisement et les exploitants .

OBJECTIFS DUNE COMPLETION

Les principaux objectifs de la compltion dun puits considre, sous les

aspects de la mise en place de lquipement du puits et procdures de mise en

service sont :

- Optimiser les performances de productivit ou dinjectivit pendant tout

la dure de vie du puits.

- Assurer la fiabilit et la scurit dexploitation du gisement.

- Optimiser la dure de vie active du puits et de ses quipements.

- Avoir la possibilit dadapter les quipements du puits afin dun vissage

ventuellement des modifications ultrieures.

- Minimiser linvestissement initial, les frais dexploitation et le cout des

ventuels reconditionnements.

Les critres de choix :

La conception dune compltion dpond, en effet dun certain

nombre de contraintes et de paramtres importants dont les plus

frquents, pour les puits de production, sont les suivants :

- La localisation gographique (rglementation contrainte local et

conditions de lenvironnement, mtorologie).

- La productivit attendre.

- La nature des effluents et leurs caractristiques.

- Le rservoir et ses caractristiques ptro-physique.

- Le nombre dhorizons producteurs et leur productivit respective

Attendue.

- La possibilit davoir mettre en ouvre, dans limmdiation

ultrieurement des techniques de maintien de pression de rservoir

(injection deau, injection de gaz) on dactivation du puits

- Lventualit, en cours dexploitation dinterventions dans le puits par

travail au cble.

1.PRINCIPAUX FACTEURS INFLUANANT LA

CONCEPTION DUNE COMPLETION

Les facteurs qui influencent la conception d'une compltion sont trs

nombreux. Aussi, avant d'en faire une synthse, nous n'tudierons ici que les

principaux facteurs selon six catgories

- paramtres lis l'objectif du puits

- paramtres lis l'environnement

- paramtres lis au forage

- paramtres lis au gisement

- paramtres lis l'exploitation

- paramtres lis aux techniques de compltion

1.1 PARAMETRES LIES A L'OBJECTIF DU PUITS L'objectif d'un puits peut varier selon le puits concern. On distingue

principalement.

- Les puits d'exploration :

L'objectif premier de ces puits est de dfinir la nature (eau,huile ou gaz)

des fluides prsents dans la roche "rservoir" et d'obtenir les premiers

renseignements sur le gisement, donc de pouvoir effectuer des mesures.

Par priorit on cherche de dfinir :

- La nature et les caractristique des fluides en place (y compris leau) - Les caractristiques de la couche plus particulierement la pression initial , la

temprature ainsi quune permabilit et une productivit approximative.

En gnral cela conduit :

- Effectuer un certain nombre de mesures laide doutils descendus au bout dun cable lectrique (diagraphies diffres) ;

- Descendre une garniture provisoire de test permettant de mener bien des essais de production .

Au cours de ces essais de production (ou essais de puits ),on cherche en

particulier prelever des chantillons et enregistrer la variation de la pression

de fond associe une variation de dbit (mise en production du puits un dbit

stabilis Q ou fermuture du puits aprs un dbit stabilis Q).

Par la suite , le puits fait lobjet dun abondon provisoire ou dfinitif . Notons que lboration du programme relatif cet essai et abandon se trove complique par le fait que les donnes ncessaires ne sont pas

gnrallement connues que trs partiellement et souvent quau tout dernier moment.

Les renseignements tirs de ce puits dexploration vont venir complter les donnes dj disponibles de par la gologie , la gophysique , A partir de l, il faut prendre la dcision :

- Soit de ne pas dvelopper ;

- Soit de dvelopper le gisement ;

- Soit de faire un ou plusieurs puits supplmentaires pour complter les

renseignement dont on dispose .

- Les puits de confirmation ou d'apprciation

L'objectif de ces puits est de prciser ou de complter les informations

fournies par les puits d'exploration proprement dits . On cherche galement, si lon ne se trouve pas trop limit en temps pour des raisons de scurits, dterminer les caractristiques lointaines du gisement et en particulier : - La permabilit lointaine ; - La prsence dhtrogenit ,de discontinuit,de faille ;

-les limites du rservoire, une alimentation ventuelle . Pour cela on procde un essai de puitrs, gnralement de plus longue dure qu dans le cas dun puits dexploration . Lutilisation combinne de lensemble des renseignement obtenus sur ces diffrents puits permet deffectuer les premires corrlations entre puits et donc davoir une image lechelle du gisement et non plus seulement celle du puits . A partir de l il faut : - laborer des avant-projets de dveloppement avec les prvisions de production corespondantes ; -prendre la dcision de dvelopper ou non le gisement , et si oui , choisir lavant projet et laborer le projet correspondant. - Les puits de dveloppement

Pour ces puits, l'objectif principal n'est plus d'effectuer des mesures mais

de mettre en service le puits en privilgiant sa capacit de dbit.

Toutefois il est important sur ces puits de procder aussi un essai de puits

. pour valuer l'tat du puits et vrifier, aprs coup, l'efficacit de la compltion

ralise,

. et ventuellement, pour obtenir des renseignements complmentaires sur le

gisement.

On peut distinguer diffrents types de puits de dveloppement

. les puits de production

Ce sont les plus nombreux. Il s'agit alors d'optimiser le rapport

productivit/'prix.

. les puits d'injection

Ils sont beaucoup moins nombreux, mais ils ont souvent une importance

trs grande pour l'exploitation du gisement. En particulier on peut distinguer les

puits d'injection pour le maintien de pression du gisement et les puits d'injection

pour se dbarrasser d'un fluide indsirable .

. les puits d'observation

Ils sont gnralement peu nombreux, voire inexistants . Ils sont complts

pour suivre l'volution de paramtre du gisement (interface entre fluide,

pression, . ..) .

Parfois on peut rcuprer pour cela des puits dj fors qui se rvlent

inaptes la production et l'injection. Un mme puits peut tre utilis dans le

temps de manire

diffrente, par exemple en production puis en injection (aprs

ventuellement une priode de fermeture plus ou moins importante) .

La suite de cet ouvrage concerne plus particulirement le cas des puits

producteurs.

1.2 PARAMETRES LIES A "L'ENVIRONNEMENT" Le pays dans lequel on se trouve et la situation du puits, que ce soit

terre (plaine ou montagne, zone dsertique ou agricole ou habite,. . .) ou en mer

(intervention partir d'un engin flottant, dveloppement partir d'un support

fixe ou par tte de puits sous-marine) vont introduire des contraintes,

principalement en ce qui concerne

- les possibilits d'approvisionnement,

- la place disponible,

- les utilits disponibles,

- les rgles de scurit appliquer,

- les oprations ralisables ou non.

Il faut aussi tenir compte des conditions mtorologiques et, le cas chant,

ocanographiques .

1.3 PARAMETRES LIES AU FORAGE Parmi les paramtres lis au forage, citons en particulier

- l'appareil de forage utilis, dans la mesure o la compltion est gnralement

ralise avec celui-ci ;

- le profil du puits, qui peut entraner des limitations, voire des impossibilits, en

ce qui concerne le choix d'quipements ou de techniques d'intervention dans le

puits ;

- le programme de forage et de cuvelage , qui conditionne le diamtre

effectivement utilisable une fois termin l'ensemble des phases de forage et de

cuvelage (au lieu du terme "cuvelage", on utilise aussi le terme "tubage" ou le

terme amricain "casing") ; il doit tre optimis en tenant compte non seulement

des contraintes de forage mais aussi de celles d'exploitation du puits, le tout en

considrant le critre "capacit de dbit du puits/investissement" ;

- la traverse proprement dite du ou des rservoirs avec, en particulier,les

problmes de scurit du puits et de risque d'endommagement du rservoir que

cela pose (importance des caractristiques du fluide de forage ;

- la cimentation du cuvelage de production, et plus particulirement l'tanchit

de la gaine de ciment .

1.4 PARAMETRES LIES AU GISEMENT Les paramtres lis au gisement sont de premire importance en ce qui

concerne la conception d'une compltion . Il faut tenir compte en particulier

- de la pression du gisement et son volution dans le temps en fonction de la

production cumule et des mcanismes de drainage mis en jeu, la pression de

gisement tant un paramtre clef en ce qui concerne l'ruptivit ; des interfaces

entre fluides et de leur volution, ainsi que du phnomne de coning (Fig. 2) ;

- du nombre de niveaux exploiter par un mme puits ;

- des caractristiques des roches et de la nature des fluides qui influent

directement sur la capacit de dbit du puits, les types de traitement de couche

envisager et les problmes d'exploitation considrer ;

- du profil de production et du nombre de puits ncessaires, dcoulant,en bonne

partie, de la taille du gisement et des points voqus prcdemment.

Fig. 2 : PIIENOMENE DE CONING

1.5 PARAMETRES LIES A L'EXPLOITATION Ces paramtres sont particulirement importants en ce qui concerne le

choix de l'quipement du puits . Il faut plus spcialement tenir compte

- des implications lies aux rgles de scurit ;

- de la possibilit d'exploiter le puits de manire ruptive ou, au contraire, de la

ncessit de recourir un moyen d'activation ;

- des conditions d'exploitation lies par exemple la place ou aux utilits

disponibles, aux conditions d'environnement ou encore aux oprations probables

de mesure, d'entretien ou de reprise du puits.

1.6 PARAMETRES LIES AUX TECHNIQUES DE

COMPLETION En fonction des paramtres voqus prcdemment, un certain nombre de

choix: sont faire en ce qui concerne la compltion, en particulier

- la configuration gnrale,

- la liaison couche-trou,

- le traitement ventuel de la couche,

- les divers matriels composant l'quipement du puits,

- l'activation ventuelle du puits,

- la procdure opratoire pour raliser la compltion,

- les procdures pour les interventions futures sur le puits.

Mais, d'une part ces choix sont interdpendants et d'autre part un choix fait en

fonction d'un paramtre (forage par exemple) peut ne pas tre compatible avec

un autre paramtre (gisement par exemple) .La compltion retenue est donc le

rsultat d'un compromis.

2. CONCEPTION D'UNE COMPLETION Les grands objectifs du puits sont gnralement fixs par le management

et le dpartement gisement

. pour les puits d'exploration et d'apprciation, cela concerne principalement le

ou les niveaux tester, la nature et la dure de tests entreprendre,

. pour les puits de dveloppement, cela concerne principalement le ou les

niveaux exploiter et le profil de production ou d'injection souhait pour ce

puits .

A partir de l, et en particulier pour les puits de dveloppement, il s'agit

d'tudier la meilleure compltion possible de manire

. optimiser les performances de productivit ou d'injectivit pendant toute la

dure de vie du puits,

. assurer la fiabilit et la scurit d'exploitation du gisement,

. optimiser la mise en oeuvre d'un procd d'activation,

. optimiser la dure de vie des quipements,

. avoir la possibilit d'adapter les quipements du puits afin d'envisager

ventuellement des modifications ultrieures,

. minimiser l'investissement initial, les frais d'exploitation et le cot des

ventuels reconditionnements.

Cela peut conduire rechercher des compromis au niveau du programme

de forage et cuvelage ou au niveau des conditions d'exploitation, voire

modifier les objectifs si ceux-ci se rvlaient non ralisables .

Comme nous venons de le voir, les donnes ncessaires pour l'laboration

de la compltion sont trs nombreuses .

Par ailleurs, la conception de la compltion reposant sur la collecte de ces

donnes, il faut s'assurer avec soin qu'aucun point important n'a t oubli. En

effet, des donnes incompltes ou fausses risquent de dboucher sur une

mauvaise conception.

La tche n'est pas facile car ces donnes sont trs nombreuses et peuvent

tre lies entre elles, certaines ne sont pas connues de manire prcise au

moment de la

conception de la compltion (et parfois mme, au moment de la ralisation de la

compltion),certaines sont contradictoires, certaines s'imposent imprativement

alors que d'autres peuvent faire l'objet d'une ngociation .

3.PRINCIPALES CONFIGURATIONS DUNE COMPLETION

Pour la slection du type de compltion, il faut avoir bien prsentes

lesprit les notions de relativit et danticipation :

- Quelle est limportance des frais de compltion et dentretien par rapport

aux profilait escompts ?il est bien vident quun trs gros gisement,

produisant une huile de bonne qualit avec des dbits individuelles

importants, peut supporter des dpenses plus lourdes quun petit gisement

lavenir incertain produisant une huile peu commerciale

- Quelle est limportance dune conomie par rapport aux risques quelle

suppose ?autrement dit, est-il justifi ou non de prendre tel ou tel risque,

compte tenu de ses consquences financires prvisibles et de sa

probabilit ?

- Comment, en principe, volueront la production du champ et celle du

puits considr ?en effet, le type de compltion choisi doit soit tre adapt

ds lorigine lvolution de la production, soit pouvoir tre modifi

facilement pour y satisfaire.la faute la plus grave et quil faut viter est de

se retrouver dans une situation ne comportant pas de solution.

4. IMPERATIFS DE BASE

Selon le cas, un certain nombre dimpratifs peuvent exister. Parmi eux, certains

se retrouvent gnralement et doivent faire lobjet dune attention spciale .en

particulier la configuration de la compltion doit permettre de rsoudre de

manire efficace les problmes suivants :

- Assurer, si besoin est, la tenue des parois du trou,

- Assurer, si besoin est, la slectivit du fluide ou du niveau produire.

- Introduire le minimum de restriction au passage du fluide,

- Assurer la scurit du puits,

- Permettre le rglage da dbit du puits,

- Permettre certaines interventions ultrieures sur le puits (mesure,

entretien,..)sans tre oblig de faire une reprise du puits,

- Faciliter la reprise du puits quand celle-ci devient ncessaire.

5. CLASSIFICATION dUNE COMPLETION

5.1 CLASSIFICATION PAR LE TYPE DE LA LIAISON

COUCHE-TROU Il existe deux types principaux de liaison couche-trou

- les compltions en trou ouvert (open hole)

- les compltions en trou cuvel (cased hole)

Seuls les critres gnraux de choix entre la compltion en trou ouvert et la

compltion en trou cuvel sont abords ici.

Toutefois, il ne faut pas oublier trois lments essentiels

. la mthode de perforation utilise (et le type de perforateur utilis), dans le cas

de la compltion en trou cuvel,

.la mthode de contrle des sables, dans le cas o ce problme se poserait,

. la mthode de stimulation, dans le cas o ce problme se poserait.

5.1.1 Compltions en trou ouvert (Open Hole)

Le rservoir est for aprs pose et cimentation d'un cuvelage au toit de la

couche. Il est laiss ainsi et produit directement en trou ouvert.

Cette solution simple ne permet pas de rsoudre, s'ils existent, les

problmes de tenue des parois et de slectivit du fluide ou du niveau produire

.

Une variante consiste venir placer au droit de la couche un "liner" (ou

colonne perdue) prperfor qui permet d'assurer la tenue gnrale des parois du

trou (mais pas le contrle des sables) . Des solutions particulires lies au

contrle des sables existent

mais elles ne seront pas abordes ici .

Les compltions en trou ouvert sont utilises dans le cas d'une seule zone

soit trs consolide, soit bnficiant d'un contrle des sables par gravillonnage

en trou ouvert sous rserve qu'il ne se pose pas, du moins priori, de problme

d'interface.

De ce fait, elles sont rarement retenues pour les puits huile (existence

frquente, au moins terme, d'un interface eau-huile ou huilegaz, encore plus

grave du fait de la trs grande mobilit du gaz par rapport l'huile) .

Par contre ce mode de liaison peut tre adapt un puits gaz. En effet,

dans ce cas, le constraste important de mobilit entre le gaz et les liquides est

favorable et assure une slectivit naturelle permettant de produire surtout le gaz

(ne pas oublier cependant l'effet trs pnalisant sur l'eruptivit de l'accumulation

de liquide dans le puits) .

Fig. 3 : COMPLETION EN TROU OUVERT

TROU OUVERT LINER PERFORE

5.1.2 Compltions en trou cuvel (Cased Hole)

Aprs le forage de la couche, un cuvelage (ou un liner dans certains cas) est

mis en place et ciment au droit de la couche ; puis des perforations sont

ralises au droit de la zone que l'on souhaite produire pour rtablir la

communication entre le rservoir et le puits. Ces perforations devront traverser

le cuvelage et la gaine de ciment avant de pntrer dans la ,formation . La phase

de forage prcdente a t arrte plus ou moins haut avant le rservoir et un

cuvelage technique avait alors t mis en place et ciment.

Du fait que l'on est capable de placer les perforations de manire trs

prcise par rapport aux diffrents niveaux et aux interfaces entre fluides, cette

mthode aide assurer une meilleure slectivit des niveaux ou des fluides

produits, condition toutefois que la cimentation formation-cuvelage soit bien

tanche.

Comme prcdemment les solutions particulires lies au contrle des

sables ne seront pas abordes ici. Notons cependant que, dans ce cadre l, on

peut tre amen raliser une fentre. Cette opration consiste venir fraiser le

cuvelage sur une certaine hauteur, puis forer la gaine de ciment et la partie

adjacente de la formation

l'aide d'un largisseur. Les compltions en trou cuvel sont surtout utilises

quand il y

a des problmes d'interface ou/et quand il y a plusieurs niveaux.

De ce fait, elles sont donc beaucoup plus frquentes. C'est mme la liaison

couche-trou gnralement utilise.

Fig. 4 : COMPLETION EN TROU CUVELE

5.2 PRINCIPALES CONFIGURATIONS DE LA OU DES

COLONNES DE PRODUCTION Ces configurations sont principalement fonction du nombre de niveaux

produire et de l'utilisation (compltion conventionnelle) ou non (compltion

"tubing less" ou "sans tubing") d'une colonne de production (tubing) .

5.2.1 Compltions conventionnelles

Une compltion conventionnelle est une compltion dans laquelle on a

recours, entre autres pour des considrations de scurit, une ou plusieurs

colonnes de production (tubing), le reste de l'quipement n'tant pas prcis

(existence ou non d'un packer, .. . ) . La caractristique fondamentale de la

colonne de production (tubing) est d'tre entirement contenue dans un cuvelage

(casing) et d'tre non cimente donc d'tre facilement remplaable.

5.2.1 .1 Compltions simples

Ici le terme simple est utilis au sens de unique par opposition multiple

(double, triple, . . .) . Dans ce cas le puits est quip d'une seule colonne de

production . Cela ne permet, en gnral, que d'exploiter un seul niveau.

Deux cas principaux de figure peuvent se prsenter selon que la colonne de

production est quipe ou non en son extrmit infrieure d'un "packer", lment

qui assure l'tanchit entre le cuvelage et la colonne de production et qui

permet donc d'isoler et de protger le cuvelage.

En fonction des impratifs que nous avons vus prcdemment, d'autres

lments sont gnralement intgrs la colonne de production mais ils ne

seront pas abords ici.

Fig. 5 : COMPLETION CONVENTIONNELLE SIMPLE

Les compltions simples avec tubing seul sont d'usage trs restreint. Il faut

d'ailleurs plutt les considrer comme une variante des compltions simples

"sans tubing", le tubing suspendu tant plus un tubulaire d'intervention ("kill

line" pour neutraliser le puits en cas de reprise de puits par exemple) . Elles

peuvent convenir des puits produisant trs gros dbit un fluide ne posant pas

de problme, le puits tant alors produit par le tubing et l'annulaire .

Les compltions simples avec tubing et packer sont le type de compltion que

l'on utilise gnralement du fait

. de la scurit due la prsence du packer (les rgles gouvernementales ou

internes la compagnie imposent de plus en plus l'existence de ce packer

associ, en particulier en offshore, une vanne de scurit de subsurface sur le

tubing),

. de sa simplicit relative par comparaison des compltions multiples ou autres,

tant en ce qui concerne l'quipement ou l'entretien que le reconditionnement .

Elles sont normalement utilises pour produire un seul niveau la fois . Par le

pass, ce type de compltion a aussi t utilis pour exploiter simultanment, et

avec un minimum d'quipement, plusieurs niveaux, les diffrents niveaux

produisant par le mme tubing. Les problmes de gisement et d'exploitation que

cela pose font que cette pratique est tombe en dsutude de nos jours .

5.2.1 .2 Compltions multiples

Il s'agit de l'exploitation dans un mme puits de plusieurs niveaux,

sparment et simultanment, donc par des conduits diffrents . Les compltions

doubles sont les plus courantes. Mais on peut avoir trois, quatre niveaux, voire

plus, exploits sparment. Toutefois cela complique beaucoup les quipements

mettre en place et surtout les oprations ventuelles de reprise du puits .

De nombreux cas de figure existent. Considrons simplement

- la compltion double avec deux colonnes de production, une pour

chacun des deux niveaux, et deux packers permettant d'isoler les

niveaux entre eux et de protger l'annulaire,

- la compltion tubing-annulaire avec une seule colonne de production et un seul

packer, packer situ entre les deux niveaux exploiter, o un niveau est exploit

par la colonne de production et l'autre niveau par l'annulaire "colonne de

production - cuvelage".

L encore d'autres lments sont gnralement intgrs aux colonnes de

production (pour tenir compte des impratifs vus prcdemment) mais ils ne

seront pas abords ici.

Fig. 6 : COMPLETION CONVENTIONNELLE MULTIPLE

(a) (b)

Fondamentalement, ce type de compltion permet de dvelopper avec

moins de puits et donc aussi plus rapidement, plusieurs niveaux. Par contre le

cot de maintenance et de reprise est plus lev. Il est donc plus particulirement

intressant en offshore (o le forage lui-mme et l'espace requis pour

l'emplacement d'un puits cotent trs chers) ou pour dvelopper, en profitant de

l'exploitation d'un niveau principal, un niveau marginal (ou plusieurs) qui ne

justifierait pas un puits lui seul.

Toutefois, on doit garder en mmoire que la compltion idale est celle qui

est la plus simple. En effet, elle dbouchera sur les oprations les plus simples

en ce qui concerne l'installation, la maintenance et les reprises de puits .

Les compltions "tubing-annulaire" sont d'usage trs restreint. Si elles

prsentent une bonne capacit de dbit (en effet, les sections offertes aux fluides

sont importantes) elles ne permettent plus, entre autres, d'assurer la protection du

cuvelage.

Les compltions doubles sont donc le cas type par excellence d'une

compltion multiple, les compltions plus sophistiques demandant une tude

soigneuse si l'on veut viter

. des problmes d'opration et d'exploitation dus des interventions de travail au

cble intensives,

. des problmes de scurit et d'opration durant les reprises de puits .

5.2.1 .3 Compltions slectives Il s'agit de l'exploitation dans un mme puits de plusieurs niveaux,

sparment mais successivement par la mme colonne de production sans qu'il

soit ncessaire de reprendre le puits . Il s'agit en fait d'une exploitation alterne

et le changement de niveau exploite se

fait par la technique du travail au cble. Outre des packers, cette technique

ncessite des quipements de fond supplmentaires tels que

- un "dispositif de circulation" permettant d'ouvrir et de refermer une "fentre"

dans la colonne de production.

- un sige permettant de mettre en place un bouchon dans le puits . Il est

possible de combiner compltion multiple et compltion slective . Par exemple

deux colonnes de production, quipes chacune slectivement sur deux niveaux,

permettent de produire sparment quatre niveaux condition de n'en produire

que deux la fois .

Fig. 7 : COMPLETION CONVENTIONNELLE SELECTIVE

(a) (b)

Ce type de compltion est surtout adapt au cas o un des deux niveaux est

un objectif secondaire (dpltion trs rapide, simple observation de temps

autre, .. .) qui ne justifie pas lui seul un puits.

5.3 Classification par le mode de production 5.3.1 Production Naturel

5.3.1.1 Compltions sans tubing ou "tubing less"

Une compltion "tubing less" est une compltion dans laquelle il n'y a pas

de colonne de production (rcuprable) mais o la production se fait directement

travers un tubulaire ciment. Ces compltions sont assez particulires et

surtout utilises dans certaines rgions et ce uniquement dans certains cas

particuliers . Elles ne seront qu'voques ici.

a-Compltions "tubing less" simples (Fig. 8-a)

La production se fait directement travers un cuvelage, gnralement de

;gros diamtre. Ces compltions permettent l'exploitation avec un investissement

initial le plus faible possible de puits gros producteurs produisant des fluides

sans problme et ce en minimisant les pertes de charge .

Ce type de compltion se trouve plus spcialement au Moyen Orient.

b-Compltions "tubing less" multiples (Fig. 8-b)

La production se fait directement travers plusieurs cuvelages. Les

diamtres de ces diffrents cuvelages peuvent tre trs diffrents les uns des

autres selon les productions respectives attendues. Cela permet de produire

plusieurs niveaux faiblement producteurs avec; un minimum de puits et

d'quipement de fond donc avec un investissement de dpart minimum, sous

rserve de ne pas avoir de problme de scurit ou d'exploitation (activation,

reprise, . . .) .

Ce type de compltion se trouve plus spcialement aux Etats- Unis .

Fig. 8 : COMPLETION "TUBINGLESS"SIMPLE

Production avec tubing Le fluide de la formation est achemin en surface par un tubing de production. Il

existe trois types de compltion avec tubing:

s dbits levs (High rate liner)

5.3.2 Production assiste Ce mode de production est utilis dans les rservoirs pressions anormalement

basses o la pression de gisement est insuffisante pour acheminer le fluide de

formation en surface.

Les modes de production assists consistent en:

5.3.2.1 production par gaz lift

Normalement le gaz est inject par lespace annulaire travers des vannes dinjection qui seront positionnes dans des mandrins poches latrales. Le gaz inject allge la colonne de fluide dans le tubing et permet ainsi lcoulement du fluide la surface .

La production par gas lift continu est utilise dans les puits prsentant de bonnes

caractristiques petrophysiques du rservoir.

La production par intermittence est utilise dans les puits o la pression de gisement et lindice de productivit sont faibles.

Production assiste par pompe hydraulique de fond Il existe deux types de pompes de fond:

a- Pompe piston

Le piston de la pompe est actionn par la pression du fluide inject (eau ou

huile). Le fluide inject ansi que celui produit coulent ensemble vers la surface,

travers lannulaire ou sparment via diffrents tubing

b-Pompe jet

Leffet daspiration est cre par lassociation dun injecteur, dune gorge (principe de la trompe eau) et dun fluide inject haute pression.

c-Pompe lectrique de fond

La pompe lectrique de fond est fixe au bout de tubing de production, son

alimentation se fait par un cble lectrique depuis la surface

d-Pompe de surface tiges Cest une pompe volumtrique actionne par des tiges depuis la surface laide dun systme balancier entran par un moteur lectrique

5.4Classification par type de puits

5.4.1Puits vertical

5.4.2 Puits horizontal La production dans les puits horizontaux est significativement plus importante

que dans les puits verticaux. Il existe quatre types de puits horizontaux:

La liaison couche trou dans les puits horizontaux est similaire celle des puits verticaux.

5.5 Compltions miniaturises

Il s'agit en particulier de compltions "tubing less" multiples quipes avec

des macaronis de manire obtenir pour chaque tubulaire ciment une

"compltion conventionnelle simple ou multiple" . Bien entendu elles sont trs

spcifiques et, comme les prcdentes, concernent principalement les Etats-Unis

.

On peut citer aussi le cas o l'on viendrait quiper avec un tubing des puits

raliss par microforage, (tels ceux raliss par la socit MICRODRILL sur un

champ du Bassin Parisien bien que ceux-ci soient exploits en compltion

"tubing less" travers un cuvelage de production d'environ 50 mm de diamtre

prs de 1 500 m de profondeur et pour un diamtre de forage au dpart d'environ

153 mm).

6. Fluide de compltion

On appelle fluide de compltion, le fluide spcifique conu pour ne pas

endommager le moins possible le rservoir.

6.1Caractristiques requises pour le fluide de compltion

Assure la scurit du puits, viter dendommager le rservoir, assurer le

nettoyage du puits, on sintresse particulirement aux caractristiques ci aprs :

6.1.1 la densit

- elle doit assure la stabilit du puits en exerant une contre pression suffisante

au niveau de rservoir

- une pression diffrentielle de lordre de 10bars entre la pression hydrostatique

et la pression de la couche est souvent adapter pour assurer une certaine scurit

tout en minimisant lenvahissement

- toutes fois dans certains cas particuliers, la valeur retenue peut tre nettement

plus faible voir proche de zro

6.1.2 la viscosit :

Elle doit tre suffisante pour permettre un bon nettoyage du trou, pour maintenir

en suspension les solides, pour freiner les venus de gaz

6.1.3 la vitesse de filtration :

- il faut viter la migration des particules solides dans les pores de la formation

pour cela on peut utiliser des rducteurs de filtrat

- dans certains cas (formations sensibles en particulier) il est important de

limiter aussi le plus possible du volume de filtrat pntrant dans la formation.

7. PRINCIPALES PHASES D'UNE COMPLETION En fonction du contexte dans lequel on se trouve, la compltion d'un puits

peut comporter des phases diffrentes et l'ordre de ces phases peut varier. La

chronologie dtaille ci-aprs n'est donc qu'une chronologie possible parmi

d'autres, certaines phases pouvant tre ralises d'autres moments ou se rvler

inutiles.

Sans oublier que les conditions dans lesquelles la couche est fore sont

primordiales vis vis de la compltion, nous considrerons ici que la couche a

dj t fore, que les diagraphies en trou ouvert ont t ralises et, dans le cas

d'une compltion en trou cuvel, que le cuvelage a aussi dj t descendu et

ciment.

7.1 CONTROLS ET CONDITIONNEMENT DU TROU

C'est une opration qui consiste vrifier l'tat du trou .

Dans le cas d'un trou ouvert, cela consiste gnralement simplement

redescendre la garniture de forage munie de son trpan jusqu'au fond du trou et

circuler pour homogniser la boue. Eventuellement la boue qui a t utilise

pour le forage de la couche pourra tre remplace par un fluide de compltion

mieux adapt aux oprations ultrieures .

Dans le cas d'un trou cuvel, les oprations entreprendre sont plus

nombreuses

descente d'une garniture de forage quipe d'un trpan et d'un scrapper. Pour ce

faire, il peut tre ncessaire de dgerber les massestiges et tout ou partie des

tiges utilises en forage et de redescendre une nouvelle garniture comportant des

lments de diamtre infrieur;

contrle du top-ciment (anneau de cimentation) dans le cuvelage (et reforage

ventuel);

grattage l'aide du "scrapper" descendu aux tiges de la future zone d'ancrage du

packer ; une circulation est effectue en mme temps pour vacuer les dblais

(particules de ciment entre autres) ;

mise en place d'un fluide de compltion en fin de circulation;

enregistrement de diagraphies pour contrler la qualit de lacimentation ;

enregistrement d'une diagraphie de recalage . Il s'agit gnralement d'un gamma

ray coupl un C.C.L . (casing collar locator) . Le gamma ray permet une

corrlation avec les diagraphies ralises en trou ouvert (dont un gamma ray en

gnral) et le C.C.L. enregistre les joints de cuvelage . Ainsi, par la suite, le

calage, par rapport aux niveaux ou aux interfaces du rservoir, des outils utiliss

au cours des oprations de

compltion pourra se faire simplement par rapport aux joints de cuvelage .

7.2 RESTAURATION EVENTUELLE DE LA CIMENTATION

Dans le cas o la qualit de la cimentation est insuffisante par rapport aux

problmes que pose le gisement (isolation du ou des niveaux, interfaces, . ..) et

aux oprations prvues sur la couche (essais de puits, traitement, . . .), il est

ncessaire d'entreprendre une restauration de la. cimentation.

Pour cela, il est gnralement ncessaire de perforer le cuvelage et d'injecter

sous pression du ciment au droit de la ou des zones mal cimentes.

7.3 RETABLISSEMENT DE LA LIAISON COUCHE-TROU

Dans le cas d'un trou cuvel, il faut s'affranchir de la barrire entre le

rservoir et le puits que constituent la gaine de ciment et le cuvelage proprement

dit.

Sauf cas exceptionnel, cela est ralis, avant ou aprs quipement du puits, par

perforation l'aide de charges creuses. Cette opration impose des rgles de

scurit trs strictes lies l'utilisation d'explosifs . De plus, quand cette

opration a lieu avant quipement, il faut, ds la perforation et jusqu' la mise en

place de l'quipement dfinitif du puits, prendre garde ne pas mettre le puits en

ruption.

7.4 ESSAI DES PUITS

Tout puits doit faire l'objet d'un test, ventuellement de courte dure, pour

connatre au moins son index de productivit (ou d'injectivit) et son

endommagement ventuel.

Dans le cas d'un gisement en dveloppement o de nombreux puits ont dj t

raliss, une simple valuation en fin de compltion peut parfois suffire.

Par contre, sur les premiers puits de dveloppement, sans parler des puits

d'apprciation et de ceux d'exploration, des essais plus consquents sont

ncessaires .

C'est partir de ces essais et d'tudes complmentaires en laboratoire sur les

roches et les fluides que peuvent tre dfinies la ncessit d'entreprendre un

traitement et l'opportunit de tel ou tel traitement.

Les essais de puits se font donc assez souvent avec des garnitures provisoires.

7.5 TRAITEMENT DE LA COUCHE

Il s'agit principalement des oprations de contrle des sables et des

oprations de stimulation .

En ce qui concerne ces oprations de stimulation, un essai de puits pralable

peut tre ncessaire pour dcider de son bien fond. Selon les cas, ces

traitements sont raliss avant ou aprs quipement du puits et peuvent

ncessiter un quipement provisoire.

7.6 EQUIPEMENT DU PUITS

Il s'agit de la mise en place de l'quipement dfinitif du puits et du test de

ces quipements une fois en place .

A l'quipement classique de base (packer, divers fond, tubing, tte de puits),

peuvent s'ajouter des quipements spcifiques relatifs la scurit ou

l'activation du puits .

Comme nous l'avons vu, il peut avoir lieu aprs ou avant perforation du puits .

7.7 MISE EN SERVICE DU PUITS ET EVALUATION DE SES

PERFORMANCES

Pour un puits producteur cette phase ncessite de remplacer le fluide de

densit suffisamment leve pour tenir la pression de gisement qui se trouvait au

dpart dans le puits par un fluide plus lger. Selon le moment o les perforations

sont ralises (avant ou aprs quipement) et, selon l'quipement en place, cette

opration peut avoir lieu diffrents moments (aprs quipement ou avant

perforation) .

La mise en service d'un puits producteur comporte une phase de dgorgement.

Les traitements effectus sur la couche peuvent imposer des contraintes ce

niveau l (mise en dgorgement le plus vite possible aprs acidification,

dgorgement progressif en cas de contrle des sables,

Elle peut ncessiter un dmarrage assist (pistonnage,utilisation d'un coiled

tubing, .. .), sans parler des procds d'activation permanents .

L'valuation initiale des performances est essentielle . Elle permet

ventuellement de dcider de l'opportunit d'un traitement. Elle sert de rfrence

pour le suivi ultrieur du comportement du puits . Enfin elle peut tre riche

d'enseignement pour les puits futurs .

7.8 DEMENAGEMENT DE L'APPAREIL

Pour ce dmnagement de l'appareil de forage ou de compltion

proprement dit, le puits doit toujours tre mis en scurit .

Ce dmnagement peut avoir lieu une fois l'ensemble des oprations termin ou

ds que l'quipement dfinitif a t mis en place.

7.9 INTERVENTIONS ULTERIEURES : MESURES, ENTRETIEN,

REPRISE, ABANDON Le suivi dans le temps du comportement du puits permet d'agir en

consquence, de vrifier le bien ou le mal fond des dcisions prises et la qualit

de leur ralisation sur chantier. Il permet aussi de mieux connatre le

comportement du gisement et donc d'anticiper sur les problmes d'exploitation .

Par ailleurs, la compltion du puits fait l'objet d'interventions d'entretien pour la

garder en bon tat. Elle peut aussi faire l'objet d'une reprise pour la rparer ou

pour modifier les conditions d'exploitation.

Pour tout cela, il est essentiel de connatre

- toutes les oprations qui ont t ralises dans le puits ainsi que les conditions

dans lesquelles elles se sont droules,

- tous les quipements en place ainsi que leurs caractristiques.

Il faut donc tablir chaque fois un rapport dtaill, l'ensemble de ces donnes

pouvant figurer dans une banque de donne informatise.

8.Droulement des opration pour une compltion :

Exemple dune compltion (liner 5 crpine+ tubing41/2 ancr)

a) Pose liner :

-Les tubes crpines doivent tre (nettoys-calibrs et mesurs)

-Assemblage du sabot+le reste des tubes crpines au plancher. Le vissage se

fait au couple de serrage optimum appropri. La longueur totale du liner doit

dpasser la hauteur du dcouvert de faon dpasser le sabot du casing 7.

-Visser le setting tool sur raccord de pose au dernier tube crpine et noter le

poids du liner au crochet.

- Descendre lensemble au bout des tiges de forage jusquau fond et noter le

poids total.

- Poser le liner au fond par rotation (11 tours droite), le setting tool se libre

car son taraudage est gauche.

-En se dgageant avec les tiges de forage, on saperoit que le poids total a

chut dune valeur gale celle du liner.(confirmation de pose liner).

b) Succession des opration suivantes :

-Contrler le passage lintrieur du liner 5 avec un outil de petit (33/4)

ou (37/8) au bout dune extension 23/8 de longueur suprieur celle du liner

-Scrapage casing 7 et pose packer de production (gnralement lancrage se

fait avec unit de diagraphie). Dautre packers sancrent hydrauliquement.

Lancrage du packer : seffectue le plus prs possible au dessus du top liner

tout en vitant de se placer en face dun point de connection du casing 7

(voir lenregistrement du CCL Casing Collar Locator et faire une

corrlation).

-Test encrage du packer : en traction et compression 10 tonnes avec

Anchor seal de test qui sera descendu au des DP 31/2 et par la mme

occasion, vrification de ltanchit du packer par test en pression 2500

PSI.

-Pose dun RBP 7 (Retrievabie Bridge Plug) 11 m de la surface (moyen

de scurit)- dmontage et suspension au des BOP (Blow Out Prvente)

-Montage tte de tubing (tubing Head) 11X71/16 srie 5000 sur spool

11(5000) , puis graissage test tubing Head 5000 PSI.

-Remontage de lensemble BOP sur tubing Head et test pipe rams 5000 PSI

et hydrill 1500 PSI.

-Maintenant que le BOP nous assure la scurit, procder au retrait du RBP

avec sa cloche spcial (pose et repchage avec le mme outil).

-Assemblage des lments de fond et descente tubing de production 41/2.

*Les lments seront assembls et descendus dans lordre suivant :

/01-Anchor seal (lments dancrage et dtanchit du tubing).

/01-Elment de tubing (pour notre exemple un tube 41/2 VAM).

/01-Landing nipple RN (NO_GO) siege repair pour le wire line.

/01-Elments de tubing.

/01-Landing nipple R Siege pour recevoir les outils ou accessoires WL .

/**-Train de tubing de production (entre 280 et 350 joints suivant la cote du

top packer et aussi suivant la longueur des lments descendus).

NB : tous les lments sont visss au couple de serrage optimum.

(pour notre exemple cest :4920 ft.et toutes les connections testes

7000PSI.

-Un dernier tube descendu sera celui avec lequel lAnchor seal sencre dans

longement sur le packer . (pour notre exemple, pos 12 tonnes et faire 1

repaire sur le tube juste au niveau de la table de rotation dsancrer lAnchor

seal par rotation droite au poids neutre et dgager pour confirmer le

dsencrage.

-Procder lajustement du tubing (il sagit dliminer le tronon entre notre

repaire sur le dernier tube et le niveau de la bride suprieure du tubing Head

tenant compte de la dimension quoccupe lolive de suspension.

*Cette opration consiste remplacer (un) ou plusieurs lments de tubing

par dautre plus courts ou plus longs selon la position du manchon.

(Voir calcul dajustement).

-Remplacer le manchon par lolive de suspension (tubing hanger) et visser le

tube de manuvre.

-Mise espace annulaire (7X41/2) sous fluide recommand (le plus souvent

cest la saumure traite de densit 1.20).

-Finalement, par une action simultane : ancrage Anchor seal packer la

compression dsire (12 tonnes) et pose olive de suspension dans son

logement au niveau des tubings Head.

-Vissage des pointeaux des tubings Head et test EA (7X41/2) 2500 PSI.

-Visser BPV (Back Pressure Valve) sur olive afin dassurer une scurit.

-Dmontage dfinitif BOP et montage partiel tte de puits (arbre de nol)

Soit : adapteur 71/16x4(5000) +1re vanne maitresse 41/16(5000)

-Avant de retirer la BPV, graisser et tester ladapteur 5000PSI.

-Montage et test 5000 PSI complment tte de puits :

(2me vanne maitresse+ 1 choix de production + vannes latrales + 1 bride de

prise de pression (galette) +1 porte Duse +1 bride pleine sur lautre sortie

latrale +1 vanne de curage (de sommet) + bride de prise de pression

(galette) +1 top cap (chapeau).

CONCLUSION

La compltion qui a pour objet, rappelons le, l'amnagement des puits en

vue de leur utilisation de manire aussi rationnelle et conomique que possible,

peut conduire un grand nombre de dispositions parmi lesquelles le technicien

doit savoir choisir celle qui est la mieux adapte au problme rsoudre. Une

bonne compltion ne saurait tre improvise ou passe-partout et, dans ce

domaine, seul le "sur mesure" est concevable .

Il n'existe gnralement pas de solutions idales, mais des solutions de

compromis parmi lesquelles il faut le plus souvent retenir la plus conomique

possible. Mais attention, la solution initialement la moins chre n'est pas

forcment, la longue, la plus conomique, si elle risque d'entraner des travaux

d'entretien coteux. Par contre, il ne faut pas tomber dans le travers oppos.