FR2553820A1 - Method for preventing sticking on the wall by the differential effect during the rotary drilling of a hydrocarbon well - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte d'une façon générale au domaine du forage rotatif de puits et elle concerne plus particulièrement un procédé pour empêcher l'apparition d'un collage sur paroi par effet différentiel lors du forage rotatif de puits d'hydrocarbures. The present invention relates generally to the field of rotary drilling of wells and it relates more particularly to a method for preventing the appearance of sticking to a wall by differential effect during rotary drilling of hydrocarbon wells.
Lors du forage rotatif de puits d'hydrocarbures1 un train de tiges de forage à l'extrémité inférieure duquel est monté un trépan est entrainé en rotation pour forer le trou à l'aide du trépan. On fait circuler un fluide de forage vers le bas dans le train de tiges creuses de forage, le fluide sortant au travers du trépan et revenant à la surface par l'intervalle annulaire existant entre le train de tiges de forage et la paroi du trou foré. La rotation du train de tiges de forage et la circulation du fluide de forage sont sensiblement continues en cours de forage, en étant interrompues pour des opérations essentielles comme l'addition d'un tronçon supplémentaire de tige de forage à la partie supérieure du train ou bien lorsque l'ensemble du train de tiges de forage est démonté et tiré hors du trou foré.Périodiquement au cours d'interruptions de l'opération de forage et également à sa terminaison, des outils de fond de trou tels que des outils de carottage, sont introduits dans le trou et sont ensuite récupérés, et un tubage est inséré dans le trou et fixé en position. During rotary drilling of oil wells1 a drill string at the lower end of which is mounted a drill bit is rotated to drill the hole using the drill bit. A drilling fluid is circulated downward in the hollow drill string, the fluid exiting through the drill bit and returning to the surface by the annular gap existing between the drill string and the wall of the drilled hole . The rotation of the drill string and the circulation of the drilling fluid are substantially continuous during drilling, being interrupted for essential operations such as adding an additional section of drill rod to the upper part of the train or well when the entire drill string is disassembled and pulled out of the drilled hole. Periodically during interruptions of the drilling operation and also at its termination, downhole tools such as coring tools , are introduced into the hole and are then recovered, and a casing is inserted into the hole and fixed in position.
Un collage sur paroi par effet différentiel peut se produire quand le train de tiges de forage, un outil de fond de trou ou un tubage est laissé immobile en s'appliquant directement contre un terrain perméable en la présence d'un gradient de pression de fluide de forage supérieur au gradient de pression de fluide du terrain perméable. Dans la
Fresque totalité du forage rotatif, le poids du fluide de forage est tel qu'une différence de pression importante est établie entre le fluide de forage et le fluide de terrain en s'opposant à des écoulements dans le terrain. Pendant des opérations de foraqe. cette différence de aradient de les liquides - - pression fait en sorte que/dufluide de forage s'ecoulent du trou foré dans le terrain perméable, en déposant un cake de filtration composé de solides du fluide de forage sur la paroi du trou.Lorsque la rotation et la circulation cessent et que le train de tiges de forage s'appuie contre la paroi du trou, la pression différentielle fluidique continue à accumuler le cake de filtration sur le coté du train de tiges de forage. Occasionnellement, ce cake de filtration forme un joint étanche le long du côté du train de tiges de forage qui est adjacent à la paroi du trou, en empechant l'application du gradient de pression de fluide de forage sur ce caté enrobé de la tige de forage. Le risque de formation d'un tel joint est augmenté lorsque le train de tiges tournant a précédemment formé par érosion une rainure verticale dans le cake de filtration ou la paroi du trou et lorsque le train de tiges de forage est laissé immobile dans cette rainure.Differential effect wall bonding can occur when the drill string, downhole tool or casing is left stationary by applying directly against permeable ground in the presence of a fluid pressure gradient drilling greater than the fluid pressure gradient of the permeable ground. In the
With all of the rotary drilling, the weight of the drilling fluid is such that a large pressure difference is established between the drilling fluid and the field fluid by opposing flows in the ground. During foraqe operations. this difference in aradient of liquids - - pressure causes the drilling fluid to flow from the drilled hole into the permeable ground, by depositing a filter cake composed of solids from the drilling fluid on the wall of the hole. rotation and circulation cease and the drill string rests against the wall of the hole, the fluid differential pressure continues to accumulate the filter cake on the side of the drill string. Occasionally, this filter cake forms a tight seal along the side of the drill string that is adjacent to the wall of the hole, preventing the application of the drilling fluid pressure gradient on this caté coated with the drill rod. drilling. The risk of such a seal being formed is increased when the rotating drill string has previously eroded a vertical groove in the filter cake or the wall of the hole and when the drill string is left stationary in this groove.
Au contraire le gradient de pression de fluide de forage agissant sur le côté opposé exposé du train de tiges de forage est contrebalancé seulement par le gradient de pression de fluide de terrain1 ce qui se traduit par une force résultante égale à la différence de pression fluidique appliquée sur la zone enrobée du train de tiges de forage qui est isolée du fluide de forage. Cette force résultante maintient le train de tiges de forage appliqué contre le cake de filtration. La force nécessaire pour pousser, tirer ou faire tourner le train de tiges de forage est égale à cette force résultante multipliée par le coefficient de frottement entre le cake de filtration et le train de tiges de forage. Cette condition est appelée " collage sur paroi par effet différentiel " et elle peut également se produire pendant l'utilisation d'outils de fond de trou et la pose de tubage.On the contrary, the drilling fluid pressure gradient acting on the opposite exposed side of the drill string is only counterbalanced by the terrain fluid pressure gradient1 which results in a resultant force equal to the difference in applied fluid pressure. on the coated area of the drill string which is isolated from the drilling fluid. This resulting force keeps the drill string applied against the filter cake. The force required to push, pull or rotate the drill string is equal to this resulting force multiplied by the coefficient of friction between the filter cake and the drill string. This condition is called "wall bonding by differential effect" and it can also occur during the use of downhole tools and the installation of tubing.
La pratique couramment adoptée pour dégager des tiges de forage, des outils de fond de trou et un tubage collés consiste à rétablir d'abord la circulation du fluide de forage vers le bas de la tige de forage et vers le haut dans l'intervalle annulaire. Des lubrifiants ou agents de mouillage sous pression extreme, avec ou sans huile,sont alors ajoutés au fluide de forage. La différence entre les pressions du fluide de forage et du fluide de terrain continue à refouler les liquides du fluide de forage au travers du cake de filtration vers le terrain perméable, en permettant à ces lubrifiants ou agents de s'infiltrer dans le cake de filtra tion.Ils provoquent une réduction du coefficient de frottement entre le cake de filtration et la tige de forage ou bien ils désagrègent le joint étanche existant entre eux, en permettant l'application du gradient de pression de fluide de forage plus élevé sur le coté de la tige de forage qui est noyé dans le cake de filtration, en réduisant ainsi la force nécessaire pour dégager le train de tiges de forage collé. Cependant ce procédé n'empêche pas l'apparition ou la réapparition du collage sur paroi par effet différentiel. The common practice for clearing drill pipes, downhole tools and glued tubing is to first restore the flow of drilling fluid down the drill pipe and up into the annular gap . Extreme pressure lubricants or wetting agents, with or without oil, are then added to the drilling fluid. The difference between the pressures of the drilling fluid and the field fluid continues to push the liquids from the drilling fluid through the filter cake to the permeable ground, allowing these lubricants or agents to infiltrate the filter cake. They cause a reduction in the coefficient of friction between the filter cake and the drill pipe or they break up the existing seal between them, allowing the application of the higher drilling fluid pressure gradient on the side of the drill rod which is embedded in the filter cake, thereby reducing the force required to release the glued drill string. However, this process does not prevent the appearance or reappearance of the bonding to the wall by differential effect.
Le brevet US ne 4 063 603 décrit un procédé d'addition de granules de matière plastique de faible densité au fluide de forage pour créer un effet de roulement à billes et pour réduire le couple, le frottement et l'usure sur le tubage et le train de tiges de forage. Les granules de matière plastique sont relativement mous ; en conséquence ils peuvent se déformer sous pression et peuvent plus aise- ment subir une abrasion. Leur mdlesse relative empêche également des granules en matière plastique noyés dans le cake de filtration d'interdire l'érosion d'une rainure verticale dans le cake de filtration ou la paroi du trou.Leur faible masse spécifique provoque leur flottation à moins qu'ils soient utilisés dans un fluide de forage de faible densité qui ne convient généralement pas pour les températures élevées rencontrées en fond de trou dans des puits profonds. US Patent No. 4,063,603 describes a method of adding low density plastic granules to the drilling fluid to create a ball bearing effect and to reduce torque, friction and wear on the casing and the drill string. The plastic granules are relatively soft; consequently they can deform under pressure and can more easily be subject to abrasion. Their relative size also prevents plastic granules embedded in the filter cake from preventing the erosion of a vertical groove in the filter cake or the wall of the hole. Their low specific mass causes them to float unless they are used in a low density drilling fluid which is generally not suitable for the high temperatures encountered downhole in deep wells.
Les granules en matière plastique se ramollissent eux-mames à des températures élevées, ce qui limite leur utilisation.The plastic granules soften themselves at high temperatures, which limits their use.
Le lubrifiant pour fluide de forage à petits granules de verre qui a été décrit dans le brevet US n" 4 123 367 n'a pas pour but de résoudre, et ne résout pas le problème du collage sur paroi par effet différentiel. Dans ce brevet, on utilise des granules de verre ayant des dimensions de particules comprises entre 44 et 88 microns. On les ajoute au fluide de forage en circulation en concentrations de 6 à 23 g/l pour réduire le couple de rotation et le frottement. Ils sont bien trop petits pour empecher la formation d'un joint étanche entre le train de tiges de forage et le terrain. The lubricant for drilling fluid with small glass granules which has been described in US Patent No. 4,123,367 is not intended to solve, and does not solve the problem of bonding to the wall by differential effect. In this patent , glass granules with particle sizes between 44 and 88 microns are used and added to the circulating drilling fluid in concentrations of 6 to 23 g / l to reduce torque and friction. too small to prevent the formation of a tight seal between the drill string and the ground.
En conséquence l'invention a pour but de créer un procédé pour empêcher l'apparition d'un collage sur paroi par effet différentiel. Consequently, the object of the invention is to create a method for preventing the appearance of sticking to the wall by differential effect.
L'invention a en outre pour but de-créer un procédé pour réduire l'importance d'un collage sur paroi par effet différentiel pouvant se produire. The invention also aims to create a method for reducing the importance of bonding to the wall by a differential effect which may occur.
L'invention a également pour but de créer un procédé de traitement de zong individuellgde collage posai ble pour interdire l'apparition d'un collage sur paroi par effet différentiel dans cette-zone. The object of the invention is also to create a method for treating individual sticking bonding to prevent the appearance of sticking to a wall by differential effect in this area.
L'invention a en outre pour but de créer un procédé pour noyer des granules de verre dans le cake de filtration formé dans une zone de collage possible sur paroi par effet différentiel afin de réduire la possibilité de formation par le cake de filtration d'un joint étanche avec le train de tiges de forage. The invention further aims to create a process for embedding glass granules in the filter cake formed in a possible bonding area on the wall by differential effect in order to reduce the possibility of formation by the filter cake of a tight seal with the drill string.
L'invention a pour but de créer un procédé empêchant l'apparition d'un collage sur paroi par effet différentiel lors du forage rotatif de puits d'hydrocarbures. The object of the invention is to create a method preventing the appearance of sticking to a wall by differential effect during the rotary drilling of hydrocarbon wells.
Le point d'écoulement du fluide de forage est mesuré et, si nécessaire, il est augmenté d'une maniere connue jusqulà une valeur minimale calculée à partir du poids du fluide de forage de façon que des granules de verre sensiblement sphériques et solides et ayant une masse spécifique comprise entre 2,4 et 2,65, un diamètre compris entre 0,25 mm et 4,8 mm et une dureté de 5-,5 Mohs placés dans celui-ci ne s'agglomèrent pas et de 28 à 140 g/l de granules de verre sont ajoutés à une certaine quantité du fluide de forage.The pour point of the drilling fluid is measured and, if necessary, it is increased in a known manner to a minimum value calculated from the weight of the drilling fluid so that glass granules which are substantially spherical and solid and have a specific mass between 2.4 and 2.65, a diameter between 0.25 mm and 4.8 mm and a hardness of 5-.5 Mohs placed in it do not agglomerate and from 28 to 140 g / l of glass granules are added to a certain amount of the drilling fluid.
Un bouchon du mélange de granules de verre et de fluide de forage est ensuite introduit dans le puits dans une zone adjacente à une zone de collage possible qui a été identifiée précédemment de façon qu'un nombre substantiel des granules de verre puisse,ltêtre dépose dans le cake de filtration en revêtant le trou foré dans une zone adjacente à la zone de collage possible. La presence des granules de verre empêche la formation d'un joint etanche entre un train de tiges de forage, un outil de fond de trou ou un tubage et le cake de filtration, cette étanchéité étant nécessaire pour l'apparition du collage sur paroi par effet différentiel.A plug of the mixture of glass granules and drilling fluid is then introduced into the well in an area adjacent to a possible bonding area which has been identified previously so that a substantial number of the glass granules can be deposited in the filter cake by coating the hole drilled in an area adjacent to the possible bonding area. The presence of the glass granules prevents the formation of a watertight seal between a drill string, a downhole tool or a casing and the filter cake, this sealing being necessary for the appearance of bonding to the wall by differential effect.
Dans un autre procédé, le mélange de granules de verre et de fluide de forage est pompé dans le trou foré sans identification de zones de collage possible.In another method, the mixture of glass granules and drilling fluid is pumped into the drilled hole without identifying possible bonding areas.
Un collage sur paroi par effet différentiel risque le plus de se produire lors du forage rotatif d'un puits d'hydrocarbures lorsque le trou foré traverse un terrain perméable où la pression de fluide de terrain est bien inférieure à la pression de fluide de forage à cette profondeur. Cette condition conduit à une accumulation rapide sur la paroi du trou d'un cake de filtration formé de solides du fluide de forage, à mesure que la différence entre les pressions fluidiques refoule les liquides du fluide de forage foré au - - - - - - ut prou /serran. a permeaDiiire au terrain permet aux liquides du fluide de forage d'être drainés hors du trou foré sans augmentation sensible de la pression fluidique de terrain de sorte que la formation du cake de filtration dans ces zones est continue. La perméabilité du terrain permet une progression rapide du cake de filtration autour du train de tiges de forage lorsque la rotation et la circulation sont momentanément arrêtées et lorsque le train de tiges de forage repose sans mouvement contre la paroi du trou.A mesure que le cake de filtration s'accumule, l'écoulement de liquide du trou foré vers le terrain est réduit par llépais seur du cake de filtration. La baisse de pression entre la pression du fluide de forage dans le trou foré et la pression du fluide de terrain s'établit au travers du cake de filtra- tion. En des points situés à l'intérieur du cake de filtras tion entre ses surfaces intérieure et extérieure, la pression a une valeur intermédiaire entre celles existant dans le trou et le terrain. Bonding to the wall by differential effect is most likely to occur during rotary drilling of an oil well when the drilled hole crosses permeable ground where the ground fluid pressure is much lower than the drilling fluid pressure at this depth. This condition leads to a rapid accumulation on the wall of the hole of a filter cake formed of solids of the drilling fluid, as the difference between the fluid pressures pushes back the liquids of the drilling fluid drilled at - - - - - - ut prou / serran. a permeaDiiire au terrain allows the fluids of the drilling fluid to be drained out of the drilled hole without appreciable increase in the fluid pressure of the terrain so that the formation of the filter cake in these zones is continuous. The permeability of the ground allows rapid progression of the filter cake around the drill string when the rotation and circulation are momentarily stopped and when the drill string rests without movement against the wall of the hole. filtration accumulates, the flow of liquid from the drilled hole to the ground is reduced by the thickness of the filter cake. The pressure drop between the pressure of the drilling fluid in the drilled hole and the pressure of the ground fluid is established through the filter cake. At points located inside the filter cake between its interior and exterior surfaces, the pressure has an intermediate value between those existing in the hole and the ground.
Lorsqu'un trou est foré au travers daun terrain perméable où la pression fluidique régnant dans celuiaci est sensiblement inférieure, le terrain constitue une zone possible de collage sur paroi par effet différentiel. Souvent l'apparition d'un collage sur paroi par effet differentiel pendant le forage précédent de puits adjacents identifiera ces zones avant qu'un nouveau puits soit commencé. En outre, l'exploitation d'un terrain contenant des hydrocarbures par des puits adjacents peut réduire la pression fluidique dans ce terrain, en créant une zone potentielle de collage sur paroi. A d'autres moments, les zones peuvent être identifiées pendant le forage du puits existant par l'apparition d'un collage sur paroi pareEfet différentiel.Dans tous les cas, une fois qu'une zone possible de collage a été localisée, le procédé selon l'invention peut être utilisé pour empecher un collage sur paroi par effet différentiel dans la zone où un train de tiges de forage, un tubage et des outils de fond de trou sont utilisés dans le trou foré non tubé. When a hole is drilled through permeable ground where the fluid pressure prevailing in that is substantially lower, the ground constitutes a possible zone of bonding to the wall by differential effect. Often the appearance of a wall bonding by differential effect during the previous drilling of adjacent wells will identify these areas before a new well is started. In addition, the exploitation of a site containing hydrocarbons by adjacent wells can reduce the fluid pressure in this site, by creating a potential zone of bonding on the wall. At other times, the zones can be identified during the drilling of the existing well by the appearance of a bonding on a differential barrier wall. In all cases, once a possible bonding zone has been located, the process according to the invention can be used to prevent bonding to the wall by differential effect in the area where a drill string, casing and downhole tools are used in the uncased drilled hole.
La matière préférée utilisable avec le procédé conforme à l'invention est constituée par des granules de pleins verre/sensiblement sphériques ayant une masse spécifique comprise entre 2,4 et 2,65, une dureté de 5,5 Mohs et un diamètre compris entre 0,25 et 4,8 mm. De préférence, les qranules de verre sont exempts d'inclusions de gaz et sont crown-glass composes owun verre,ae naute quaiite, cnimiquement resistant
et du type calcosodique ayant une teneur en silice supérieure
à 67 %.The preferred material usable with the process according to the invention consists of full glass / substantially spherical granules having a specific mass between 2.4 and 2.65, a hardness of 5.5 Mohs and a diameter between 0 , 25 and 4.8 mm. Preferably, the glass qranules are free of gas inclusions and are crown-glass compounds owun glass, nautical quaite, cnimically resistant
and of the calcosodium type having a higher silica content
at 67%.
Dans le procédé de la présente invention, la densité et le point d'écoulement du fluide de forage utilisé dans le puits sont mesurés. On a trouva que, si le point d'écoulement est trop faible, les granules de verre ont tendance a se déposer. On a trouvé qu'il existe une relation numérique entre la densité du fluide de forage et le point d'écoulement minimal du fluide de forage, qui réduit la tendance des granules de verre a se déposer. La valeur numérique mesurée pour le point d'écoulement en kg/m2 et multipliée var 20,5 ne doit pas être inférieure de plus de quatre unités a la valeur numérique de la densité, mesurée en kg/litre et multipliée par 8,33.Si cet impératif n'est pas satisfait par les mesures initiales du fluide de fora gazon doit augmenter le point d'écoulement d'une manière connue, par exemple par addition d'argile de bentonite, jusqu'a ce que la relation soit satisfaite. In the method of the present invention, the density and pour point of the drilling fluid used in the well is measured. It has been found that if the pour point is too low, the glass granules tend to settle. It has been found that there is a numerical relationship between the density of the drilling fluid and the minimum pour point of the drilling fluid, which reduces the tendency of glass granules to settle. The numerical value measured for the pour point in kg / m2 and multiplied var 20.5 must not be more than four units less than the numerical value of the density, measured in kg / liter and multiplied by 8.33. If this requirement is not satisfied by the initial measurements of the fora lawn fluid must increase the pour point in a known manner, for example by adding bentonite clay, until the relationship is satisfied.
Les granules de verre sont ensuite ajoutés å
7 une certaine quantité de fluide de forage La concentration préférée des granules de verre est comprise entre 28 et 140 grammes par litre de fluide de forage Ce mélange de granules de verre et de fluide de forage est introduit dans le trou foré dans une zone adjacente à une zone de collage possible, par pompage d'un bouchon du mélange dans le -ras-n de tiges de forage et en le faisant déplacer jusque ans non une une position adjacente a ladite zone du trou/ L'ecoulement des liquides du fluide de forage vers le terrain perméable dans la zone de collage possible incorpore les solides du fluide de forage, notamment les granules de verre dans le cake de filtration recouvrant la surface du trou foré non tubé dans une zone adjacente à la zone de collage possible
Bien que le mode et d'intervention des granules de verre pour empecher l'apparition d'un collage Sllr' paroi par offet différentiel ne soit pas connu ? on estime que leur présence dans le cake de filtration empêche la formation d'un point étanche entre le cake de filtration et le train de tiges de forage.Une telle étanchéité est nécessairs pour permettre l'apparition d'un collage sur paroi par cet différentiel, du fait que le joint empêche la pression supérieure du fluide de forage d'attendre et d'agir su la parie du train de tiges oui est noyée dans le cake defiltration.The glass granules are then added to
7 a certain quantity of drilling fluid The preferred concentration of glass granules is between 28 and 140 grams per liter of drilling fluid This mixture of glass granules and drilling fluid is introduced into the drilled hole in an area adjacent to a possible bonding area, by pumping a plug of the mixture into the drill pipe and moving it until a non position adjacent to said hole area / The flow of fluids from the drilling towards the permeable ground in the possible bonding area incorporates the solids of the drilling fluid, in particular the glass granules in the filter cake covering the surface of the uncapped bored hole in an area adjacent to the possible bonding area
Although the mode and intervention of glass granules to prevent the appearance of a Sllr 'wall bonding by differential offet is not known? it is estimated that their presence in the filter cake prevents the formation of a tight spot between the filter cake and the drill string. Such a seal is necessary to allow the appearance of a bonding on the wall by this differential. , because the seal prevents the upper pressure of the drilling fluid from waiting and acting on the part of the drill string yes is embedded in the filter cake.
On estime également que la présence des granules de verre dur dans le cake de filtration empêche, à cauae de leurs surfaces sphériques et lisses, la formation de rainures verticales dans la cake de filtration e- la paroi du trou
Dans une variante du procedé confo@me à l'invention, une certaine quantité du mélange de granules non tubé de verre et de fluide de forage est pompée dans le trou foré/ sans identification initiale des zones de collage possible.It is also estimated that the presence of hard glass granules in the filter cake prevents, with their spherical and smooth surfaces, the formation of vertical grooves in the filter cake and the wall of the hole
In a variant of the process according to the invention, a certain quantity of the mixture of uncased glass granules and drilling fluid is pumped into the drilled hole / without initial identification of the bonding zones possible.
Les granules de verre s'incorporent d eux-mêmes au cake de trituration dans le trou non tubé L'écoulement des liquides de fluide de forage, du trou foré vers le terrain environnant, et par conséquent 1 accumulation des solides du fluide de forage dans le cake dc filtration, sont plus grands dans les zones de collage possible e- cause de la porosité et de la faible pression fluidique de e terrain. En conséquence, les granules de verre sont concentrés dans le cake de filtration dans des endroits adjacents aux zones de collage possible, où ils seront les plus efficaces pour empêcher l'apparition du collage sur paroi par effet différentiel.The glass granules incorporate themselves into the trituration cake in the uncased hole The flow of drilling fluid liquids from the drilled hole to the surrounding ground, and consequently the accumulation of drilling fluid solids in the filter cake, are larger in the possible bonding zones due to the porosity and the low fluid pressure of the soil. Consequently, the glass granules are concentrated in the filter cake in places adjacent to the possible bonding zones, where they will be most effective in preventing the appearance of bonding on the wall by differential effect.
Le procédé conforme à l'invention procure plusieurs avantages distincts par rapport aux procédés courants de traitement du problème du collage sur paroi par effet différentiel. Ce procédé empeche l'apparition de cette difficulté alors que le procédé préféré à l'heure actuelle agit seulement de façon à résoudre le problème après qu'il s'est produit. Les granules'de verre sont inertes et n'affectent pas les propriétés des fluides de forage à base d'eau ou d'huile. A la différence des granules en matière plastique, ils ne sont pas affectés par les températures régnant en fond de trou et pouvant atteindre 730oC. Ils ne flottent pas mais, lorsqu'ils sont correctement utilisés, ils restent en suspension dans un fluide rendu visqueux. The method according to the invention provides several distinct advantages compared to current methods of treating the problem of bonding to a wall by differential effect. This method prevents the occurrence of this difficulty while the preferred method at the present time acts only in order to solve the problem after it has occurred. The glass granules are inert and do not affect the properties of water or oil-based drilling fluids. Unlike the plastic granules, they are not affected by the temperatures prevailing at the bottom of the hole and which can reach 730oC. They do not float but, when properly used, they remain suspended in a viscous fluid.
La dureté des granules de verre les empêche d'être usés par la rotation du train de tiges de forage en acier contre eux. Leur forme sphérique anti-abrasion réduit l'usure ou les dommages du train de tiges de forage. Les granules inertes ne se décomposent pas en la présence de substances chimiques caustiques. The hardness of the glass granules prevents them from being worn out by the rotation of the steel drill string against them. Their anti-abrasion spherical shape reduces wear or damage to the drill string. Inert granules do not decompose in the presence of caustic chemicals.
Le procédé selon l'invention agit également de manière à réduire le degré de collage sur paroi par effet différentiel dans les circonstances où il se produit. On estime que les granules réduisent au minimum la surface du train de tiges enrobé qui est isolée de façon étanche de la paroi du trou par le cake de filtration, en diminuant ainsi la force nécessaire pour dégager le train de tiges collé,
Puisque les granules de verre sont inertes, on peut utiliser l'un quelconque des procédés actuellement préférés pour dégager un train de tiges collé, en coopération avec les granules de verre, sans effet perturbateur.The method according to the invention also acts so as to reduce the degree of sticking to the wall by differential effect in the circumstances in which it occurs. It is estimated that the granules minimize the surface of the coated drill string which is sealed from the wall of the hole by the filter cake, thereby reducing the force required to release the glued drill string,
Since the glass granules are inert, any of the currently preferred methods can be used to release a bonded string of rods, in cooperation with the glass granules, without disturbing effect.
L'utilité et les possibilités d'application pratique de l'invention sont illustrées dans les exemples suivants concernant un essai en laboratoire et des essais expérimentaux sur chantier où le procédé conforme à l'inven tion a été utilisé pour empêcher l'apparition du collage sur paroi par effet différentiel lors du forage rotatif de puits d'hydrocarbures. The utility and the possibilities of practical application of the invention are illustrated in the following examples concerning a laboratory test and experimental tests on site where the process according to the invention has been used to prevent the appearance of sticking. on wall by differential effect during rotary drilling of hydrocarbon wells.
EXEMPLE 1 : ANALYSE ET ESSAI EN LABORATOIRE
Cet essai en laboratoire a été effectué pour obtenir des données empiriques démontrant l'aptitude du procédé conforme à la présente invention à empêcher un collage sur paroi par effet différentiel. Un noyau creux formé d'une matière de grande porosité a été monté au centre dlun cylindre. On a fait circuler un fluide de forage d'essai au travers du centre du noyau tout en exerçant un vide sur les côtés du noyau. Le vide a provoqué l'accumulation d'un cake de filtration à l'intérieur du noyau proportionnellement à la perte dynamique du fluide de forage au travers du noyau perméable.Une fois que le cake de filtration a été forme, on a placé un simulateur de manchon de forage au centre du noyau de manière à l'appliquer contre le cake de fltration
On a fait circuler le fluide de forage et, après un intervalle constant, on a dégagé le manchon de forage. La force de traction nécessaire a été enregistrée en kilos pour chaque type de système de fluide de forage contralé.EXAMPLE 1: LABORATORY ANALYSIS AND TEST
This laboratory test was carried out to obtain empirical data demonstrating the ability of the process according to the present invention to prevent sticking to the wall by differential effect. A hollow core formed from a material of high porosity has been mounted in the center of a cylinder. A test drilling fluid was circulated through the center of the core while vacuuming the sides of the core. The vacuum caused the accumulation of a filter cake inside the core in proportion to the dynamic loss of the drilling fluid through the permeable core. Once the filter cake was formed, a simulator was placed of a drill sleeve in the center of the core so as to apply it against the filter cake
The drilling fluid was circulated and, after a constant interval, the drilling sleeve was released. The required tensile force was recorded in kilograms for each type of controlled drilling fluid system.
On a utilisé comme boue de forage de base A une boue formée de lignosulfonate et d'eau de mer pesant 1,68 kg/l et ayant une perte de fluide API de 10,0 cm3. Sans les granules de verre utilisés dans le procédé conforme à l'invention, une force de traction de 4,5 + O, 23 kg a été nécessaire pour dégager le simulateur de manchon de forage collé. Lorsqu'on a ajouté 57 g/i de granules de verre à la même boue de base A, il a eté nécessaire d'exercer une force de traction de 2,?à3,6 kg + 0,23 kg. Lorsqu'on a ajouté 85 g/l de granules de verre à la meme boue de base A, il a été nécessaire d'exercer une force de traction de 1,8 kg + C,23 kg.Enfin, lorsqu'on a ajouté 114 g/l de granules de verre à la meme boue de base A, une force de O kg a été nécessaire pour dégager le simulateur de manchon de forage. As base drilling mud A was used a mud formed of lignosulfonate and seawater weighing 1.68 kg / l and having a loss of API fluid of 10.0 cm3. Without the glass granules used in the process according to the invention, a tensile force of 4.5 + 0.23 kg was necessary to release the glued drill sleeve simulator. When 57 g / l of glass granules were added to the same base slurry A, it was necessary to exert a tensile force of 2.6 to 3.6 kg + 0.23 kg. When 85 g / l of glass granules were added to the same base slurry A, it was necessary to exert a tensile force of 1.8 kg + C, 23 kg. Finally, when adding 114 g / l of glass granules at the same base mud A, a force of O kg was necessary to release the drill sleeve simulator.
Le même essai 3 été effectué avec une boue de forage de base B différente, normée de bentonite hydratée, d'un polymère et d'eau de mer pesant 1,38 kg/i et ayant une perte de fluide API de 52,0 cm3. Sans les granules de verre du procédé conforme à l'invention dans la boue de base B, une force de traction de 21,8 + 0,23 k g a été nécessaire pour dégager le simulateur de manchon de forage. Lorsqu'on a ajouté 57 g/l de granules de verre à la même boue de base
B, une force de traction de 20,4 + 0,23 kg a été nécessaire.The same test 3 was carried out with a different base B drilling mud, standardized with hydrated bentonite, a polymer and seawater weighing 1.38 kg / i and having an API fluid loss of 52.0 cm3 . Without the glass granules of the process according to the invention in base mud B, a tensile force of 21.8 ± 0.23 kg was required to release the drill sleeve simulator. When 57 g / l of glass granules have been added to the same base slurry
B, a tensile force of 20.4 + 0.23 kg was required.
Enfin lorsqu'on a ajouté à la même boue de base B 114 g/1 de granules de verre, une force de traction de 14,5 + 0,23 kg a été nécessaire pour dégager le simulateur de manchon de forage.Finally, when 114 g / l of glass granules were added to the same base mud B, a tensile force of 14.5 ± 0.23 kg was required to release the drill sleeve simulator.
EXEMPLE 2
Un essai expérimental sur chantier a été effectué dans la région de Gueydan en Louisiane du Sud. On a utilisé une boue formée de lignosulfonate et d'eau douce et pesant 2,16 kg/l.La profondeur-objectif de 4 500 m a été atteinte avec un trou foré non tubé de 676 m de longueur et d'un diamètre de 149 mm. L'écart a été de 49 à 17 ". A la profondeur-objectif, plusieurs difficultés ont été rencontrées dans le trou lorsque le train de tiges de forage a été collé deux fois pendant la circulation pour le conditionnement de la boue. Delta boue avec huile a été injectée deux fois et le train de tiges de forage a été degagé respectivement au bout de 26 h heures et 15 heures.La boue avec huile a été évacuée et la boue de base reconditionnée. 8 000 litres de boue de base ont été placés dans le bassin à boue et ont été mélangés avec 114 g/l de granules de verre. Le tampon de 8 000 litres a été déplacé et amené dans le trou non tubé à l'endroit où on a soupçonné la zone de collage potentiel et le train de tiges de forage a été retiré du trou sans pause pour un carottage. Après exécution de diagraphies soniques et par rayonnement gamma et après un relevé au pendagemètre on a mis en circulation la boue de forage et on l'a conditionnée avec un bouchon a 114 g/1 de granules de verre dans le trou non tubé. On a fait descendre 687 mètres de tubage à joint lisse de 127 mm et on l'a cimenté dans le trou de 149 mm de diamètre sans rencontrer de difficultés. Llincor- poration des granules de verre a amélioré la condition du forage, en accélérant ainsi le carottage et la mise en place du tubage de 127 mm de diamètre sans autres problèmes.EXAMPLE 2
An experimental site test was carried out in the Gueydan region of Southern Louisiana. We used a lignosulfonate and freshwater mud weighing 2.16 kg / l. The target depth of 4,500 m was reached with an uncased drilled hole 676 m long and 149 mm in diameter. mm. The gap was 49 to 17 ". At the target depth, several difficulties were encountered in the hole when the drill string was glued twice during circulation for conditioning the mud. Delta mud with oil was injected twice and the drill string cleared after 26 hrs and 15 hrs respectively. The oil mud was removed and the base mud reconditioned. 8000 liters of base mud were placed in the mud basin and were mixed with 114 g / l of glass granules. The 8000 liter buffer was moved and brought into the uncased hole where the potential bonding area was suspected and the drill string was removed from the hole without pause for coring. After performing sonic and gamma radiation logs and after a pendulum measurement, the drilling mud was put into circulation and conditioned with a plug has 114 g / 1 of glass granules in the hole you are not be 687 meters of 127 mm smooth joint casing was lowered and cemented into the 149 mm diameter hole without encountering any difficulties. The incorporation of the glass granules has improved the condition of the drilling, thus accelerating the coring and the placement of the 127 mm diameter casing without other problems.
EXEMPLE 3
Un essai expérimental sur chantier a été effectué en Louisiane du Sud. On a utilisé une boue formée de lignosulfonate et d'eau douce , pesant 2,21 kg/l La profondeur-objectif a été de 4500 mètres pour un diamètre de trou de 147 mm. Lors d'un forage à 4100 m., le train de tiges de forage s'est cassé à 3900 m. Le train de tiges de forage n'a pas pu être libéré par secousses . Un surforage a commencé avec un train de tiges de surforage de 127 mm de diamètre. Périodiquement, on a introduit dans le train de tiges de surforage un mélange de fluide de forage et de granules de verre pour établir une bonne condition de forage.EXAMPLE 3
An experimental site test was carried out in Southern Louisiana. Sludge formed from lignosulfonate and fresh water was used, weighing 2.21 kg / l. The target depth was 4500 meters for a hole diameter of 147 mm. When drilling at 4100 m., The drill string broke at 3900 m. The drill string could not be released by shaking. Over-drilling started with a 127 mm diameter over-drilling drill string. Periodically, a mixture of drilling fluid and glass granules was introduced into the overhole drill pipe to establish a good drilling condition.
Après un surforage sur 120 m , les coulisses ont cassé à 3 900 m. On a réintroduit dans le trou une cloche de repdcha ge qui s'est bloquée sur l'obstruction. Le puits est entré en surpression, en faisant apparattre une pression de 350 x 105 Pa sur l'obturateur anti-éruption. Le puits a été calmé au bout de cinq jours. Le tube de surforage a été dégagé et tiré hors du trou.After a 120m overhole, the backstage broke at 3,900m. We put back in the hole a repair bell which got stuck on the obstruction. The well entered overpressure, causing a pressure of 350 x 105 Pa to appear on the blowout preventer. The well was calmed after five days. The overbore tube was released and pulled out of the hole.
On voit par conséquent qu'on obtient, conformé ment à la présente invention, un procédé pour empecher l'ap- pariton d'un collage sur paroi par effet différentiel lors du forage rotatif de puits d'hydrocarbures de manière à atteindre intégralement les objectifs et avantages définis ci dessus. It can therefore be seen that, in accordance with the present invention, a method is obtained for preventing the appearance of a bonding to a wall by differential effect during the rotary drilling of hydrocarbon wells so as to fully achieve the objectives. and advantages defined above.
Bien entendu 11 invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiments described above, from which other modes and other embodiments can be provided, without thereby departing from the scope of the invention.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8316873A FR2553820A1 (en) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | Method for preventing sticking on the wall by the differential effect during the rotary drilling of a hydrocarbon well |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8316873A FR2553820A1 (en) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | Method for preventing sticking on the wall by the differential effect during the rotary drilling of a hydrocarbon well |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2553820A1 true FR2553820A1 (en) | 1985-04-26 |
Family
ID=9293430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8316873A Withdrawn FR2553820A1 (en) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | Method for preventing sticking on the wall by the differential effect during the rotary drilling of a hydrocarbon well |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2553820A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3216933A (en) * | 1962-08-02 | 1965-11-09 | Pan American Petroleum Corp | Method for preventing drill pipe from sticking |
| US4063603A (en) * | 1976-09-02 | 1977-12-20 | Rayborn Jerry J | Drilling fluid lubricant |
| GB1532922A (en) * | 1977-04-29 | 1978-11-22 | Dodd A | Method of reducing torque and drag in a wellbore |
-
1983
- 1983-10-24 FR FR8316873A patent/FR2553820A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
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