FR3059033A1

FR3059033A1 - Facteur de securite de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage

Info

Publication number: FR3059033A1
Application number: FR1761003A
Authority: FR
Inventors: Zhengchun Liu; Robello Samuel; Adolfo Gonzales; Yongfeng Kang
Original assignee: Landmark Graphics Corp
Current assignee: Landmark Graphics Corp
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2018-05-25

Abstract

L'invention concerne des systèmes et des procédés de détermination de facteurs de sécurité de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage. Des données de pression et de température pour au moins un point de charge le long d'un composant tubulaire d'un puits de forage sont obtenues. Une charge axiale de rupture effective attendue au point de charge est calculée au cours d'une opération de fond de puits à effectuer le long d'une ou de plusieurs sections du puits de forage à l'intérieur d'une formation de subsurface, sur la base des données obtenues. Une limite supérieure et une limite inférieure pour la charge axiale de rupture effective sont déterminées, sur la base de propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge. Un point médian de la charge axiale de rupture effective est calculé sur la base des limites supérieure et inférieure. Une pression différentielle de rupture critique est calculée, sur la base du point médian de la charge axiale de rupture effective. Un facteur de sécurité de rapport vectoriel est calculé, sur la base de la pression différentielle de rupture critique par rapport à la charge axiale de rupture effective.

Description

(54) FACTEUR DE SECURITE DE RAPPORT VECTORIEL POUR UNE CONCEPTION TUBULAIRE DE PUITS DE FORAGE.

©) L'invention concerne des systèmes et des procédés de détermination de facteurs de sécurité de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage. Des données de pression et de température pour au moins un point de charge le long d'un composant tubulaire d'un puits de forage sont obtenues. Une charge axiale de rupture effective attendue au point de charge est calculée au cours d'une opération de fond de puits à effectuer le long d'une ou de plusieurs sections du puits de forage à l'intérieur d'une formation de subsurface, sur la base des données obtenues.

Une limite supérieure et une limite inférieure pour la charge axiale de rupture effective sont déterminées, sur la base de propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge. Un point médian de la charge axiale de rupture effective est calculé sur la base des limites supérieure et inférieure. Une pression différentielle de rupture critique est calculée, sur la base du point médian de la charge axiale de rupture effective. Un facteur de sécurité de rapport vectoriel est calculé, sur la base de la pression différentielle de rupture critique par rapport à la charge axiale de rupture effective.

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FACTEURS DE SÉCURITÉ DE RAPPORT VECTORIEL POUR UNE CONCEPTION TUBULAIRE DE PUITS DE FORAGE

DOMAINE TECHNIQUE [0001] La présente description concerne le domaine de la récupération d’hydrocarbures à partir de formations réservoirs de subsurface, et particulièrement, la conception tubulaire de puits de forage pour des opérations de récupération d’hydrocarbures réalisées via des puits de forage forés à l’intérieur de formations réservoirs de subsurface.

îo CONTEXTE DE L’INVENTION [0002] Au cours d’opérations de récupération d’hydrocarbures, des composants tubulaires d’un puits de forage, par ex., des trains de tubages ou de tiges disposés à l’intérieur du puits de forage, servent de conduits à travers lesquels des hydrocarbures, tels que de l’huile et du gaz, sont obtenus à partir d’une formation de subsurface vers des i5 installations de traitement au niveau de la surface. Par conséquent, de tels composants tubulaires doivent être suffisamment forts pour supporter les pressions et des contraintes associées à un écoulement de fluide entre la formation et une surface de puits de forage au cours d’opérations de forage, de production et de stimulation. Dans une conception tubulaire de puits de forage, il y a généralement un compromis entre les coûts et la taille physique ou l’épaisseur du composant. Bien que des composants tubulaires de puits de forage qui sont trop fins puissent être insuffisants pour supporter les pressions et des charges attendues pour le puits de forage, les coûts supplémentaires associés à des composants tubulaires qui sont trop épais peuvent l’emporter sur une quelconque augmentation de la robustesse ou de la durabilité que la surépaisseur peut apporter.

[0003] Un paramètre de conception critique pour des composants tubulaires de puits de forage est le « facteur de sécurité ». Traditionnellement, le facteur de sécurité est défini comme un rapport de la résistance d’un composant tubulaire sur sa charge. Le facteur de sécurité pour une conception tubulaire de puits de forage fournit ainsi une mesure de la fiabilité de la conception particulière. Cependant, des facteurs de sécurité déterminés en utilisant de telles techniques conventionnelles peuvent ne pas être représentatifs de conditions de charge réelles qui peuvent survenir au cours d’une opération de récupération d’hydrocarbures. En conséquence, des conceptions tubulaires de puits de forage sur la base de tels facteurs de sécurité conventionnels peuvent être inadaptées aux charges réelles qui peuvent être attendues au cours de l’opération de récupération d’hydrocarbures.

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BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0004] La présente divulgation est mieux comprise à partir de la description détaillée suivante lorsque lue avec les figures annexées, s [0005] La figure 1 est un graphique tracé d’une charge axiale de rupture effective par rapport à une pression différentielle à un point de charge le long d’un composant tubulaire (un corps de tuyau) d’un puits de forage.

[0006] La figure 2 est un graphique tracé d’une charge axiale illustrative par rapport à une pression différentielle à un point de charge d’éclatement correspondant à un îo raccordement (ou un connecteur de tuyau) entre différents segments de tuyau d’un puits de forage.

[0007] La figure 3 est un schéma de procédé d’un processus illustratif de détermination de facteurs de sécurité de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage.

[0008] La figure 4 est une vue schématique d’une configuration de puits de forage illustrative incluant un tubage de production disposé à l’intérieur du puits de forage.

[0009] La figure 5 est un graphique tracé d’un profil de charge axiale illustratif pour le tubage de production de la configuration de puits de forage montrée dans la figure 4.

[0010] La figure 6 est un graphique tracé montrant une comparaison entre un facteur de sécurité de rapport vectoriel et un facteur de sécurité conventionnel pour le tubage de production de la figure 4.

[0011] La figure 7 est une vue schématique d’une autre configuration de puits de forage illustrative incluant un tube de production disposé à l’intérieur du puits de forage.

[0012] La figure 8 est un graphique tracé d’un profil de charge axiale pour le tube de production de la configuration de puits de forage montrée dans la figure 7.

[0013] La figure 9 est un graphique tracé montrant une comparaison entre un facteur de sécurité de rapport vectoriel et un facteur de sécurité conventionnel pour le tube de production de la figure 7.

[0014] La figure 10 est un schéma fonctionnel illustrant un exemple d’un système informatique dans lequel des modes de réalisation de la présente divulgation peuvent être mis en œuvre.

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DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0015] Des modes de réalisation de la présente divulgation concernent une conception tubulaire de puits de forage sur la base de facteurs de sécurité de rapport vectoriel. Bien que la présente divulgation soit décrite ici en référence à des modes de réalisation illustratifs pour des applications particulières, il est entendu que les modes de réalisation ne se limitent pas à ceux-ci. D’autres modes de réalisation sont possibles, et des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation dans l’esprit et la portée des présents enseignements et des domaines supplémentaires dans lesquels les modes de réalisation seraient d’une utilité significative. En outre, lorsqu’une spécificité, une structure, ou une îo caractéristique particulière est décrite en connexion avec un mode de réalisation, il est estimé que l’homme du métier dispose des connaissances pour mettre en œuvre une telle spécificité, structure, ou caractéristique en connexion avec d’autres modes de réalisation qu’ils soient explicitement décrits ou non.

[0016] Il semblera également évident à l’homme du métier que les i5 modes de réalisation, tel que décrit ici, peuvent être mis en œuvre dans de nombreux modes de réalisation différents de logiciels, de matériels, de micrologiciels, et/ou les entités illustrées dans les figures. Tout code de logiciel réel avec la commande spécialisée d’un matériel pour mettre en œuvre des modes de réalisation ne limite pas la description détaillée. Par conséquent, le comportement fonctionnel de modes de réalisation sera décrit étant entendu que des modifications et des variations des modes de réalisation sont possibles, compte tenu du niveau de détail présenté ici.

[0017] Dans la présente description détaillée, des références à « un ou plusieurs modes de réalisation », « un mode de réalisation », « un exemple de mode de réalisation », etc., indiquent que le mode de réalisation décrit peut inclure une spécificité, une structure, ou une caractéristique particulière, mais tous les modes de réalisation n’incluent pas nécessairement la spécificité, la structure, ou la caractéristique particulière. De plus, de telles expressions ne font pas nécessairement référence au même mode de réalisation.

[0018] Les termes « composant tubulaire » et « tubulure de puits de forage » peuvent être utilisés de manière interchangeable ici pour désigner largement et inclusivement un quelconque élément tubulaire ou un composant structurel d’un puits de forage. Par exemple, un tel composant tubulaire peut être un segment de tuyau (ou de corps de tuyau) utilisé pour transporter des fluides, par ex., de l’huile ou du gaz, entre une formation réservoir de subsurface et la surface du puits de forage au cours d’opérations de récupération d’hydrocarbures. Autrement, le composant tubulaire peut être un connecteur, par ex., un

2016-IPM-099961-U1-FR 4 ensemble de couplage, d’articulation ou de vanne, entre des segments de tuyau différents. Un segment de tuyau peut correspondre, par exemple, à une portion d’un train de tubage ou d’un train de tiges situé le long d’une ou de plusieurs sections du puits de forage. Il sera compris que de tels composants tubulaires peuvent être disposés à l’intérieur du puits de forage-même, par ex., un tubage de production à l’intérieur d’une section de fond de puits du puits de forage, ou situés au niveau de la surface du puits de forage, par ex., un tubage de surface. Ainsi, bien que des modes de réalisation de la présente divulgation puissent être décrits dans le contexte d’opérations de récupération d’hydrocarbures effectuées en fond de puits, il sera compris que les techniques de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage comme îo divulgué ici ne sont pas destinées à se limiter uniquement à des composants tubulaires de fond de puits et que ces techniques peuvent être appliquées à la conception de composants tubulaires à la fois de fond de puits et de surface du puits de forage.

[0019] Comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous, des modes de réalisation de la présente divulgation peuvent être utilisés pour déterminer des facteurs de i5 sécurité de rapport vectoriel pour la conception et une mise en œuvre de composants tubulaires de puits de forage pour des opérations de récupération d’hydrocarbures. De telles opérations peuvent inclure, par exemple, des opérations de forage, de production, de reconditionnement, et/ou de stimulation effectuées au niveau d’un site de puits pour une récupération de dépôts d’hydrocarbures à partir d’une formation réservoir de subsurface. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la conception d’un composant tubulaire peut impliquer une formulation d’un ensemble de scénarios de charge attendus pour le composant particulier au cours d’une telle opération sur site de puits et une vérification de si les scénarios de charge sont à l’intérieur d’une marge de sécurité admissible minimum (ou une « enveloppe d’effondrement ») sur la base de la capacité de charge du composant et d’une résistance à l’effondrement. Chaque scénario de charge peut représenter une combinaison de divers paramètres de conception pour un type particulier de charges. Des exemples de tels paramètres de conception incluent, mais sans s’y limiter, des propriétés de matériau, des conditions de charge, et des dimensions physiques du composant tubulaire. Des conditions de charge peuvent inclure, mais sans s’y limiter, des pressions internes et externes, des forces axiales et/ou de torsion, et un moment de flexion comme une fonction de la profondeur. Des exemples de différents types de charges qui peuvent être considérés pour une conception particulière du composant tubulaire incluent, mais sans s’y limiter, une charge axiale, une charge d’éclatement, une charge d’effondrement, et une charge triaxiale.

2016-IPM-099961-U1-FR 5 [0020] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un facteur de sécurité peut être déterminé pour le composant tubulaire (ou une conception particulière de celui-ci) par rapport à chaque type de charges et de scénarios de charge considéré. A des fins de discussion, des modes de réalisation de la présente divulgation seront décrits dans le contexte d’une charge d’effondrement. Cependant, il sera compris que des modes de réalisation ne sont pas destinés à être limités à ceux-ci et que les modes de réalisation divulgués peuvent être appliqués à d’autres types de charges et de scénarios de charge. Le facteur de sécurité peut être défini comme un rapport d’une résistance à l’effondrement d’un composant tubulaire (sa capacité de charge structurelle) sur une charge d’effondrement (ou une charge réelle attendue îo pour le composant au cours d’opérations sur site de puits). Une rupture structurelle survient lorsque la charge d’effondrement dépasse la résistance à l’effondrement, par ex., lorsque le facteur de sécurité est inférieur à une valeur de un. Par conséquent, le facteur de sécurité peut indiquer la marge de sécurité ou une capacité structurelle disponible du composant pour supporter des charges au niveau d’un point de charge donné par rapport à son enveloppe d’effondrement.

[0021] Des facteurs de sécurité pour des points de charge le long du composant tubulaire sont généralement basés sur des calculs qui s’appuient uniquement sur des formules standards de l’industrie, par ex., des formules publiées à titre de partie des normes 5C3 du American Petroleum Institute (API) ou 10400 de l’Organisation internationale de normalisation (ISO). De telles techniques basées sur des formules conventionnelles supposent en général que des charges axiales restent constantes pour des points de charge le long du composant tubulaire. Au contraire, les techniques de rapport vectoriel divulguées ici permettent à des charges variables le long du composant tubulaire d’être prises en compte lors d’une détermination du facteur de sécurité. Par conséquent, les facteurs de sécurité de rapport vectoriel déterminés en utilisant les techniques divulguées peuvent fournir une représentation plus précise ou réaliste des scénarios de charge réels qui peuvent être attendus au cours d’une opération de récupération d’hydrocarbures.

[0022] Tel qu’utilisé ici, le terme « facteur de sécurité de rapport vectoriel » peut désigner un multiplicateur utilisé pour mettre à l’échelle un vecteur de point de charge de telle sorte qu’il atteigne l’enveloppe d’effondrement ou de résistance du composant tubulaire dans un espace de contrainte. L’espace de contrainte peut être, par exemple, un espace vectoriel de coordonnées bidimensionnelles (2D) ou tridimensionnelles (3D) représentant des niveaux de contrainte dans le composant tubulaire.

2016-IPM-099961-L1-FR 6 [0023] Des modes de réalisation illustratifs et des méthodologies liées de la présente divulgation sont décrits ci-dessous en référence aux figures 1 à 10 étant donné qu’ils pourraient être employés, par exemple, dans un système informatique pour la conception et une mise en œuvre de composants tubulaires de puits de forage à titre de partie d’un plan de puits global pour une opération de récupération d’hydrocarbures à effectuer le long de différentes sections d’un puits de forage à l’intérieur d’une formation de subsurface. Par exemple, un tel système informatique peut être utilisé pour déterminer un facteur de sécurité de rapport vectoriel pour un composant tubulaire du puits de forage au cours d’une phase de conception de l’opération à effectuer le long d’une section actuelle du puits de forage. Le ïo système informatique peut également être utilisé pour apporter des ajustements adéquats au facteur de sécurité de rapport vectoriel et une conception du composant tubulaire pour des sections subséquentes du puits de forage en se basant sur des données liées à la performance de support de charge du composant tubulaire comme obtenues au cours d’une phase de mise en œuvre ou opérationnelle de l’opération le long de la section actuelle du puits de forage.

[0024] D’autres spécificités et avantages des modes de réalisation divulgués seront ou deviendront évidents pour l’homme du métier après examen des figures suivantes et de la description détaillée. Il est prévu que toutes les spécificités supplémentaires et avantages de ce type soient inclus dans la portée des modes de réalisation divulgués. En outre, les figures illustrées ne sont données qu’à titre d’exemple et ne sont pas destinées à affirmer ou à impliquer une quelconque limitation relative à l’environnement, à l’architecture, à la conception ou au processus dans lesquels les différents modes de réalisation peuvent être mis en œuvre.

[0025] La figure 1 est un graphique tracé 100 d’une charge axiale effective (Feff) par rapport à une pression différentielle (AP) à un point de charge A le long d’un composant tubulaire d’un puits de forage. Le composant tubulaire peut être, par exemple, un corps de tuyau correspondant à un segment d’un train de tiges ou d’un train de tubage disposé à l’intérieur du puits de forage. Par conséquent, un point de charge A peut être un point de charge d’effondrement le long du corps de tuyau. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la charge axiale effective à un point de charge A peut être une fonction d’une charge axiale et d’une pression interne (ou externe) attendues au cours d’une opération de fond de puits à effectuer le long d’une ou de plusieurs sections du puits de forage à l’intérieur d’une formation de subsurface. Dans certaines mises en œuvre, la charge axiale effective peut être calculée sur la base d’une formule standard de l’industrie, par ex., selon les normes API 5C3 ou ISO 10400.

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Par exemple, la charge axiale effective selon la norme API 5C3 peut être exprimée en utilisant l’équation (1) comme suit :

Peff=Fa+Pi*As (1) où Fa est une charge axiale, Pi est une pression interne, et As est l’aire transversale tubulaire. Cependant, il sera compris que des modes de réalisation de la présente divulgation ne sont pas destinés à être limités à l’équation (1) ou à une quelconque formule d’effondrement et qu’une quelconque de diverses techniques de calcul d’une charge axiale effective peut être utilisée, comme cela est souhaité pour une mise en œuvre particulière.

[0026] Dans un graphique tracé 100 de la figure 1, un point de charge A îo est montré par rapport à une courbe représentant une enveloppe d’effondrement 110 pour le composant tubulaire. Une enveloppe d’effondrement 110 peut représenter une marge de sécurité admissible minimum qui est requise pour une conception du composant tubulaire pour éviter une rupture. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, une enveloppe d’effondrement 110 peut être basée sur un facteur de conception qui représente le facteur de sécurité admissible minimum pour le composant tubulaire. La valeur du facteur de conception peut prendre en compte certaines incertitudes dans des paramètres de conception affectant la résistance et la robustesse à l’effondrement de la structure du composant tubulaire. Comme décrit ci-dessus, de tels paramètres de conception peuvent inclure, mais sans s’y limiter, des propriétés de matériau, des conditions de charge, et des dimensions du composant tubulaire particulier. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la valeur du facteur de conception peut être déterminée sur la base d’un modèle des conditions de charge et d’une résistance. Un tel modèle peut être généré en se basant sur des données historiques des charges et de résistance associées à des conceptions tubulaires de puits de forage utilisées dans des opérations de récupération d’hydrocarbures précédentes.

[0027] Par conséquent, une conception adéquate du composant tubulaire devrait être basée sur un facteur de sécurité qui est supérieur au facteur de conception comme représenté par une enveloppe d’effondrement 110 dans la figure 1. Par exemple, la conception du composant tubulaire devrait présenter une capacité suffisante à supporter des conditions de charge (par ex., une force axiale, une pression interne, etc.) attendues à un point de charge A lorsque les charges attendues sont mises à l’échelle par le facteur de sécurité, c.-àd., les charges mises à l’échelle devraient se situer dans l’enveloppe d’effondrement 110.

2016-IPM-099961-U1-FR 8 [0028] La valeur d’un facteur de sécurité classique ou « de rapport nonvectoriel » pour le composant tubulaire peut être calculée comme un rapport entre la résistance à l’effondrement minimum (Rmm) du composant tubulaire et la charge la plus défavorable (Q_w) attendue pour le composant tubulaire au cours de l’opération de récupération d’hydrocarbures.

Pour le composant tubulaire dans l’exemple de la figure 1, une résistance à l’effondrement peut être représentée par la longueur d’un segment de ligne BD comme montré entre des points B et D dans un graphique tracé 100. La charge d’effondrement du composant tubulaire peut être représentée par la longueur d’un segment de ligne BA entre un point B et le point de charge A. Par conséquent, le facteur de sécurité (SF) de rapport non-vectoriel pour le composant tubulaire îo dans cet exemple peut être exprimé en utilisant l’équation (2) comme suit :

SF=\BD\I\BA\ (2) [0029] Selon l’équation (2), si la valeur de la charge d’effondrement (BA) était bien plus petite que la résistance à l’effondrement (BD) du composant tubulaire, la valeur du facteur de sécurité de rapport non-vectoriel à un point de charge A serait relativement i5 élevée (par ex., supérieure à 3,0). Cependant, un tel facteur de sécurité élevé ne serait pas pratique pour la conception d’un composant tubulaire dans cet exemple, étant donné qu’un point de charge A est proche d’une enveloppe d’effondrement 110 et n’importe quelles charges mises à l’échelle par le facteur de sécurité se situeraient dans une enveloppe d’effondrement 110. Par conséquent, un facteur de sécurité relativement plus petit serait attendu, étant donné la marge de sécurité plus petite entre un point de charge A et une enveloppe d’effondrement 110.

[0030] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, un facteur de sécurité de rapport vectoriel peut être déterminé comme une alternative au facteur de sécurité classique pour la conception d’un composant tubulaire. Contrairement au facteur de sécurité classique selon l’équation (2) plus haut, le facteur de sécurité de rapport vectoriel peut prendre en compte des charges variables le long du composant tubulaire de puits de forage. Par exemple, un segment de ligne AD dans la figure 1 peut représenter un trajet entre un point de charge A et un point D sur une enveloppe d’effondrement 110 pour laquelle la charge axiale effective correspondante le long de l’axe x d’un graphique tracé 100 semble rester constante. Cependant, dans des conditions de charge réelles, la charge axiale effective peut changer le long d’un trajet de rapport vectoriel, par ex., comme représenté par un segment de ligne AC entre un point de charge A et un point C sur une enveloppe d’effondrement 110. Comme montré dans la figure

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1, un point C peut correspondre à un point d’intersection entre une enveloppe d’effondrement 110 et une ligne radiale 120 s’étendant depuis une origine O d’un graphique tracé 100 à travers un point de charge A.

[0031] Le facteur de sécurité de rapport vectoriel (Vector ratio SF) pour des conditions de charge à un point de charge A le long du composant tubulaire peut être exprimé en utilisant l’équation (3) comme suit :

Vector-ratio SF= |<3C| / \OA\ = \EC\ / |BA| (3) où des segments de ligne OC et EC représentent la résistance à l’effondrement du composant tubulaire et des segments de ligne OA et B A représentent la îo charge d’effondrement. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la résistance à l’effondrement peut être calculée sur la base d’une formule standard de l’industrie. Des exemples de différentes formules standards de l’industrie qui peuvent être utilisées incluent, mais sans s’y limiter, la formule d’effondrement API 5C3, une formule de rupture de KleverStewart ISO/TR 10400:2007, ou une formule d’effondrement de Klever-Tamano ISO/TR

10400:2007.

[0032] Comme cela sera décrit ci-dessous par rapport aux exemples dans les figures 4 à 9, le facteur de sécurité de rapport vectoriel peut devenir bien plus petit par rapport au facteur de sécurité classique dans des cas où la charge axiale effective (par ex., une charge axiale réelle plus une pression interne) est très élevée, ce qui est attendu car la résistance d’effondrement de rapport vectoriel (par ex., au point d’intersection C d’une ligne radiale 120 et d’une enveloppe d’effondrement 110) serait bien plus petite dans de tels cas. De plus, lorsque des charges attendues (par ex., une force axiale, une pression interne, et une pression externe, etc.) à un point de charge A et d’autres points de charge le long du composant tubulaire sont mis à l’échelle par le facteur de sécurité de rapport vectoriel, chaque point de charge tel que mis à l’échelle devrait être directement sur l’enveloppe d’effondrement 110 sans dépasser le facteur de conception et une marge de sécurité admissible minimum associée au composant tubulaire. En tant que tel, le facteur de sécurité de rapport vectoriel selon l’équation (3) peut fournir une représentation plus précise ou réaliste de la marge de sécurité sous les conditions de charge réelles qui peuvent être attendues le long du composant tubulaire. Bien que l’exemple dans la figure 1 soit décrit par rapport à un point de charge d’effondrement le long d’un segment de tuyau ou d’un corps de tuyau, les techniques divulguées peuvent également être utilisées pour déterminer des facteurs de sécurité de rapport vectoriel pour des charges

2016-IPM-099961-U1-FR 10 d’éclatement à des points de raccord entre différents segments de tuyau, comme cela sera décrit par rapport à l’exemple illustré dans la figure 2.

[0033] La figure 2 est un graphique tracé 200 d’une charge axiale illustrative (Fa) par rapport à une pression différentielle (AP) pour un point de charge B correspondant à un raccordement entre différents segments de tuyau d’un puits de forage. Par exemple, un point de charge B peut correspondre à un point sur un connecteur de type d’accouplement, à vanne ou un autre type entre les différents segments de tuyau. Les différents segments de tuyau dans cet exemple peuvent correspondre à différents segments d’un train de tiges ou d’un train de tubage disposé à l’intérieur du puits de forage, comme décrit ci-dessus, îo Comme pour un point de charge A et une enveloppe d’effondrement 110 dans un graphique tracé 100 de la figure 1, un point de charge B est montré dans un graphique tracé 200 de la figure 2 par rapport à une enveloppe de rupture de raccord 210. Cependant, une enveloppe de rupture 210 présente une forme polygonale fermée plutôt que la forme courbe ouverte d’une enveloppe d’effondrement 110 comme montré dans la figure 1. Dans l’exemple comme montré i5 dans la figure 2, une ligne radiale 220 représente une charge d’éclatement à un point de charge B à l’intérieur d’une enveloppe de rupture 210, qui s’étend depuis une origine O d’un graphique tracé 200 et croise une enveloppe de rupture 210 à un point R.

[0034] Par conséquent, le facteur de sécurité de rapport vectoriel pour le point de charge d’éclatement (B) du connecteur de tuyau dans cet exemple peut être exprimé en utilisant l’équation (4) comme suit :

Vector-ratio SF = \OR\ / \OB\ (4) où un segment de ligne OR peut représenter la robustesse ou une résistance à l’éclatement du connecteur de tuyau et un segment de ligne OB peut représenter la charge d’éclatement.

[0035] Le facteur de sécurité classique pour le point de charge d’éclatement du connecteur de tuyau peut être exprimé en utilisant l’équation (5) comme suit :

SF=\SQ\/\SB\ (5) où un segment de ligne SQ peut représenter la robustesse ou une résistance à l’éclatement du connecteur de tuyau et un segment de ligne SB peut représenter la charge d’éclatement.

2016-IPM-099961-U1-FR 11 [0036] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, une enveloppe d’effondrement 110 de la figure 1 et une enveloppe de rupture 210 de la figure 2 peuvent être définies par un utilisateur, par ex., via une interface utilisateur graphique (GUI) d’une application de conception tubulaire de puits de forage exécutable au niveau d’un dispositif de calcul de l’utilisateur. Un exemple d’un tel dispositif de calcul sera décrit plus en détail cidessous par rapport à la figure 10. Dans certaines mises en œuvre, l’application de conception tubulaire de puits de forage peut être une partie d’une application de planification de puits exécutable au niveau du dispositif de l’utilisateur. Une telle application de planification et de conception de puits peut fournir, par exemple, une GUI qui permet à l’utilisateur d’interagir îo directement avec une visualisation d’un graphique tracé 100 ou un graphique tracé 200 afin de définir ou de « dessiner » visuellement les limites de l’enveloppe d’effondrement 110 ou une enveloppe de rupture 210, respectivement, à l’intérieur de chaque graphique tracé en utilisant un dispositif d’entrée utilisateur, par ex., une souris, un clavier, un microphone, ou un écran tactile, couplé au dispositif de calcul de l’utilisateur. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, i5 l’utilisateur peut utiliser une GUI ou une autre interface fournie par une telle application pour spécifier des données par rapport aux charges axiales et des pressions différentielles pour un point de charge particulier ou un composant tubulaire (par ex., un segment de tuyau) le long du puits de forage, comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous.

[0037] La figure 3 est un schéma de procédé d’un processus illustratif

300 de détermination de facteurs de sécurité de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage. Par exemple, un processus 300 peut être utilisé pour déterminer un facteur de sécurité de rapport vectoriel pour un point de charge le long d’un composant tubulaire d’un puits de forage. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le composant tubulaire peut correspondre à une portion d’un train de tiges ou d’un train de tubage le long d’une ou de plusieurs sections du puits de forage. La portion du train de tiges/tubage peut être soit un segment d’un tuyau (ou un corps de tuyau) soit un connecteur de tuyau entre différents segments de tuyau, comme décrit ci-dessus. A des fins de discussion, un processus 300 sera décrit e, référence aux points de charge d’effondrement montrés dans un graphique tracé 100 de la figure 1, comme décrit ci-dessus. Cependant, il n’est pas prévu que le processus 300 soit limité à celui-ci.

[0038] Comme montré dans la figure 3, un processus 300 débute dans un bloc 302, qui inclut une obtention de données de pression et de température pour au moins un point de charge le long du composant tubulaire du puits de forage. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les données de pression et de température peuvent être obtenues à partir

2016-IPM-099961-U1-FR 12 d’une simulation de flux thermique pour le point de charge le long du composant tubulaire du puits de forage. Dans certaines mises en œuvre, les données de pression et de température peuvent être stockées à titre de partie des résultats de simulation à l’intérieur d’une mémoire ou d’une banque de données. Par exemple, de telles données peuvent être stockées à l’intérieur de la banque de données à titre de partie d’un fichier de données accessible à une application de conception et de planification de puits exécutable au niveau d’un dispositif de calcul d’un utilisateur, comme décrit ci-dessus. La banque de données peut être, par exemple, une banque de données distante ou un dispositif de stockage basé sur un cloud couplé au dispositif de calcul de l’utilisateur via un réseau de communication. Le réseau de communication peut être une ou îo n’importe quelle combinaison de réseaux incluant, par exemple, un réseau local, un réseau moyen, ou un réseau étendu, par ex., Internet.

[0039] Dans un bloc 304, les données de pression et de température obtenues dans un bloc 302 peuvent être utilisées pour calculer une charge axiale de rupture effective attendue au point de charge au cours d’une opération de fond de puits à effectuer le i5 long d’une ou de plusieurs sections du puits de forage à l’intérieur d’une formation de subsurface. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le calcul dans un bloc 304 peut inclure une estimation d’une force axiale et d’une pression différentielle au point de charge puis, un calcul de la charge axiale de rupture effective sur la base de la force axiale estimée et d’une pression différentielle. La force axiale et la pression différentielle dans cet exemple peuvent être estimées sur la base des données de pression et de température correspondantes obtenues dans un bloc 302.

[0040] Dans un bloc 306, une limite supérieure et une limite inférieure pour la charge axiale de rupture effective sont déterminées. Les limites supérieure et inférieure de la charge axiale de rupture effective comme déterminées dans un bloc 306 peuvent représenter un ensemble initial de limites pour la charge axiale de rupture effective. Comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous, une ou les deux de ces limites peuvent être ajustées (dans un bloc 316) sur la base de limites de tolérance d’erreur pour le scénario de charge particulier et une conception du composant tubulaire considéré. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les limites pour la charge axiale de rupture effective peuvent être déterminées dans un bloc 306 sur la base de propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge. Les propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge particulier peuvent être indicatrices de ces limites physiques ou d’une capacité de charge structurelle pour un type donné de charge ou un ensemble de conditions de charge attendues au point de charge. Dans certaines mises en œuvre, une expérience antérieure avec une conception particulière du

2016-IPM-099961-U1-FR 13 composant tubulaire à partir d’opérations de fond de puits précédentes, par ex., en se basant sur des données historiques associées à la conception particulière et à des conditions de charge précédemment rencontrées, peut également être considérée pour déterminer des limites adéquates pour la charge axiale de rupture effective dans un bloc 306.

s [0041] Un processus 300 passe ensuite à un bloc 308, qui inclut un calcul d’un point médian de la charge axiale de rupture effective sur la base des limites supérieure et inférieure de la charge axiale de rupture effective, comme déterminées dans un bloc 306 ci-dessus. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le calcul de point médian dans un bloc 308 peut être effectué à titre de partie d’une technique de réduction de moitié îo d’intervalle (ou de la bissectrice) pour calculer le facteur de sécurité de rapport vectoriel pour un scénario de charge particulier. Il sera compris qu’une quelconque de diverses techniques de bissectrice peut être utilisée, par exemple, une méthode de Ridders ou un autre algorithme de bissectrice adéquat. Le calcul du point médian de la charge axiale de rupture effective dans cet exemple peut être exprimé en utilisant l’équation (6) comme suit :

i5 Feffc = 0,5 χ (Feffi + Feff₂) (6) où Feffi est une valeur correspondant à la limite supérieure de la charge axiale de rupture effective et Felff est une valeur correspondant à la limite inférieure de la charge axiale de rupture effective.

[0042] Dans un bloc 310, une pression différentielle de rupture critique 20 est calculée sur la base du point médian de la charge axiale de rupture effective à partir d’un bloc 308. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la pression différentielle de rupture critique peut être une résistance à l’effondrement critique le long d’une trajectoire de charge radiale du composant tubulaire, par ex., comme représenté par une ligne radiale 120 dans un graphique tracé 100 de la figure 1, comme décrit ci-dessus. Dans certaines mises en œuvre, la pression différentielle de rupture critique (ou une résistance à l’effondrement) peut être calculée sur la base d’une formule d’effondrement standard de l’industrie, par ex., la formule d’effondrement API 5C3, comme décrit ci-dessus. Autrement, la pression différentielle de rupture critique peut être calculée sur la base d’une interpolation à partir d’une pluralité de points de données spécifiés par l’utilisateur d’une pression différentielle de rupture et de la charge axiale de rupture effective au point de charge le long du puits de forage. De tels points de données peuvent être spécifiés par un utilisateur via, par exemple, une GUI ou un autre type

2016-IPM-099961-U1-FR 14 d’interface fourni par une application de planification et de conception de puits exécutable au niveau du dispositif de calcul de l’utilisateur, comme décrit ci-dessus.

[0043] Dans un bloc 312, un facteur de sécurité de rapport vectoriel est calculé sur la base de la pression différentielle de rupture critique par rapport à la charge axiale de rupture effective. Par exemple, le facteur de sécurité de rapport vectoriel pour le point de charge A du composant tubulaire dans la figure 1 peut être calculé en utilisant l’équation (7) comme suit :

I Fpff² + HP²

Vector-ratio SF = OC/OA= I—fl f (7) où : OC est la résistance à l’effondrement et OA est la charge îo d’effondrement, comme montré par des segments de ligne OC et OA, respectivement, dans un graphique tracé 100 de la figure 1, comme décrit ci-dessus ; Feffcest le point médian de la charge axiale de rupture effective (selon l’équation (6) ci-dessus) ; dPc est la pression différentielle de rupture critique à un point d’intersection C d’une ligne radiale 120 avec une enveloppe d’effondrement 110, comme montré dans la figure 1 ; FeffAest la charge axiale de i5 rupture effective au point de charge A \ et dPj est la pression différentielle au point de charge A. La pression différentielle de rupture critique dPc à un point C dans cet exemple peut représenter une résistance à l’effondrement du composant tubulaire.

[0044] Un processus 300 passe ensuite à un bloc 314, qui inclut une détermination de si le facteur de sécurité de rapport vectoriel calculé dans un bloc 312 est à l’intérieur d’un seuil de tolérance d’erreur. La ou les valeurs pour la tolérance d’erreur peuvent être spécifiées par un utilisateur, par ex., sur la base de critères de conception spécifiés par un utilisateur pour le composant tubulaire, ou prédéterminés en se basant sur des données historiques liées à la performance de la conception particulière ou de conceptions similaires dans des conditions de charge rencontrées au cours d’opérations de fond de puits précédentes.

[0045] Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la tolérance d’erreur peut être basée sur une fonction d’erreur définie pour le facteur de sécurité de rapport vectoriel sur la base de la pression différentielle de rupture critique calculée dans un bloc 310. Par exemple, selon l’équation (7) plus haut, la pression différentielle de rupture critique (dPc) à un point C sur une enveloppe d’effondrement 110 pour le composant tubulaire dans la figure 1 doit satisfaire une équation (8) de ligne radiale comme suit :

dPc = Feffc · dP , / Fefû (8)

2016-IPM-099961-U1-FR 15 [0046] En utilisant l’équation (8) ci-dessus, la fonction d’erreur pour le facteur de sécurité de rapport vectoriel basée sur la pression différentielle de rupture critique et une charge axiale de rupture effective peut être définie selon l’équation (9) comme suit :

f(Feffc) = dPc(Feffc) - Feffc *dP i/ Feffi (9) s [0047] Autrement, la fonction d’erreur pour le facteur de sécurité de rapport vectoriel peut être définie sur la base de la pression différentielle de rupture critique, du facteur de sécurité (SF) classique, de la charge axiale, et d’une pression interne, par ex., selon l’équation (10) comme suit :

f(5L) = dPcfST, Fa, Pi) - TeïïdSF, Fa, Pi) χ (dP^/Fefû) ( 10) [0048] S’il est déterminé dans un bloc 314 que le facteur de sécurité de rapport vectoriel n’est pas à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur, un processus 300 passe au bloc 316, dans lequel la limite supérieure et/ou la limite inférieure de la charge axiale de rupture effective est ajustée. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, l’ajustement effectué dans un bloc 316 peut impliquer un remplacement soit de la limite supérieure soit de la limite i5 inférieure (par ex., Feffi ou Feff2 dans l’équation (6) ci-dessus) par le point médian (Feffc) de la charge axiale de rupture effective. Les opérations dans des blocs 308, 310, 312, 314 et, si nécessaire, 316 sont ensuite répétées sur une ou plusieurs itérations avec de nouvelles limites de charge axiale de rupture effective ou des limites de charge axiale de rupture effective ajustées jusqu’à ce qu’un nouveau facteur de sécurité de rapport vectoriel qui est à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur ait été calculé. Dans certaines mises en œuvre, le nombre d’itérations peut être limité à un certain nombre maximum comme cela est souhaité pour une mise en œuvre particulière.

[0049] Un processus 300 retourne ensuite à un bloc 308, dans lequel le point médian de la charge axiale de rupture effective est recalculé sur la base des ajustements aux limites supérieure et inférieure de la charge axiale de rupture effective dans un bloc 316. Les opérations dans des blocs 310, 312, 314 et, si nécessaire, dans le bloc 316 peuvent ensuite être répétées jusqu’à ce qu’un nouveau facteur de sécurité de rapport vectoriel qui est à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur ait été calculé.

[0050] Si ou lorsqu’il est déterminé dans un bloc 314 que le facteur de sécurité de rapport vectoriel est à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur, un processus 300 passe au bloc 318. Un bloc 318 inclut une sélection d’une pluralité de conceptions pour le

2016-IPM-099961-U1-FR 16 composant tubulaire du puits de forage sur la base du facteur de sécurité de rapport vectoriel. Dans un bloc 320, l’opération de fond de puits est effectuée le long d’une ou de plusieurs sections du puits de forage en utilisant la conception du composant tubulaire sélectionnée dans un bloc 318.

s [0051] Des spécificités et des caractéristiques supplémentaires des techniques de rapport vectoriel divulguées ici seront maintenant décrites en référence aux exemples illustrés dans les figures 4 à 9. En particulier, les figures 4 à 6 seront utilisées pour décrire une comparaison entre des valeurs de facteur de sécurité classique (ou de rapport nonvectoriel) et de rapport vectoriel déterminées pour un tubage de production à des profondeurs îo variables dans un puits vertical dans des conditions de charge d’effondrement. Les figures 7 à 9 seront utilisées pour décrire une comparaison entre des valeurs de facteur de sécurité classique et de rapport vectoriel déterminées pour un tube de production à des profondeurs variables dans un puits offshore dévié dans des conditions de charge d’effondrement. Cependant, il sera compris que les techniques divulguées ne sont pas destinées à être limitées i5 aux configurations de puits de forage particulières et à des conceptions de composant tubulaire qui seront décrites dans les exemples suivants. Bien que diverses hypothèses seront faites quant aux configurations et aux conceptions de puits de forage dans ces exemples, il sera compris que de telles hypothèses sont faites à des fins de discussion et d’explication uniquement et que ces techniques peuvent être appliquées à un quelconque de divers types de configurations de puits de forage et de conceptions de composant tubulaire. En outre, bien que les exemples dans les figures 4 à 9 soient décrits dans le contexte de scénarios de charge d’effondrement, il sera compris que ces techniques peuvent être appliquées à d’autres types de charges, comme décrit ci-dessus.

[0052] Les figures 4 à 6 seront décrites dans le contexte d’un puits de forage vertical artificiel pour effectuer des opérations de production d’hydrocarbure sur terre. La figure 4 est une vue schématique d’une configuration illustrative pour un tel puits de forage vertical à l’intérieur d’une formation réservoir de subsurface. Dans la figure 4, un puits de forage 400 est montré avec un tubage de production 410 disposé le long de la longueur d’un puits de forage 400 à l’intérieur de la formation. Aux fins de cet exemple, il est supposé que le diamètre d’un puits de forage 400 est de 8,5 pouces et que le diamètre d’un tubage de production 410 dans un puits de forage 400 est de 7 pouces. Il est également supposé que le corps de tuyau d’un tubage de production 410 pèse 32 livres par pied et est composé d’acier de tubage avec une qualité de P-110. Un fluide dans l’espace annulaire entre l’extérieur d’un tubage de production 410 et un puits de forage 400 est supposé être de l’eau fraîche. Toutes

2016-IPM-099961-U1-FR 17 les températures sont supposées provenir d’un profil de température géothermique, par ex., dans lequel les températures peuvent aller de 80 °F au niveau de la surface à 380 °F à proximité du bas du puits 400 à l’intérieur de la formation. En outre, les pressions internes et externes sont supposées être dans une plage de 5 000 psi au niveau de la surface ou du sommet d’un puits de forage 400 à 10 000 psi au niveau du bas.

[0053] La figure 5 est un graphique tracé 500 d’un profil de charge axiale illustratif pour un tubage de production 410 d’un puits de forage 400 selon la configuration montrée dans la figure 4 et décrite ci-dessus.

[0054] La figure 6 est un graphique tracé 600 montrant une comparaison îo entre un facteur de sécurité de rapport vectoriel et un facteur de sécurité conventionnel pour le tubage de production de 7 pouces d’un puits de forage 400 de la figure 4. Le tableau 1 cidessous inclut une liste de valeurs de facteur de sécurité à des profondeurs sélectionnées :

MD, pieds	Force axiale, livre- force	SF de rapport vectoriel	SF classique
0,1	249 763	1,631	1,884
1 000	217 766	1,688	1,920
5 000	89 766	1,923	2,048
10 000	-70 234	2,156	2,156
15 000	-230 234	2,156	2,156

Tableau 1 [0055] Comme montré dans le tableau 1 ci-dessus, les valeurs du facteur de sécurité de rapport vectoriel déterminées pour un tubage de production 410 à l’intérieur d’un puits de forage 400 ont tendance à être plus petites que les valeurs correspondantes du facteur de sécurité classique à des profondeurs auxquelles la force axiale de traction est élevée. Par conséquent, le facteur de sécurité de rapport vectoriel peut être plus représentatif de la marge de sécurité relativement plus petite que ce qui est attendu aux points le long d’un composant tubulaire du puits de forage dans lequel les charges de rupture axiales effectives sont relativement élevées. Par conséquent, une conception du composant tubulaire (par ex., un tubage de production 410) basée sur un facteur de sécurité de rapport vectoriel peut être mieux adaptée pour gérer de telles conditions de charge plus élevées au cours d’opérations de fond de puits réelles par rapport à une conception de composant tubulaire basée sur un facteur de sécurité classique.

2016-IPM-099961-U1-FR 18 [0056] Les figures 7 à 9 seront décrites dans le contexte d’un puits de forage dévié pour effectuer des opérations de production d’hydrocarbure offshore.

[0057] La figure 7 est une vue schématique d’une configuration illustrative pour un puits de forage 700. Comme montré dans la figure 7, les divers composants tubulaires disposés à l’intérieur d’un puits de forage 700 incluent un tubage conducteur, un tubage de surface, un tubage de production, et un tube de production. Les composants tubulaires d’un puits de forage 700 peuvent être configurés selon les valeurs listées dans le tableau 2 :

Nom	Type	Diamètre externe (pouce)	MD (pieds)	Dimensi on de trou (pouce)	Fluide d’espace annulaire
Suspensi on	TOC	Base
Conduct eur	Tubag e	18 5/8	0,0	600,0	2 000, 0	24,000	Boue 8,80#
Surface	Tubag e	13 3/8	0,0	1 500 ,0	5 400, 0	17 1/2	Boue 10,00#
Producti on	Tubag e	9 5/8	0,0	6 800 ,0	9 700, 0	12 1/4	Boue 11,20#
Producti on	Colon ne	7,000	9 200,0	9 200 ,0	13 000 ,0	8 1/2	Boue 12,00#
Producti on	Tube	4,000	0,0		12 800 ,0		Boue 10,00#

îo Tableau 2 [0058] La figure 8 est un graphique tracé 800 d’un profil de charge axiale illustratif pour le tube de production d’un puits de forage 700 d’une figure 7, par ex., comme configuré selon les valeurs dans un tableau 2 ci-dessus. Aux fins de cet exemple, il est supposé que le profil de charge axial est basé sur des conditions de charge au cours d’une i5 évacuation complète ou partielle du tube de production. Il est également supposé que le tube de production présente un diamètre de 4 pouces et est composé d’un tubage en acier avec un poids de 9,5 livres par pied et une qualité d’acier de N-80. En outre, il est supposé que le profil axial dans un graphique tracé 800 est basé sur les températures suivantes pour le tubage à des profondeurs diverses à l’intérieur de la formation de subsurface : 60 °F au niveau de la surface de la formation, c.-à-d., où la profondeur mesurée (MD) est à 0 pied (pieds) ; 40 °F à une MD de 600 pieds ; et 227,2 °F à une MD de 13 000 pieds. Une interpolation basée sur la profondeur

2016-IPM-099961-U1-FR 19 verticale vraie (TVD) peut être utilisée pour déterminer les températures à d’autres profondeurs.

[0059] La figure 9 est un graphique tracé 900 de facteurs de sécurité de rapport vectoriel et classique par rapport à une profondeur du tube de production à l’intérieur d’un puits de forage 700 de la figure 7. En particulier, un graphique tracé 900 montre une comparaison entre des valeurs du facteur de sécurité de rapport vectoriel et des valeurs du facteur de sécurité classique à la même profondeur à l’intérieur d’un puits de forage 700. Comme montré par les valeurs de facteur de sécurité listée dans le tableau 1 pour un puits de forage 400 de la figure 4 décrit ci-dessus, un graphique tracé 900 montre que les valeurs du îo facteur de sécurité de rapport vectoriel déterminées pour le tube de production à l’intérieur d’un puits de forage 700 dans cet exemple ont tendance à être plus petites que les valeurs correspondantes du facteur de sécurité classique à des profondeurs auxquelles la force axiale de traction est élevée.

[0060] La figure 10 est un schéma de principe illustrant un exemple d’un i5 système informatique 1000 dans lequel des modes de réalisation de la présente divulgation peuvent être mis en œuvre. Par exemple, un processus 300 de la figure 3, comme décrit plus haut, peut être mis en œuvre en utilisant un système 1000. Un système 1000 peut être un ordinateur, un téléphone, un PDA, ou n’importe quel autre type de dispositif électronique. Un tel dispositif électronique comprend divers types de supports lisibles par ordinateur et d’interfaces pour divers autres types de supports lisibles par ordinateur. Comme montré dans la figure 10, le système 1000 comprend un dispositif de stockage permanent 1002, une mémoire système 1004, une interface de dispositif de sortie 1006, un bus de communication système 1008, une mémoire morte (ROM) 1010, une ou plusieurs unités de traitement 1012, une interface de dispositif d’entrée 1014, et une interface de réseau 1016.

[0061] Un bus 1008 représente collectivement tous les bus systèmes, périphériques et de jeu de puces qui connectent de manière communicative les nombreux dispositifs internes du système 1000. Par exemple, un bus 1008 connecte de manière communicative une ou plusieurs unités de traitement 1012 avec une ROM 1010, une mémoire système 1004 et un dispositif de stockage permanent 1002.

[0062] A partir de ces diverses unités de mémoire, une ou plusieurs unités de traitement 1012 extraient des instructions à exécuter et des données à traiter afin d’exécuter les processus de la présente divulgation. Une ou plusieurs unités de traitement peuvent être un unique processeur ou un processeur multi-cœur dans différentes mises en œuvre.

2016-IPM-099961-U1-FR 20 [0063] Une ROM 1010 stocke des données et des instructions qui sont nécessaires pour une ou plusieurs unités de traitement 1012 et d’autres modules d’un système 1000. Par ailleurs, un dispositif de stockage permanent 1002 est un dispositif de mémoire à lecture et écriture. Ce dispositif est une unité de mémoire non volatile qui stocke des instructions et des données même quand un système 1000 est hors tension. Certaines mises en œuvre de la présente divulgation utilisent un dispositif de stockage de masse (comme un disque magnétique ou optique et son lecteur de disque correspondant) comme dispositif de stockage permanent 1002.

[0064] D’autres mises en œuvre utilisent un dispositif de stockage ïo amovible (comme une disquette, un disque à mémoire flash et son lecteur de disque correspondant) comme dispositif de stockage permanent 1002. Tout comme un dispositif de stockage permanent 1002, une mémoire système 1004 est un dispositif de mémoire à lecture et écriture. Cependant, contrairement au dispositif de stockage 1002, la mémoire système 1004 est une mémoire volatile à lecture et écriture, telle qu’une mémoire vive. Une mémoire système i5 1004 stocke certaines des instructions et des données dont le processeur a besoin au moment de l’exécution. Dans certaines mises en œuvre, les processus de la présente divulgation sont stockés dans une mémoire système 1004, un dispositif de stockage permanent 1002 et/ou une ROM 1010. Par exemple, les diverses unités de mémoire incluent des instructions pour une conception de train de tuyaux assistée par ordinateur sur la base de conceptions de trains existantes selon certaines mises en œuvre. A partir de ces diverses unités de mémoire, une ou plusieurs unités de traitement 1012 extraient des instructions à exécuter et des données à traiter afin d’exécuter les processus de certaines mises en œuvre.

[0065] Un bus 1008 se connecte également à des interfaces de dispositif d’entrée et de sortie 1014 et 1006. Une interface de dispositif d’entrée 1014 permet à l’utilisateur de communiquer des informations et de sélectionner des commandes au système 1000. Des dispositifs d’entrée utilisés avec une interface de dispositif d’entrée 1014 comprennent, par exemple, un clavier alphanumérique, QWERTY ou T9, des microphones et des dispositifs de pointage (également appelés « dispositifs de commande de curseur »). Des interfaces de dispositif de sortie 1006 permettent, par exemple, l’affichage d’images générées par le système 1000. Des dispositifs de sortie utilisés avec une interface de dispositif de sortie 1006 incluent, par exemple, des imprimantes et des dispositifs d’affichage, tels que des écrans à tube cathodique (CRT) ou à cristaux liquides (LCD). Certaines mises en œuvre comprennent des dispositifs, tels qu’un écran tactile, jouant le rôle à la fois de dispositifs d’entrée et de sortie. Il sera compris que des modes de réalisation de la présente divulgation peuvent être mis en

2016-IPM-099961-U1-FR 21 œuvre en utilisant un ordinateur incluant un quelconque de divers types de dispositifs d’entrée et de sortie pour permettre une interaction avec un utilisateur. Une telle interaction peut comprendre une rétroaction vers ou à partir de l’utilisateur sous différentes formes de rétroaction sensorielle telles que, mais sans s’y limiter, une rétroaction visuelle, une rétroaction auditive ou une rétroaction tactile. En outre, une entrée provenant de l’utilisateur peut être reçue sous n’importe quelle forme telle que, mais sans s’y limiter, une entrée acoustique, vocale ou tactile. En outre, une interaction avec l’utilisateur peut inclure une transmission et une réception de différents types d’informations, par exemple sous la forme de documents, vers ou depuis l’utilisateur par l’intermédiaire des interfaces décrites ci-dessus.

[0066] De plus, comme montré dans la figure 10, un bus 1008 couple également un système 1000 à un réseau public ou privé (non montré) ou à une combinaison de réseaux par l’intermédiaire d’une interface réseau 1016. Un tel réseau peut inclure, par exemple, un réseau local (« LAN »), comme un intranet, ou un réseau étendu (« WAN »), comme Internet. Tout ou une partie des composants d’un système 1000 peut être utilisée i5 conjointement avec la présente divulgation.

[0067] Ces fonctions décrites ci-dessus peuvent être mises en œuvre dans un circuit électronique numérique, dans un logiciel informatique, un micrologiciel ou un matériel. Les techniques peuvent être mises en œuvre en utilisant un ou plusieurs produits de programme informatique. Des processeurs et ordinateurs programmables peuvent être inclus dans des dispositifs mobiles ou conditionnés sous la forme de dispositifs mobiles. Les processus et les flux logiques peuvent être effectués par un ou plusieurs processeurs programmables et par un ou plusieurs circuits logiques programmables. Des dispositifs informatiques et des dispositifs de stockage à application générale ou spécifique peuvent être interconnectés par l’intermédiaire de réseaux de communication.

[0068] Certaines mises en œuvre comprennent des composants électroniques, comme des microprocesseurs, un stockage et une mémoire qui stockent des instructions de programme informatique sur un support lisible par une machine ou un ordinateur (désigné autrement par support de stockage lisible par ordinateur, support lisible par une machine, ou support de stockage lisible par une machine). Certains exemples de tels supports lisibles par ordinateur comprennent une RAM, une ROM, des disques compacts à lecture seule (CD-ROM), des disques compacts enregistrables (CD-R), des disques compacts réinscriptibles (CD-RW), des disques numériques polyvalents à lecture seule (par exemple, un DVD-ROM, un DVD-ROM double couche), divers DVD enregistrables/réinscriptibles (par exemple, un DVD-RAM, un DVD-RW, un DVD+RW, etc.), une mémoire flash (par exemple,

2016-IPM-099961-U1-FR 22 des cartes SD, des mini-cartes SD, des micro-cartes SD, etc.), des disques durs magnétiques et/ou à l’état solide, des disques Blu-Ray® à lecture seule et enregistrables, des disques optiques à ultra-densité, n’importe quel autre support optique ou magnétique, et des disquettes. Le support lisible par ordinateur peut stocker un programme informatique qui est exécutable par au moins une unité de traitement et qui inclut des ensembles d’instructions pour effectuer diverses opérations. Des exemples de programmes informatiques ou de codes informatiques incluent un code machine, tel que produit par un compilateur, et des fichiers comprenant un code de niveau plus élevé qui sont exécutés par un ordinateur, un composant électronique, ou un microprocesseur utilisant un interprète.

[0069] Bien que la discussion ci-dessus fasse principalement référence à un microprocesseur ou à des processeurs multi-cœur qui exécutent un logiciel, certaines mises en œuvre sont effectuées par un ou plusieurs circuits intégrés, comme des circuits intégrés à application spécifique (ASIC) ou des circuits intégrés prédiffusés programmables (FPGA). Dans certaines mises en œuvre, de tels circuits intégrés exécutent des instructions qui sont stockées sur le circuit lui-même. En conséquence, un processus 300 de la figure 3, comme décrit ci-dessus, peut être mis en œuvre en utilisant un système 1000 ou n’importe quel système informatique ayant un circuit de traitement ou un produit de programme informatique incluant des instructions stockées sur celui-ci, qui, lorsqu’exécutées par au moins un processeur, amènent le processeur à effectuer des fonctions en rapport avec ces procédés.

[0070] Tels qu’utilisés dans le présent mémoire et dans l’une quelconque des revendications de la présente demande, les termes « ordinateur », « serveur », « processeur », et « mémoire » font tous référence à des dispositifs électroniques ou à d’autres dispositifs technologiques. Ces termes excluent les personnes ou les groupes de personnes. Tels qu’utilisés ici, les termes « support lisible par ordinateur » et « supports lisibles par ordinateur » font généralement référence à des supports électroniques de stockage tangibles, physiques, et non transitoires qui stockent des informations sous une forme qui peut être lue par un ordinateur.

[0071] Des modes de réalisation du sujet décrit dans le présent mémoire peuvent être mis en œuvre dans un système informatique qui inclut un composant d’arrière30 plan, par ex., un serveur de données, ou qui inclut un composant intergiciel, par ex., un serveur d’application, ou qui inclut un composant frontal, par ex., un ordinateur client ayant une interface utilisateur graphique ou un navigateur Web grâce auquel un utilisateur peut interagir avec une mise en œuvre du sujet décrit dans le présent mémoire, ou n’importe quelle combinaison d’un ou de plusieurs de ces intergiciels, composants d’arrière-plan, ou frontaux.

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Les composants du système peuvent être interconnectés par n’importe quelle forme ou n’importe quel support de communication de données numérique, par exemple un réseau de communication. Des exemples de réseaux de communication comprennent un réseau local (« LAN ») et un réseau étendu (« WAN »), un inter-réseaux (par exemple, Internet) et des réseaux pair-à-pair (par exemple, des réseaux pair-à-pair ad hoc).

[0072] Le système informatique peut inclure des clients et des serveurs. Un client et un serveur sont généralement éloignés l’un de l’autre et interagissent traditionnellement par l’intermédiaire d’un réseau de communication. La relation entre le client et le serveur découle de programmes informatiques fonctionnant sur les ordinateurs îo respectifs et présentant une relation client-serveur l’un par rapport à l’autre. Dans certains modes de réalisation, un serveur transmet des données (par ex., une page web) à un dispositif client (par ex., à des fins d’affichage de données pour et recevoir une entrée utilisateur provenant d’un utilisateur interagissant avec le dispositif client). Des données générées au niveau du dispositif client (par ex., un résultat de l’interaction utilisateur) peuvent être reçues i5 depuis le dispositif client au niveau du serveur.

[0073] Il est entendu que n’importe quel ordre ou hiérarchie spécifique d’étapes dans les processus divulgués est une illustration d’exemples d’approches. Sur la base de préférences de conception, il est entendu que l’ordre ou la hiérarchie spécifique des étapes dans les processus peut être réarrangé, ou que toutes les étapes illustrées peuvent être effectuées. Certaines de ces étapes peuvent être effectuées simultanément. Par exemple, dans certaines circonstances, un traitement multitâche et parallèle peut être avantageux. De plus, il doit être compris que la séparation des divers composants des systèmes dans les modes de réalisation décrits ci-dessus n’est pas nécessaire dans tous les modes de réalisation, et il doit être compris que les composants de programme et les systèmes décrits peuvent généralement être intégrés ensemble dans un unique produit logiciel ou conditionnés dans de multiples produits logiciels.

[0074] De plus, les exemples de méthodologies décrits ici peuvent être mis en œuvre par un système incluant un circuit de traitement ou un produit de programme incluant des instructions qui, lorsqu’exécutées par au moins un processeur, amènent le processeur à effectuer une quelconque des méthodologies décrites ici.

[0075] Comme décrit ci-dessus, des modes de réalisation de la présente divulgation sont particulièrement utiles pour déterminer des facteurs de sécurité de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage. Par conséquent, des avantages de la présente divulgation incluent une application de techniques de rapport vectoriel pour

2016-IPM-099961-U1-FR 24 déterminer des changements de charge le long d’un composant tubulaire d’un puits de forage au cours d’opérations de récupération d’hydrocarbures pour obtenir des facteurs de sécurité plus réalistes et conservateurs pour une conception tubulaire de puits de forage.

[0076] Un procédé de détermination de facteurs de sécurité de rapport 5 vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage a été décrit. Des modes de réalisation d’un tel procédé peuvent inclure : une obtention de données de pression et de température pour au moins un point de charge le long d’un composant tubulaire d’un puits de charge ; un calcul d’une charge axiale de rupture effective attendue au point de charge au cours d’une opération de fond de puits à effectuer le long d’une ou de plusieurs sections du puits de forage à l’intérieur îo d’une formation de subsurface, sur la base des données de pression et de température obtenues ; une détermination d’une limite supérieure et d’une limite inférieure pour la charge axiale de rupture effective, sur la base de propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge ; un calcul d’un point médian de la charge axiale de rupture effective sur la base des limites supérieure et inférieure ; un calcul d’une pression différentielle de rupture critique, sur i5 la base du point médian de la charge axiale de rupture effective ; et un calcul d’un facteur de sécurité de rapport vectoriel sur la base de la pression différentielle de rupture critique par rapport à la charge axiale de rupture effective. Est également décrit ici un support de stockage lisible par ordinateur ayant des instructions stockées dans celui-ci, qui lorsqu’exécutées par un ordinateur, amènent l’ordinateur à effectuer une pluralité de fonctions, incluant des fonctions pour : obtenir des données de pression et de température pour au moins un point de charge le long d’un composant tubulaire d’un puits de charge ; calculer une charge axiale de défaillance efficace au point de charge au cours d’une opération de fond de puits à effectuer le long d’une ou de plusieurs sections du puits de forage à l’intérieur d’une formation de subsurface, sur la base des données de pression et de température obtenues ; déterminer une limite supérieure et une limite inférieure pour la charge axiale de défaillance efficace, sur la base de propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge ; calculer un point médian d’une charge axiale de défaillance efficace sur la base des limites supérieure et inférieure ; calculer une pression différentielle de défaillance critique, sur la base du point médian de la charge axiale de défaillance efficace ; et calculer un facteur de sécurité de rapport vectoriel sur la base de la pression différentielle de défaillance critique par rapport à la charge axiale de défaillance efficace.

[0077] Pour un quelconque des modes de réalisation précédents, le procédé ou les fonctions effectuées par l’ordinateur exécutant des instructions stockées dans un support de stockage lisible par ordinateur peuvent en outre inclure un quelconque des

2016-IPM-099961-U1-FR 25 éléments ou des fonctions suivantes, seuls ou combinés les uns aux autres : une sélection d’une pluralité de conceptions pour le composant tubulaire sur la base du facteur de sécurité de rapport vectoriel ; une réalisation de l’opération de fond de puits en utilisant la conception sélectionnée du composant tubulaire le long de l’une ou des plusieurs sections du puits de forage ; une détermination de si le facteur de sécurité de rapport vectoriel est à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur ; lorsque le facteur de sécurité de rapport vectoriel est déterminé comme n’étant pas à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur, un ajustement d’au moins une de la limite supérieure ou de la limite inférieure de la charge axiale de rupture effective et un recalcul du point médian de la charge axiale de rupture effective, la pression différentielle îo critique, et le facteur de sécurité de rapport vectoriel, sur la base de l’ajustement, dans lequel l’ajustement et le recalcul sont répétés jusqu’à ce que le facteur de sécurité de rapport vectoriel soit déterminé comme étant à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur. En outre, un calcul de la charge axiale de rupture effective peut inclure : une estimation d’une force axiale et d’une pression différentielle au point de charge, sur la base des données de pression et de température i5 correspondantes ; et un calcul de la charge axiale de rupture effective au point de charge sur la base de la force axiale estimée et de la pression différentielle.

[0078] Pour un quelconque des modes de réalisation précédents du procédé ou d’un support de stockage lisible par ordinateur, les données de pression et de température peuvent être obtenues à partir d’une simulation de flux thermique pour le point de charge le long du composant tubulaire du puits de forage. Le composant tubulaire du puits de forage peut correspondre à une portion d’un train de tiges ou une portion d’un train de tubage le long de l’une ou de plusieurs sections du puits de forage. La pression différentielle de rupture critique peut être une résistance à l’effondrement critique le long d’une trajectoire de charge radiale du composant tubulaire du puits de forage. La pression différentielle de rupture critique peut être calculée sur la base d’une formule standard de l’industrie. Autrement, la pression différentielle de rupture critique peut être calculée sur la base d’une interpolation à partir d’une pluralité de points de données spécifiés par l’utilisateur d’une pression différentielle de rupture et de la charge axiale de rupture effective au point de charge le long du puits de forage.

[0079] En outre, un système de détermination de facteurs de sécurité de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage est également décrit. Des modes de réalisation du système peuvent inclure au moins un processeur et une mémoire couplée au processeur qui présente des instructions stockées dans celui-ci, qui lorsqu’exécutées par le processeur, amènent le processeur à effectuer des fonctions, notamment des fonctions pour : obtenir des données de pression et de température pour au moins un point de charge le

2016-IPM-099961-U1-FR 26 long d’un composant tubulaire d’un puits de charge ; calculer une charge axiale de défaillance efficace au point de charge au cours d’une opération de fond de puits à effectuer le long d’une ou de plusieurs sections du puits de forage à l’intérieur d’une formation de subsurface, sur la base des données de pression et de température obtenues ; déterminer une limite supérieure et une limite inférieure pour la charge axiale de défaillance efficace, sur la base de propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge ; calculer un point médian d’une charge axiale de défaillance efficace sur la base des limites supérieure et inférieure ; calculer une pression différentielle de défaillance critique, sur la base du point médian de la charge axiale de défaillance efficace ; et calculer un facteur de sécurité de rapport vectoriel sur la base de la îo pression différentielle de défaillance critique par rapport à la charge axiale de défaillance efficace.

[0080] Dans un ou plusieurs modes de réalisation du système, les fonctions réalisées par le processeur peuvent inclure en outre une quelconque ou une combinaison des fonctions suivantes pour : sélectionner une d’une pluralité de conceptions i5 pour le composant tubulaire sur la base du facteur de sécurité de rapport vectoriel ; réaliser l’opération de fond de puits en utilisant la conception sélectionnée du composant tubulaire le long de l’une ou des plusieurs sections du puits de forage ; déterminer si le facteur de sécurité de rapport vectoriel est à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur ; lorsque le facteur de sécurité de rapport vectoriel est déterminé comme n’étant pas à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur, ajuster au moins une de la limite supérieure ou de la limite inférieure de la charge axiale de rupture effective et recalculer le point médian de la charge axiale de rupture effective, la pression différentielle critique, et le facteur de sécurité de rapport vectoriel, sur la base de l’ajustement, dans lequel l’ajustement et le recalcul sont répétés jusqu’à ce que le facteur de sécurité de rapport vectoriel soit déterminé comme étant dans le seuil de tolérance d’erreur ;

estimer une force axiale et une pression différentielle au point de charge, sur la base des données de pression et de température correspondantes ; et calculer la charge axiale de rupture effective au point de charge sur la base de la force axiale et de la pression différentielle estimées.

[0081] Pour un quelconque des modes de réalisation précédents du système, les données de pression et de température peuvent être obtenues à partir d’une simulation de flux thermique pour le point de charge le long du composant tubulaire du puits de forage. Le composant tubulaire du puits de forage peut correspondre à une portion d’un train de tiges ou une portion d’un train de tubage le long de l’une ou de plusieurs sections du puits de forage. La pression différentielle de rupture critique peut être une résistance à

2016-IPM-099961-U1-FR 27 l’effondrement critique le long d’une trajectoire de charge radiale du composant tubulaire du puits de forage. La pression différentielle de rupture critique peut être calculée sur la base d’une formule standard de l’industrie. Autrement, la pression différentielle de rupture critique peut être calculée sur la base d’une interpolation à partir d’une pluralité de points de données spécifiés par l’utilisateur d’une pression différentielle de rupture et de la charge axiale de rupture effective au point de charge le long du puits de forage.

[0082] Bien que des détails spécifiques sur les modes de réalisation susmentionnés aient été décrits, les descriptions précédentes de matériel et de logiciel sont simplement des exemples de modes de réalisation et ne sont pas destinées à limiter la structure ou une mise en œuvre des modes de réalisation divulgués. Par exemple, bien que de nombreux autres composants internes du système 1000 ne soient pas montrés, le spécialiste ordinaire du domaine comprendra que ces composants et leur interconnexion sont bien connus.

[0083] De plus, certains aspects des modes de réalisation divulgués, comme indiqué ci-dessus, peuvent être mis en œuvre dans un logiciel qui est exécuté en utilisant une ou plusieurs unités/composants de traitement. Des aspects de programme de la technologie peuvent être pensés comme des « produits » ou des « articles de manufacture » traditionnellement sous la forme d’un code exécutable et/ou de données associées qui sont portés ou mis en œuvre dans un type de support lisible par machine. Des supports de type « stockage » non transitoires tangibles incluent tout ou une partie de la mémoire ou d’un autre dispositif de stockage pour les ordinateurs, des processeurs ou analogues, ou des modules associés de ceux-ci, tels que diverses mémoires à semi-conducteur, des lecteurs de bande, des lecteurs de disques, des disques optiques ou magnétiques, et analogues, qui peuvent fournir un stockage à tout moment pour la programmation de logiciel.

[0084] De plus, le schéma de procédé et les schémas fonctionnels dans les figures illustrent l’architecture, la fonctionnalité, et le fonctionnement de mises en œuvre possibles de systèmes, de procédés et de produits de programme d’ordinateur selon divers modes de réalisation de la présente divulgation. Il convient également de noter que, dans certaines mises en œuvre alternatives, les fonctions notées dans le bloc peuvent survenir dans un ordre différent de celui noté dans les figures. Par exemple, deux blocs montrés à la suite peuvent, en réalité, être exécutés sensiblement en même temps, ou les blocs peuvent parfois être exécutés en ordre inverse, en fonction de la fonctionnalité concernée. Il conviendra également de noter que chaque bloc des schémas fonctionnels et/ou des schémas de procédé illustratifs, et des combinaisons de blocs dans les schémas fonctionnels et/ou des schémas de procédé illustratifs, peuvent être mis en œuvre par des systèmes basés sur un matériel spécialisé

2016-IPM-099961-U1-FR 28 qui effectue les fonctions ou actions spécialisées, ou des combinaisons de matériel spécialisé et d’instructions d’ordinateur.

[0085] Les exemples de modes de réalisation spécifiques ci-dessus ne sont pas destinés à limiter la portée des revendications. Les exemples de modes de réalisation peuvent être modifiés par inclusion, exclusion, ou combinaison d’une ou de plusieurs spécificités ou fonctions décrites dans la divulgation.

[0086] Telles qu’utilisées ici, les formes singulières « un », « une », « le » et « la » sont également destinées à inclure les formes plurielles, sauf si le contexte indique clairement le contraire. Il sera en outre entendu que les termes « comprend » et/ou îo « comprenant », lorsqu’utilisés dans le présent mémoire et/ou les revendications, indiquent la présence de spécificités, d’entiers, d’étapes, d’opérations, d’éléments et/ou de composants indiqués, mais n’empêchent pas la présence ou l’ajout d’une ou de plusieurs autres spécificités, entiers, étapes, opérations, éléments, composants, et/ou groupes de ceux-ci. Les structures, les matériaux, les actions correspondantes, et les équivalents de tout moyen ou étape plus éléments i5 de fonction dans les revendications plus bas sont destinés à inclure toute structure, matériau, ou action pour effectuer la fonction en combinaison avec d’autres éléments revendiqués comme spécifiquement revendiqués. La description de la présente divulgation a été présentée à des fins illustratives et descriptives, mais elle n’est pas destinée à être exhaustive ou à se limiter aux modes de réalisation dans la forme divulguée. De nombreuses modifications et variations seront évidentes pour le spécialiste ordinaire du domaine sans s’éloigner de la portée et de l’esprit de la divulgation. Les modes de réalisation illustratifs décrits ici sont fournis pour expliquer les principes de la divulgation et l’application pratique de ceux-ci, et pour permettre à d’autres hommes du métier de comprendre que les modes de réalisation divulgués peuvent être modifiés comme cela est souhaité pour une mise en œuvre ou une utilisation particulière.

La portée des revendications est destinée à couvrir largement les modes de réalisation divulgués et toute modification de ce type.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de détermination de facteurs de sécurité de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage, le procédé comprenant :

5 une obtention de données de pression et de température pour au moins un point de charge le long d’un composant tubulaire d’un puits de forage ;

un calcul d’une charge axiale de rupture effective attendue au point de charge au cours d’une opération de fond de puits à réaliser le long d’une ou de plusieurs sections du puits de forage à l’intérieur d’une formation de subsurface, sur la base des îo données de pression et de température obtenues ;

une détermination d’une limite supérieure et d’une limite inférieure pour la charge axiale de rupture effective, sur la base de propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge ;

un calcul d’un point médian de la charge axiale de rupture effective sur la i5 base des limites supérieure et inférieure ;

un calcul d’une pression différentielle de rupture critique, sur la base du point médian de la charge axiale de rupture effective ; et un calcul d’un facteur de sécurité de rapport vectoriel sur la base de la pression différentielle de rupture critique par rapport à la charge axiale de rupture effective.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre :

une sélection d’une d’une pluralité de conceptions pour le composant tubulaire sur la base du facteur de sécurité de rapport vectoriel ; et une réalisation d’une opération de fond de puits en utilisant la conception 25 sélectionnée du composant tubulaire le long des une ou plusieurs sections du puits de forage.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre :

une détermination du fait que le facteur de sécurité de rapport vectoriel est à l’intérieur d’un seuil de tolérance d’erreur ; et

30 lorsque le rapport de sécurité de rapport vectoriel est déterminé comme n'étant pas à l'intérieur du seuil de tolérance d’erreur :

un ajustement d’au moins une de la limite supérieure ou de la limite inférieure de la charge axiale de rupture effective ; et

2016-IPM-099961-U1-FR 30 un recalcul du point médian de la charge axiale de rupture effective, la pression différentielle critique, et le facteur de sécurité de rapport vectoriel, sur la base de l’ajustement, dans lequel l’ajustement et le recalcul sont répétés jusqu’à ce que le facteur 5 de sécurité de rapport vectoriel soit déterminé comme étant à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un recalcul de la charge axiale de rupture effective comprend :

îo une estimation d’une force axiale et d’une pression différentielle au point de charge, sur la base des données de pression et de température correspondantes ; et un calcul de la charge axiale de rupture effective au point de charge sur la base de la force axiale estimée et de la pression différentielle.

i5 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les données de pression et de température sont obtenues à partir d’une simulation de flux thermique pour le point de charge le long du composant tubulaire du puits de forage.

6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans

20 lequel le composant tubulaire du puits de forage correspond à une portion d’un train de tiges ou une portion d’un train de tubage le long des une ou plusieurs sections du puits de forage.

7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pression différentielle de rupture critique est une résistance à l’effondrement critique

25 le long d'une trajectoire de charge radiale du composant tubulaire du puits de forage ; et/ou dans lequel la pression différentielle de rupture critique est calculée sur la base d’au moins une d’une formule standard de l’industrie ou d’une interpolation à partir d'une pluralité de points de données spécifiés par l’utilisateur d’une pression différentielle de rupture et de la charge axiale de rupture effective au point de charge le long du puits de forage.

8. Système de détermination de facteurs de sécurité de rapport vectoriel pour une conception tubulaire de puits de forage, le système comprenant :

2016-IPM-099961-U1-FR 31 au moins un processeur ; et une mémoire couplée au processeur présentant des instructions stockées dessus, qui lorsqu’exécutées par le processeur, amènent le processeur à réaliser des fonctions, notamment des fonctions pour :
5 une obtention de données de pression et de température pour au moins un point de charge le long d’un composant tubulaire d’un puits de forage ;

un calcul d’une charge axiale de rupture effective attendue au point de charge au cours d’une opération de fond de puits à réaliser le long des une ou plusieurs sections du puits de forage à l’intérieur d’une formation de subsurface, sur la base des îo données de pression et de température obtenues ;

une détermination d’une limite supérieure et d’une limite inférieure pour la charge axiale de rupture effective, sur la base de propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge ;

un calcul d’un point médian de la charge axiale de rupture effective sur la i5 base des limites supérieure et inférieure ;

un calcul d’une pression différentielle de rupture critique, sur la base du point médian de la charge axiale de rupture effective ; et un calcul d’un facteur de sécurité de rapport vectoriel sur la base de la pression différentielle de rupture critique par rapport à la charge axiale de rupture effective.
9. Système selon la revendication 8, dans lequel les fonctions réalisées par le processeur incluent en outre des fonctions pour :

une sélection d’une pluralité de conceptions pour le composant tubulaire sur la base du facteur de sécurité de rapport vectoriel ; et

25 une réalisation d’une opération de fond de puits en utilisant la conception sélectionnée du composant tubulaire le long des une ou plusieurs sections du puits de forage.
10. Système selon la revendication 8 ou 9, dans lequel les fonctions réalisées par le processeur incluent en outre des fonctions pour :

30 une détermination du fait que le facteur de sécurité de rapport vectoriel est à l’intérieur d’un seuil de tolérance d’erreur ; et lorsque le rapport de sécurité de rapport vectoriel est déterminé comme n'étant pas à l'intérieur du seuil de tolérance d’erreur :

2016-IPM-099961-U1-FR 32 un ajustement d’au moins une de la limite supérieure ou de la limite inférieure de la charge axiale de rupture effective ; et un recalcul du point médian de la charge axiale de rupture effective, la pression différentielle critique, et le facteur de sécurité de rapport vectoriel, sur la base de

5 l’ajustement à au moins une de la limite supérieure ou de la limite inférieure de la charge axiale de rupture effective, dans lequel l’ajustement et le recalcul sont répétés jusqu’à ce que le facteur de sécurité de rapport vectoriel soit déterminé comme étant à l’intérieur du seuil de tolérance d’erreur.
11. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fonctions réalisées par le processeur incluent en outre des fonctions pour :

une estimation d’une force axiale et d’une pression différentielle au point de charge, sur la base des données de pression et de température correspondantes ; et i5 un calcul de la charge axiale de rupture effective au point de charge sur la base de la force axiale estimée et de la pression différentielle.
12. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les données de pression et de température sont obtenues à partir d’une simulation de

20 flux thermique pour le point de charge le long du composant tubulaire du puits de forage.
13. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le composant tubulaire du puits de forage correspond à une portion d’un train de tiges ou une portion d’un train de tubage le long des une ou plusieurs sections du puits de forage.
14. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pression différentielle de rupture critique est une résistance à l’effondrement critique le long d'une trajectoire de charge radiale du composant tubulaire du puits de forage ; et/ou dans lequel la pression différentielle de rupture critique est calculée sur la base d’au moins

30 une d’une formule standard de l’industrie ou d’une interpolation à partir d'une pluralité de points de données spécifiés par l’utilisateur d’une pression différentielle de rupture et de la charge axiale de rupture effective au point de charge le long du puits de forage.

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15. Support de stockage lisible par ordinateur ayant des instructions stockées dans celui-ci, qui lorsqu’exécutées par un ordinateur amènent l’ordinateur à réaliser une pluralité de fonctions, incluant des fonctions pour :

une obtention de données de pression et de température pour au moins un 5 point de charge le long d’un composant tubulaire d’un puits de forage ;

un calcul d’une charge axiale de rupture effective attendue au point de charge au cours d’une opération de fond de puits à réaliser le long des une ou plusieurs sections du puits de forage à l’intérieur d’une formation de subsurface, sur la base des données de pression et de température obtenues ;

îo une détermination d’une limite supérieure et d’une limite inférieure pour la charge axiale de rupture effective, sur la base de propriétés physiques du composant tubulaire au point de charge ;

un calcul d’un point médian de la charge axiale de rupture effective sur la base des limites supérieure et inférieure ;

i5 un calcul d’une pression différentielle de rupture critique, sur la base du point médian de la charge axiale de rupture effective ; et un calcul d’un facteur de sécurité de rapport vectoriel sur la base de la pression différentielle de rupture critique par rapport à la charge axiale de rupture effective.

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