WO2009103629A1 - Procede et dispositif de tubage d'une portion de puits foree - Google Patents

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WO2009103629A1
WO2009103629A1 PCT/EP2009/051502 EP2009051502W WO2009103629A1 WO 2009103629 A1 WO2009103629 A1 WO 2009103629A1 EP 2009051502 W EP2009051502 W EP 2009051502W WO 2009103629 A1 WO2009103629 A1 WO 2009103629A1
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WO
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tube
well
upper portion
seal
radial expansion
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Application number
PCT/EP2009/051502
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Inventor
Jean-Louis Saltel
Yoann Riou
Frédéric Nicolas
Original Assignee
Saltel Industries
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    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
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    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
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    • E21B33/128—Packers; Plugs with a member expanded radially by axial pressure
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    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02—Subsoil filtering
    • E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
    • E21B43/103—Setting of casings, screens, liners or the like in wells of expandable casings, screens, liners, or the like
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    • E21B43/108—Expandable screens or perforated liners

Definitions

  • the present invention relates to a method for tubing a drilled (cylindrical) well, in particular an oil or gas production well.
  • the invention applies particularly, but not necessarily, to the casing of a portion of a well already drilled, and which it is desired to continue drilling after installation of said casing, the latter being intended to seal the already drilled portion of which the wall is subject to fracking phenomena.
  • the drilling of a well is usually done by means of a rotary tool such as a drill bit mounted at the end of a drill pipe and controlled from the surface.
  • the operation is done in the presence of sludge which is recycled permanently inside the well.
  • Mud is a fluid usually based on water or oil.
  • One of its functions is to exert a hydrostatic backpressure which opposes the thrusts of the fluids present around the wall of the well so as to stabilize the ground and thus reduce the risks of collapses.
  • the slurry is injected at the end of the drill pipe, under the bit, and rises to the surface with the rock debris generated by drilling. Another of its functions is to evacuate these debris. On the surface, the sludge is decanted, so as to eliminate the rock debris, then reinjected into the well.
  • the presence of the sludge, and its rise moreover ensure a control of the anomalies which can occur during the drilling of the well (piercing of a pocket of gas for example), which then makes it possible to trigger ad hoc safety systems, by example to close the exit of the well.
  • a difficulty likely to be encountered during drilling is a loss of circulation of the sludge. This problem occurs particularly when the well passes through a portion of very permeable terrain, with fractures, cracks or other channels that open into large galleries.
  • the invention aims to solve these difficulties by proposing a method and a device for isolating easily and at reduced cost at least one fractured zone encountered during drilling in order to avoid these losses and to allow the subsequent continuation of the drilling with a satisfactory circulation of the sludge.
  • the invention therefore relates to a method for tubing a drilled well portion, particularly a production well of oil or gas.
  • a casing is thus made, the inside of which is perfectly isolated from the fractured zone, on the one hand by the application of the expanded upper portion of the tube against the wall of the well, on the other hand by the application of the gasket. sealing around the lower portion of the tube.
  • the dilator tool is secured to the tube, and the assembly is lowered into the well until the tube comes to rest on the bottom of the well, after which it is disconnected in order to proceed with the radial expansion of the upper portion of the tube.
  • the device intended for the implementation of this method which is also an object of the present invention, is characterized in that it comprises:
  • the dilator tool and the tube are provided with complementary connecting members, enabling them to be coupled in order to constitute an assembly in which these two elements are easily separable; one of the other;
  • the dilator tool is equipped at its lower end, a threaded member adapted to be screwed into a threaded ring disposed within the tube at the base of said ductile upper portion and radially expandable thereof;
  • said seal is a flexible and elastically deformable annular member
  • the lower end portion of the tube comprises two telescopic tubular elements between which is disposed the joint, the relative displacement of these two tubular elements causing the radial expansion, when they are brought closer to one another.
  • Figure 1 is an axial sectional view of a possible embodiment of a device according to the invention; for reasons of convenience of representation, the left part of the figure represents the upper portion (surface side) of the device, while its right part represents the lower portion thereof (bottom side), these two portions, coaxial, connecting at the points referenced A1 / A2 (connected by a broken line that symbolizes their continuity).
  • Figure 2 is a representation, also in axial section, of a vertical cylindrical well, partially drilled, fractured zone (s), which is desired to tuber according to the invention.
  • Fig. 1A is a similar partial view which corresponds to the right-hand part of the device of Fig. 1, illustrating the manner in which the gasket which covers the base of the tube is expanded.
  • Figures 3 to 7 are schematic views showing the main steps of casing the well of Figure 2 with the aid of the device of Figure 1, thus illustrating how the method of the invention is implemented.
  • the device of Figure 1 comprises a substantially cylindrical tube 1, of great length.
  • a substantially cylindrical tube 1 of great length.
  • it is composed of a set of tube sections attached end to end, coaxially, for example by screwing the sections to each other.
  • the material constituting it and its wall thickness are chosen to allow its radial expansion, in the field of plastic deformation
  • Figure 1 is designated by the reference 10 the central body of the tube 1, by the reference 11 its upper end portion, and by reference 13 its lower end portion.
  • the reference 12 designates an internal collar located at the base of the upper portion 11. This collar 12, preferably attached to the tube, is threaded internally.
  • the diameter of the upper end portion 11 and lower portion 13 is very slightly greater than that of the central body.
  • the wall of the upper end portion 11 is thinner than that of the central body which promotes its ability to radial expansion.
  • the base of the tube 1 is provided with a telescopic tubular sleeve 7, fitted into the lower end portion 13, and axially movable therein. Between these two elements, the outer side, is interposed an annular seal 2 of flexible material, incompressible and elastic rubber type. It is adapted to expand radially, by wedge effect, between the beveled edges facing 70 of the element 7 and 14 of the portion 13, when these two elements are brought closer to one another. It then forms an annular bead.
  • the portion 11 is surrounded by a series (advantageously equidistant) of flexible rings and elastically deformable 6 which, as will be seen later, also constitute seals.
  • the reference numeral 3 designates an initially unitary assembly comprising a dilator tool 5, a connecting member 4, and the tube 1.
  • the dilator tool 5 is a radially expandable inflatable hydraulic bladder of known type (see for example the aforementioned FR-A-2 901 837) which is connected to the wellhead by an axial control rod 30a of great length.
  • the connecting member 4 is coaxially connected to the tool 5 by a rod section 30b of short length. It has a threaded wall 40, adapted to be screwed into the collar 12 mentioned above.
  • this rod 30a By maneuvering the rod 30a appropriately, it is possible to move the assembly 3 axially in a well, to rotate the tool 5 and the connector 4 which is integral with their common axis; this rod 30a, preferably tubular, is provided with appropriate conduits necessary for the inflation and hydraulic deflation of the bladder 5.
  • FIG. 2 shows, in axial section, a vertical well with a cylindrical wall P and with a flat bottom F, hollowed out in a terrain T containing a hydrocarbon deposit that is intended to be exploited.
  • the borehole passes through at least one permeable zone, or ZF fracturing zone, in which the wall exhibits fractures, cracks, or similar channels, which cause loss of mud circulation, for the reasons given in the preamble -above.
  • a steel tube with a main body 10 having a length of 400 m, an outer diameter of 244 mm and a wall thickness of 6 mm is used.
  • the upper portion i i has a length of 4 m, an outer diameter of 250 mm and a wall thickness of 4 mm.
  • the inflatable bladder 5 has a length of Im and a diameter of 200 mm in the deflated state.
  • the weight of the tube is relatively large, of the order of 140 000 Newton.
  • the initial diameter of this seal and its degree of expansion for the charge in question are chosen such that the seal comes to apply strongly against the surrounding wall P, so that the peripheral gap between the base of the tube 1 and the well is thus sealed off.
  • the tightness at the base of the tube is thus obtained in a particularly simple and natural manner, without the need for a hydraulic connection or other with the surface of the well.
  • the connector 4 is then unscrewed in order to separate it from the ring 12, and therefore from the tube 1 (arrows R and M1, FIG. 5).
  • the threading of the connector has a pitch on the left, so that the unscrewing is obtained by driving the rod 30a in the usual direction implemented by the standard control means installed in the wellhead.
  • the axial positioning of the dilator tool 5 is perfectly defined; the tool is located just at the base of the upper portion of the expanse. The rest of the operation is mastered.
  • the expansion can then begin, by hydraulic inflation of the bladder constitutive of the tool 5.
  • the liquid which causes this inflation is introduced into the tool 5 via the rod 30a, at a pressure sufficient for the radial expansion of its membrane pushes the surrounding wall of the tube outwards, beyond its deformation limit. elastically, applying it intimately against the wall P (arrows G,
  • the bladder 5 is then deflated (arrows H) and the tool is moved upwards by one step (arrow M2).
  • various expansion methods could be implemented to cause the expansion of the upper portion 11, for example in delimited zones spaced from each other (partially so) , continuously and / or with a mechanical dilator tool with pressure rollers.
  • the various materials used, in particular to constitute the tube 1 and the seals 2 and 6, are naturally selected to be able to durably withstand the various physico-chemical constraints (heat, pressure, corrosion %) to which they will be exposed to during their establishment and during the future operation of the well.

Abstract

Conformément à l´invention, on fait usage d´un tube (1) possédant une portion supérieure (11) ductile et radialement expansible, pourvu à sa base d´un joint d´étanchéité (2) lui-même radialement expansible sous l´effet du poids du tube (1), celui-ci étant ainsi dimensionné que lorsque sa base vient en butée au fond (F) du puits, la portion supérieure (11) se trouve au-dessus d´une zone fracturée (ZF) à isoler, et on opère comme suit: on introduit le tube (1) dans le puits de sorte que sa base vienne en appui contre le fond (F) en provoquant l´expansion radiale du joint d´étanchéité (2); au moyen d´un outil dilatateur (5), on procède à l´expansion radiale de la portion supérieure (11) du tube (1) au-delà de sa limite élastique, de manière à l´appliquer intimement contre la paroi de puits (P), au-dessus de la zone fracturée (ZF). Industrie pétrolière.

Description

Procédé et dispositif de tubage d'une portion de puits forée
La présente invention concerne un procédé pour tuber un puits foré (cylindrique), notamment un puits de production de pétrole ou de gaz.
Elle concerne également un dispositif destiné à la mise en œuvre du procédé. L'invention s'applique particulièrement, mais non nécessairement, au tubage d'une portion d'un puits déjà forée, et dont on souhaite poursuivre le forage après mise en place dudit tubage, ce dernier étant destiné à étanchéifîer la portion déjà forée dont la paroi est sujette à des phénomènes de fracturation.
Le forage d'un puits s'opère usuellement au moyen d'un outil rotatif tel qu'un trépan monté à l'extrémité d'une tige de forage et commandé depuis la surface. L'opération est faite en présence de boue qui est recyclée en permanence à l'intérieur du puits. La boue est un fluide en général à base d'eau ou d'huile. L'une de ses fonctions est d'exercer une contre-pression hydrostatique qui s'oppose aux poussées des fluides présents autour de la paroi du puits de manière à stabiliser le terrain et réduire ainsi les risques d'effondrements. La boue est injectée à l'extrémité de la tige de forage, sous le trépan, et remonte en surface avec les débris de roche générés par le forage. Une autre de ses fonctions est donc d'évacuer ces débris. En surface, la boue est décantée, de manière à éliminer les débris de roche, puis réinjectée dans le puits. La présence de la boue, et sa remontée, assurent en outre un contrôle des anomalies pouvant survenir durant le forage du puits (perçage d'une poche de gaz par exemple), ce qui permet alors de déclencher des systèmes de sécurité ad hoc, par exemple pour fermer la sortie du puits.
Une difficulté susceptible d'être rencontrée en cours de forage est une perte de circulation de la boue. Ce problème se rencontre en particulier lorsque le puits traverse une portion de terrain très perméable, présentant des fracturations, des fissurations ou autres canaux qui débouchent dans des galeries de grande capacité.
Dans cette hypothèse, en effet, la boue s'échappe vers les galeries au lieu de remonter en surface, les apports étant insuffisants pour compenser les fuites. Les tentatives de colmatage de ces fracturations, qui se font généralement en jouant sur la composition et/ou la granulométrie de la boue, éventuellement en l'enrichissant de granulats divers, sont souvent vaines. L'invention vise à résoudre ces difficultés en proposant un procédé et un dispositif permettant d'isoler aisément et à coût réduit au moins une zone fracturée rencontrée au cours du forage afin d'éviter ces pertes et de permettre la poursuite ultérieure du forage avec une circulation satisfaisante de la boue. L'invention a donc pour objet un procédé pour tuber une portion de puits forée, notamment un puits de production de pétrole ou de gaz.
Conformément à l'invention, on fait pour cela usage d'un tube cylindrique de diamètre légèrement plus faible que celui du forage, dont au moins la portion supérieure est ductile et radialement expansible, ce tube étant pourvu à sa base d'un joint d'étanchéité lui-même radialement expansible sous l'effet du propre poids du tube, ce tube ayant une longueur inférieure à celle de la portion de puits forée, mais suffisante pour que, lorsque sa base vient en appui contre le fond de la portion de puits forée, ladite portion supérieure se trouve positionnée au-dessus de la zone fracturée, et on opère comme suit : - on introduit axialement le tube dans la portion de puits forée de telle sorte que sa base vienne en appui contre le fond de la portion de puits forée et provoque l'expansion radiale du joint d'étanchéité, forçant celui-ci à s'appliquer de façon sensiblement étanche contre la paroi de puits qui l'entoure ;
- au moyen d'un outil dilatateur, on procède à l'expansion radiale de la portion supérieure du tube au-delà de sa limite élastique, de manière à l'appliquer intimement contre la paroi de puits qui l'entoure, à un niveau situé au- dessus de la zone fracturée.
On réalise ainsi un tubage, dont l'intérieur est parfaitement isolé de la zone fracturée, d'une part par l'application de la portion supérieure expansée du tube contre la paroi du puits, d'autre part par l'application du joint d'étanchéité autour de la portion inférieure du tube.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives possibles de ce procédé :
- on procède à l'expansion radiale de la portion supérieure du tube au-moyen d'un outil dilatateur sous forme de vessie gonflable ;
- on procède à cette expansion pas-à-pas ;
- on procède à cette expansion progressivement, du bas vers le haut ;
- en début d'opération, on solidarise l'outil dilatateur avec le tube, et on descend l'ensemble dans le puits jusqu'à ce que le tube vienne reposer sur le fond du puits, après quoi on l'en désolidarise afin de procéder à l'expansion radiale de la portion supérieure du tube. Le dispositif destiné à la mise en œuvre de ce procédé, qui est également un objet de la présente invention, est caractérisé en ce qu'il comprend :
- un tube cylindrique de diamètre légèrement plus faible que celui du forage, dont au moins la portion supérieure est ductile et radialement expansible, et qui est pourvu à sa base d'un joint d'étanchéité lui-même radialement expansible sous l'effet du propre poids du tube, ce tube ayant une longueur inférieure à celle de la portion de puits forée, mais suffisante pour que, lorsque sa base vient en appui contre le fond de la portion de puits forée, ladite portion supérieure se trouve positionnée au-dessus de la zone fracturée ; - un outil dilatateur commandé depuis la surface et apte à réaliser l'expansion radiale de la portion supérieure du tube au-delà de sa limite élastique, de manière à l'appliquer intimement contre la paroi de puits qui l'entoure.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives possibles de ce dispositif : - l'outil dilatateur et le tube sont munis d'organes de liaison complémentaires, permettant de les accoupler afin de constituer un ensemble au sein duquel ces deux éléments sont aisément séparables l'un de l'autre ;
- leur accouplement mutuel se fait par vissage ;
- l'outil dilatateur est équipé, à son extrémité inférieure, d'un organe fileté apte à se visser dans une bague taraudée disposée à l'intérieur du tube, à la base de ladite portion supérieure ductile et radialement expansible de celui-ci ;
- ledit joint d'étanchéité est un organe annulaire souple et élastiquement déformable ;
- la portion d'extrémité inférieure du tube comporte deux éléments tubulaires télescopiques entre lesquels est disposé ce joint, le déplacement relatif de ces deux éléments tubulaires en provoquant l'expansion radiale, lorsqu'ils sont rapprochés l'un de l'autre.
- ladite portion supérieure ductile, et radialement expansible, du tube est entourée d'au moins un joint d'étanchéité annulaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention.
Cette description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un mode d'exécution possible d'un dispositif conforme à l'invention ; pour raison de commodité de représentation, la partie gauche de la figure représente la portion supérieure (côté surface) du dispositif, tandis que sa partie droite en représente la portion inférieure (côté fond), ces deux portions, coaxiales, se raccordant au niveau des points référencés A1/A2 (reliés par un trait interrompu mixte qui symbolise leur continuité).
La figure 2 est une représentation, également en coupe axiale, d'un puits cylindrique vertical, partiellement foré, à zone(s) fracturée(s), que l'on souhaite tuber conformément à l'invention.
La figure IA est une vue partielle similaire qui correspond à la partie droite du dispositif de la figure 1, illustrant la manière dont est expansé le joint d'étanchéité qui garnit la base du tube. Les figures 3 à 7 sont des vues schématiques montrant les principales étapes de tubage du puits de la figure 2 à l'aide du dispositif de la figure 1, illustrant ainsi la façon dont le procédé de l'invention est mis en œuvre.
Le dispositif de la figure 1 comprend un tube 1 sensiblement cylindrique, de grande longueur. De manière usuelle, il est composé d'un ensemble de tronçons de tube fixés bout à bout, coaxialement, par exemple par vissage des tronçons les uns aux autres.
Sa longueur et son diamètre sont adaptés à ceux du puits à tuber.
Le matériau qui le constitue et son épaisseur de paroi sont choisis pour permettre son expansion radiale, dans le domaine de déformation plastique
(au-delà donc du domaine élastique) sous l'effet d'une pression interne, notamment générée par une vessie hydraulique gonflable, conformément aux enseignements du
FR-A- 2 901 837 par exemple.
Il s'agit par exemple d'un tube en acier inoxydable, relativement ductile, dont l'épaisseur de paroi est comprise entre 3 et 7 mm environ.
Sur la figure 1 on a désigné par la référence 10 le corps central du tube 1, par la référence 11 sa portion d'extrémité supérieure, et par la référence 13 sa portion d'extrémité inférieure.
La référence 12 désigne une collerette interne située à la base de la portion supérieure 11. Cette collerette 12, de préférence rapportée sur le tube, est taraudée intérieurement.
Le diamètre des portions d'extrémité supérieure 11 et inférieure 13 est très légèrement supérieur à celui du corps central. En outre, de préférence, la paroi de la portion d'extrémité supérieure 11 est plus fine que celle du corps central ce qui favorise son aptitude à l'expansion radiale. La base du tube 1 est pourvue d'un manchon tubulaire télescopique 7, emmanché dans la portion d'extrémité inférieure 13, et axialement mobile dans celle-ci. Entre ces deux éléments, côté externe, est interposé un joint annulaire 2 en matière souple, incompressible et élastique, du genre caoutchouc. Il est adapté pour s'expanser radialement, par effet de coin, entre les chants biseautés en regard 70 de l'élément 7 et 14 de la portion 13, lorsque ces deux éléments sont rapprochés l'un de l'autre. Il forme alors un bourrelet annulaire.
Ce phénomène se comprend aisément à la simple observation de la figure IA sur laquelle les flèches i symbolisent le coulissement axial du manchon 7 à l'intérieur du tube 1, le bourrelet annulaire portant la référence 2'.
La portion 11 est entourée d'une série (avantageusement équidistantes) de bagues souples et élastiquement déformables 6 qui, comme ont le verra plus loin, constituent également des joints d'étanchéité.
Sur la figure 1, la référence 3 désigne un ensemble initialement unitaire comprenant un outil dilatateur 5, un organe de liaison 4, et le tube 1.
L'outil dilatateur 5 est une vessie hydraulique gonflable, radialement expansible, de type connu (voir par exemple le FR-A- 2 901 837 précité) qui est reliée à la tête de puits par une tige de commande axiale 30a de grande longueur.
L'organe de liaison 4 est connecté coaxialement à l'outil 5 par un tronçon de tige 30b de faible longueur. Il possède une paroi filetée 40, apte à être vissé dans la collerette 12 susmentionnée.
En manœuvrant la tige 30a de manière appropriée, il est possible de déplacer l'ensemble 3 axialement dans un puits, de faire tourner l'outil 5 et le connecteur 4 qui en est solidaire autour de leur axe commun ; cette tige 30a, de préférence tubulaire, est pourvue des conduits appropriés nécessaires au gonflage et au dégonflage hydraulique de la vessie 5.
Sur la figure 2 est représenté, en coupe axiale, un puits vertical à paroi cylindrique P et à fond plat F, creusé dans un terrain T contenant un gisement d'hydrocarbures que l'on envisage d'exploiter. Le forage traverse au moins une zone perméable, ou zone de fracturation ZF, dans laquelle la paroi présente des fracturations, des fissures, ou des canaux similaires, qui sont causes de perte de circulation de la boue, pour les raisons exposées dans le préambule ci-dessus.
Afin de pouvoir poursuivre correctement le forage, on met en place, conformément à l'invention, un tubage adapté à l'isolation de la zone ZF, comme cela va maintenant être expliqué. A simple titre indicatif, on supposera que le diamètre du puits est d'environ 300 mm et que la longueur de tubage requise pour réaliser l'isolation de la (ou des) zone(s) ZF est de l'ordre de 400 m.
On utilise par exemple un tube en acier dont le corps principal 10 a une longueur de 400 m, un diamètre externe de 244 mm et une épaisseur de paroi de 6 mm.
La portion supérieure l i a une longueur de 4 m, un diamètre externe de 250 mm et une épaisseur de paroi de 4 mm.
La vessie gonflable 5 a une longueur de Im et un diamètre de 200 mm à l'état dégonflé.
Le procédé est mis en œuvre de la manière expliquée ci-après.
L'organe connecteur 4 ayant été relié, par vissage, à la collerette 12, et la vessie 5 étant dégonflée, on fait descendre axialement l'ensemble 3 à l'intérieur du puits, par l'intermédiaire la tige 30a (Flèche Dl, Figure 3), jusqu'à ce que la partie inférieure du tube vienne porter contre le fond plat.
Le poids du tube est relativement important, de l'ordre de 140 000 Newton.
C'est pourquoi, lorsqu'il vient en appui contre le fond F (Flèches D2, Figure 4), on observe une expansion radiale du joint 2 (Flèches Q), de la façon expliquée plus haut en référence à la figure IA.
Le diamètre initial de ce joint et son degré d'expansion pour la charge en question sont choisis de telle manière que le joint vienne s'appliquer fortement contre la paroi P environnante, si bien que l'intervalle périphérique entre la base du tube 1 et le puits se trouve ainsi obturé de manière étanche. L'étanchéité à la base du tube est ainsi obtenue de façon particulièrement simple et naturelle, sans nécessité de connexion hydraulique ou autre avec la surface du puits.
On dévisse ensuite le connecteur 4 afin de le désolidariser de la bague 12, et donc du tube 1 (Flèches R et Ml, Figure 5). Avantageusement, le filetage du connecteur possède un pas à gauche, de sorte que le dévissage est obtenu par entraînement de la tige 30a dans le sens usuel mis en œuvre par les moyens de commande normalisés installés dans la tête de puits.
En fin de dévissage, le positionnement axial de l'outil dilatateur 5 est parfaitement défini ; l'outil est situé juste à la base de la portion supérieure l i a expanser. La suite de l'opération s'en trouve maîtrisée.
L'expansion peut alors commencer, par gonflage hydraulique de la vessie constitutive de l'outil 5.
Le liquide qui provoque ce gonflage est introduit dans l'outil 5 via la tige 30a, à une pression suffisante pour que l'expansion radiale de sa membrane repousse la paroi environnante du tube vers l'extérieur, au-delà de sa limite de déformation élastique, en l'appliquant intimement contre la paroi P (Flèches G,
Figure 6).
On dégonfle ensuite la vessie 5 (Flèches H) et on remonte l'outil de la valeur d'un pas (Flèche M2).
Ce processus, qui alterne des phases de gonflage, de dégonflage, et de déplacement en translation de bas en haut, est réitéré afin d'expanser progressivement la portion 11 sur toute sa longueur, après quoi on retire l'outil (Flèche J, Figure 7). L'intervalle entre le tube 1 et la paroi P se trouve donc ainsi obturé sur toute la longueur de la portion supérieure élargie du tube 1. L'étanchéité à ce niveau est assurée, ou confortée, par la présence des joints annulaires 6 qui sont comprimés entre la face externe du tube et la paroi du puits, ce qui permet de compenser les inévitables irrégularités de surface de cette paroi. Au final, on obtient un tubage qui isole complètement la zone ZF de l'espace interne du tube 1.
Il est alors possible de poursuivre le forage, en perçant le fond F, avec mise en œuvre de boues à l'intérieur du tubage, ce qui résout ainsi le problème de pertes de circulation. II convient de noter que le joint d'étanchéité prévu à la base du tube pourrait être agencé de manière différente de celle prévue dans le présent mode de réalisation du dispositif.
L'important est qu'il se déforme afin d'assurer automatiquement une étanchéité entre la paroi du puits et la base du tube, sous l'action du poids du tube, lorsque celui-ci vient en butée au fond du puits.
Par ailleurs, diverses méthodes d'expansion, connues en soi, autres que celle décrite ici, pourraient être mises en œuvre pour provoquer l'expansion de la portion supérieure 11 , par exemple en des zones délimitées espacées les unes des autres (partiellement donc), en continu et/ou avec un outil dilatateur mécanique à galets presseurs. Les différents matériaux utilisés, en particulier pour constituer le tube 1 et les joints d'étanchéité 2 et 6, sont naturellement sélectionnés pour pouvoir résister durablement aux différentes contraintes physico-chimiques (chaleur, pression, corrosion...) auxquelles ils seront exposés au cours de leur mise en place et au cours de l'exploitation future du puits.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour tuber une portion de puits forée, notamment un puits de production de pétrole ou de gaz, selon lequel on fait usage d'un tube cylindrique (1) de diamètre légèrement plus faible que celui du forage, dont au moins la portion supérieure (11) est ductile et radialement expansible, ce tube étant pourvu à sa base d'un joint d'étanchéité (2) lui-même radialement expansible sous l'effet du propre poids du tube (1), ce tube ayant une longueur inférieure à celle de la portion de puits forée, mais suffisante pour que, lorsque sa base vient en appui contre le fond (F) de la portion de puits forée, ladite portion supérieure (11) se trouve positionnée au- dessus de la zone fracturée (ZF), et on opère comme suit : - on introduit axialement le tube (1) dans la portion de puits forée de telle sorte que sa base vienne en appui contre le fond (F) de la portion de puits forée et provoque l'expansion radiale du joint d'étanchéité (2), forçant celui-ci à s'appliquer de façon sensiblement étanche contre la paroi de puits (P) qui l'entoure ; - au moyen d'un outil dilatateur (5), on procède à l'expansion radiale de la portion supérieure (11) du tube (1) au-delà de sa limite élastique, de manière à l'appliquer intimement contre la paroi de puits (P) qui l'entoure, à un niveau situé au-dessus de la zone fracturée (ZF).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on procède à l'expansion radiale de la portion supérieure (11) du tube (1) au-moyen d'un outil dilatateur (5) sous forme de vessie gonflable à membrane élastique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on procède à l'expansion radiale de la portion supérieure (11) du tube
(I) pas-à-pas.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on procède à l'expansion radiale de la portion supérieure
II 1) du tube (1) progressivement, du bas vers le haut.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'en début d'opération, on solidarise ledit outil dilatateur (5) avec le tube (1), et on descend l'ensemble (3) formé dudit outil dilatateur (5) et dudit tube (1), dans le puits jusqu'à ce que ce dernier vienne reposer sur le fond (F) du puits, après quoi on l'en désolidarise afin de procéder à l'expansion radiale de la portion supérieure (11) du tube.
6. Dispositif pour tuber une portion de puits forée, notamment un puits de production de pétrole ou de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend :
- un tube cylindrique (1) de diamètre légèrement plus faible que celui du forage, dont au moins la portion supérieure (11) est ductile et radialement expansible, et qui est pourvu à sa base d'un joint d'étanchéité (2) lui-même radialement expansible sous l'effet du propre poids du tube (1), ce tube ayant une longueur inférieure à celle de la portion de puits forée, mais suffisante pour que, lorsque sa base vient en appui contre le fond (F) de la portion de puits forée, ladite portion supérieure (11) se trouve positionnée au-dessus de la zone fracturée (ZF); - un outil dilatateur (5) commandé depuis la surface et apte à réaliser l'expansion radiale de la portion supérieure (11) du tube au-delà de sa limite élastique, de manière à l'appliquer intimement contre la paroi de puits (P) qui l'entoure.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'outil dilatateur (5) et le tube (1) sont munis d'organes de liaison complémentaires,
(4 - 12) permettant de les accoupler afin de constituer un ensemble (3) dans lequel ils sont aisément séparables l'un de l'autre ;
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'accouplement de l'outil dilatateur (5) et du tube (1) est réalisé par vissage.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait l'outil dilatateur (5) est équipé, à son extrémité inférieure, d'un organe fileté (4) apte à se visser dans une bague taraudée (12) disposée à l'intérieur du tube (1), à la base de ladite portion supérieure (11) ductile et radialement expansible de celui-ci.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel joint d'étanchéité (2) est un organe annulaire souple et élastiquement déformable, caractérisé par le fait que la portion d'extrémité inférieure (13) du tube (1) comporte deux éléments tubulaires télescopiques (7, 13) entre lesquels est interposé ce joint (2), le déplacement relatif de ces deux éléments tubulaires en provoquant l'expansion radiale, par effet de coin, lorsqu'ils sont rapprochés l'un de l'autre.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que ladite portion supérieure (11) ductile et radialement expansible du tube est entourée d'au moins un joint d'étanchéité annulaire (6).
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