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METHODES DE FORAGE Page 1
SOMMAIRE
INTRODUCTION
I- LES DIFFERENTES METHODES DE FORAGE
I-1 LE FORAGE PAR HAVAGE
I-2 LE FORAGE PAR BATTAGE
I-4 LE FORAGE PAR LA TARIERE
I-5 LE FORAGE AU MARTEAU AU FOND DE TROU
I-6 LE FORAGE PAR TUBAGE A L’AVENCEMENT
I-7 LE FORAGE EN CIRCULATION INVERSE
I-8 LE FORAGE DIRIGE
I-9 FORAGECAROTTE
I-10 TOP DRIVE
II- LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENTDES DIFFERENTES METHODES DE FORAGE
III-AVANTAGESET INCONVENIENTS DES DIFFERENTES METHODES
IV- CONCLUSION
METHODES DE FORAGE Page 2
INTRODUCTION
Le pétrole est aujourd’hui utilise dans plusieurs domaine. Il se trouve en général
piège dans les formations du sous sol, pour y avoir accès il est nécessaire
réaliser un forage, qui est un trou creuse dans le sous-sol permettant d’atteindre
un objectif. Celui de trouver un gisement d’hydrocarbure.
Selon les formations rocheuses rencontrées au cour du forage, on assiste à
différentes méthodes dont nous allons tenter d’expliquer en dessous.
I-1 Forage au marteau fond de trou avec tubage à l´avancement
Principe
Identique à la technique MFT "classique" exposée ci-avant, cette méthode concerne
la mise en place d´un tubage des parois du trou au fur et à mesure de sa foration.
Elle met en œuvre un taillant pilote avec aléseur excentrique qui permet de forer des
trous d´un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur des tubes. Le tubage
est ainsi enfoncé progressivement à la suite de l´aléseur sous l´effet de son propre
poids et de l´énergie de percussion du marteau. Les tubes sont solidarisés entre eux
soit par soudure, soit par filetage. Le taillant excentrique se déploie par rotation dans
le sens des aiguilles d´une montre, une rotation en sens inverse en fin de forage
permet son repli et la remontée de la garniture. Comme en formation au marteau
fond de trou classique, l´évacuation des cuttings est là aussi assurée par la remontée
de l´air, ici entre tiges et tube.
Avantages
 Possibilité d´utiliser une foration air dans un contexte géologique peu stable.
 Bonne observation des cuttings et zones productrices.
 Meilleure individualisation des niveaux producteurs au moment de la foration,
sans mélange avec des niveaux supérieurs partiellement obturés par le
tubage mis en place.
Inconvénients
 Idem au MFT classique à l´exception de la formation dans les terrains non
consolidés.
METHODES DE FORAGE Page 3
I-2 Forage en circulation inverse
Principe
Cette méthode de foration diffère des méthodes précédentes par une circulation du fluide
(boue, eau ou air) dans l´espace annulaire (entre la formation et les tiges) avec remontée des
cuttings par l´intérieur du train de tiges. Il existe également des tiges à double parois qui
assurent l´injection et la remontée du fluide par l´intermédiaire des seules tiges.
METHODES DE FORAGE Page 4
Avantages
 Information géologique plus précise et quasi instantanée. Les cuttings recueillis en
surface proviennent du seul fond du trou sans mélange avec des cuttings provenant
éventuellement de l´érosion du trou au cours de la remontée.
 Information géologique continue. La traversée de zones fissurées, fracturées ou
caverneuses, se traduit assez souvent par des pertes partielles (ou totales) de fluide de
circulation (air, eau, boue) dans les techniques de foration à circulation directe. La
remontée des cuttings par le train de tiges diminue fortement les risques de pertes de
fluide et de cuttings ainsi que les éventuels colmatages ou contamination des aquifères
traversés.
 Meilleure individualisation des arrivées successives de fluide en cours de foration.
Seul le niveau en cours de foration est testé au moment du passage de l´outil, les
mélanges avec des niveaux supérieurs sont très réduits.
Inconvénients
 Présence d´un fluide de forage et de risque de colmatage (idem circulation directe).
 S´agissant d´une reconnaissance de niveaux producteurs au moment de sa foration, le
suivi d´un chantier en circulation inverse nécessite un contrôle continu et des prises de
décision adéquates pour caractériser les différents niveaux (arrêt de foration et
circulation ou pompage dès observation particulière). Il existe un risque d´occulter des
informations importantes sur un niveau producteur d´épaisseur réduite par passage
trop rapide.
I-3 Forage carotte
Principe
METHODES DE FORAGE Page 5
Cette méthode consiste en la réalisation d´un ouvrage à l´aide d´un outil spécial, le carottier,
destiné à récupérer la formation en place sans destruction.
Avantages
 Observations géologiques de qualité optimale.
 Couplé à un dispositif d´orientation de la carotte, l´échantillon recueilli en zones
fracturées permet une analyse des directions de fracturation.
Inconvénients
 Coût élevé.
 Diamètre réduit.
 Pourcentage de récupération des formations fonction de la nature des terrains (faible
en structure non consolidée).
I-4 Forage par battage
Principe
La méthode consiste à soulever un outil lourd (trépan) et à le laisser retomber sur le terrain à
traverser. La hauteur et la fréquence de chute varient selon la dureté des formations. On
distingue deux types de battages : le battage au treuil et le battage au câble. Cette dernière
méthode est la plus courante. Le trépan est suspendu à un câble qui est alternativement tendu
et relâché. Les mouvements sont rapides et le travail de l´outil se fait plus par un effet de
martèlement dû à l´énergie cinétique que par un effet de poids comme pour le battage au
treuil. Un émerillon permet au trépan de pivoter automatiquement sur lui-même à chaque
coup. Le trou est nettoyé au fur et à mesure de l´avancement par descente d´une soupape
permettant de remonter les débris (cuttings). Ce procédé permet de réaliser des forages sans
utilisation d´eau ou de boue.
METHODES DE FORAGE Page 6
Avantages
 C´est un procédé simple et relativement peu coûteux (investissement généralement
plus faible que pour les autre procédés de foration).
 Il n´y a pas de fluide de forage (boues) et pas de risques de pollution de la nappe.
 Le trépan peut être rechargé, reforgé et affûté sur le chantier.
 C´est une méthode bien adaptée pour les forages de moyenne profondeur.
 Les résultats sont très bons dans les terrains fissurés (pas de pertes).
Inconvénients
 Vitesse d´avancement assez faible induisant un coût "suivi travaux" en proportion.
 Méthode peu adaptée dans les terrains plastiques ou boulants dans lesquels le tubage à
l´avancement est nécessaire.
 Difficultés pour équilibrer des venues d´eau artésiennes jaillissantes.
 Absence d´information sur les niveaux producteurs (qualité - production) sinon par
mise en place de dispositif de pompage en parallèle à la foration.
METHODES DE FORAGE Page 7
I-5 Forage dirigé
Principes
Le forage dirigé est une technique de génie civil permettant de faire passer des canalisations et
des câbles sous des obstacles (chaussées, bâtiments, cours d´eau...) sans intervenir
directement sur ces obstacles. Le forage dirigé est une application récente nécessitant de
puissants moyens informatiques. Grâce au forage dirigé, des ressources qu´il était difficile
d´atteindre en forage classique du fait d´obstacles géologiques (lithologies rebelles),
deviennent accessibles. Le secteur pétrolier est très demandeur de forages dirigés ou bien
sinon de forages dont on estime par modélisation ou suivi la direction empruntée.
Forage horizontaux
Principes
Les forages subhorizontaux sont destinés à résoudre des problèmes liés par le passage de
réseaux sous des obstacles réputés infranchissables. Cette technique permet aussi de résoudre
des problèmes de drainage dans des glissements de terrain où l´eau est l´élément moteur. Elle
peut être associée à des drains terrassés dans le cas d´assainissement de maison individuelle
par exemple. Les forages réalisés sous des bâtiments permettent de drainer de façon très
efficace les horizons humides. Si le forage est montant l´évacuation de l´eau se fait
gravitairement. Seules les foreuses ou sondeuses ayant une rotation à 360º de leur glissière
peuvent réaliser de tels travaux. Les différents types de forages peuvent mis en œuvre lors de
ces opérations.
METHODES DE FORAGE Page 8
I-10 TOP DRIVE
Le système top drive comporte un moteur sur le derrick a courant continue
électriquement commute ces faucheuses sont équipées d un vérin hydraulique
permettant de replier le lamier en position transport et de le relever aisément en bout
de champ
L équipement spécialisé du derrick inclut un système automatise de manutention des
tuyaux et un et un système d entrainement sur le dessus alimente par la même
source d énergie que celle du treuil de forage .le gros mécanisme de levage d une
machine de forage qui est utilisée pour ramener le train de tige de forage .
L appareil pour faire tourner un élément tubulaire comprenant une structure d
installation de forage muni d un dispositif d entrainement au sommet lui étant
connecte fonctionnellement au dispositif de surveillance de couple pour surveiller le
couple développe par l élément tubulaire tournant et un dispositif de commende
pour recevoir les informations provenant du dispositif de surveillance de couple et
commander la sortie du dispositif d entrainement au sommet. lors du développement
du moteur un accent particulier a été mis sur une mise en service facile ce dispositif
destine a faciliter le raccordement d éléments tubulaires par intermédiaire d un
dispositif d entrainement supérieurs et un élément de support pour supporte un
déplacement pratique
METHODES DE FORAGE Page 9
Conclusion
En somme nous retiendrons qu’il existe plusieurs méthodes de forage ; dont le choix d une
est fonction des caractéristiques intrinsèques des formations rencontrée et surtout du
budget du projet .Mais jusqu’ à présent la méthode présentant assez avantages et donc la
plus utilise est la méthode du système rotationnel

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Les méthodes de forage

  • 1. METHODES DE FORAGE Page 1 SOMMAIRE INTRODUCTION I- LES DIFFERENTES METHODES DE FORAGE I-1 LE FORAGE PAR HAVAGE I-2 LE FORAGE PAR BATTAGE I-4 LE FORAGE PAR LA TARIERE I-5 LE FORAGE AU MARTEAU AU FOND DE TROU I-6 LE FORAGE PAR TUBAGE A L’AVENCEMENT I-7 LE FORAGE EN CIRCULATION INVERSE I-8 LE FORAGE DIRIGE I-9 FORAGECAROTTE I-10 TOP DRIVE II- LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENTDES DIFFERENTES METHODES DE FORAGE III-AVANTAGESET INCONVENIENTS DES DIFFERENTES METHODES IV- CONCLUSION
  • 2. METHODES DE FORAGE Page 2 INTRODUCTION Le pétrole est aujourd’hui utilise dans plusieurs domaine. Il se trouve en général piège dans les formations du sous sol, pour y avoir accès il est nécessaire réaliser un forage, qui est un trou creuse dans le sous-sol permettant d’atteindre un objectif. Celui de trouver un gisement d’hydrocarbure. Selon les formations rocheuses rencontrées au cour du forage, on assiste à différentes méthodes dont nous allons tenter d’expliquer en dessous. I-1 Forage au marteau fond de trou avec tubage à l´avancement Principe Identique à la technique MFT "classique" exposée ci-avant, cette méthode concerne la mise en place d´un tubage des parois du trou au fur et à mesure de sa foration. Elle met en œuvre un taillant pilote avec aléseur excentrique qui permet de forer des trous d´un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur des tubes. Le tubage est ainsi enfoncé progressivement à la suite de l´aléseur sous l´effet de son propre poids et de l´énergie de percussion du marteau. Les tubes sont solidarisés entre eux soit par soudure, soit par filetage. Le taillant excentrique se déploie par rotation dans le sens des aiguilles d´une montre, une rotation en sens inverse en fin de forage permet son repli et la remontée de la garniture. Comme en formation au marteau fond de trou classique, l´évacuation des cuttings est là aussi assurée par la remontée de l´air, ici entre tiges et tube. Avantages  Possibilité d´utiliser une foration air dans un contexte géologique peu stable.  Bonne observation des cuttings et zones productrices.  Meilleure individualisation des niveaux producteurs au moment de la foration, sans mélange avec des niveaux supérieurs partiellement obturés par le tubage mis en place. Inconvénients  Idem au MFT classique à l´exception de la formation dans les terrains non consolidés.
  • 3. METHODES DE FORAGE Page 3 I-2 Forage en circulation inverse Principe Cette méthode de foration diffère des méthodes précédentes par une circulation du fluide (boue, eau ou air) dans l´espace annulaire (entre la formation et les tiges) avec remontée des cuttings par l´intérieur du train de tiges. Il existe également des tiges à double parois qui assurent l´injection et la remontée du fluide par l´intermédiaire des seules tiges.
  • 4. METHODES DE FORAGE Page 4 Avantages  Information géologique plus précise et quasi instantanée. Les cuttings recueillis en surface proviennent du seul fond du trou sans mélange avec des cuttings provenant éventuellement de l´érosion du trou au cours de la remontée.  Information géologique continue. La traversée de zones fissurées, fracturées ou caverneuses, se traduit assez souvent par des pertes partielles (ou totales) de fluide de circulation (air, eau, boue) dans les techniques de foration à circulation directe. La remontée des cuttings par le train de tiges diminue fortement les risques de pertes de fluide et de cuttings ainsi que les éventuels colmatages ou contamination des aquifères traversés.  Meilleure individualisation des arrivées successives de fluide en cours de foration. Seul le niveau en cours de foration est testé au moment du passage de l´outil, les mélanges avec des niveaux supérieurs sont très réduits. Inconvénients  Présence d´un fluide de forage et de risque de colmatage (idem circulation directe).  S´agissant d´une reconnaissance de niveaux producteurs au moment de sa foration, le suivi d´un chantier en circulation inverse nécessite un contrôle continu et des prises de décision adéquates pour caractériser les différents niveaux (arrêt de foration et circulation ou pompage dès observation particulière). Il existe un risque d´occulter des informations importantes sur un niveau producteur d´épaisseur réduite par passage trop rapide. I-3 Forage carotte Principe
  • 5. METHODES DE FORAGE Page 5 Cette méthode consiste en la réalisation d´un ouvrage à l´aide d´un outil spécial, le carottier, destiné à récupérer la formation en place sans destruction. Avantages  Observations géologiques de qualité optimale.  Couplé à un dispositif d´orientation de la carotte, l´échantillon recueilli en zones fracturées permet une analyse des directions de fracturation. Inconvénients  Coût élevé.  Diamètre réduit.  Pourcentage de récupération des formations fonction de la nature des terrains (faible en structure non consolidée). I-4 Forage par battage Principe La méthode consiste à soulever un outil lourd (trépan) et à le laisser retomber sur le terrain à traverser. La hauteur et la fréquence de chute varient selon la dureté des formations. On distingue deux types de battages : le battage au treuil et le battage au câble. Cette dernière méthode est la plus courante. Le trépan est suspendu à un câble qui est alternativement tendu et relâché. Les mouvements sont rapides et le travail de l´outil se fait plus par un effet de martèlement dû à l´énergie cinétique que par un effet de poids comme pour le battage au treuil. Un émerillon permet au trépan de pivoter automatiquement sur lui-même à chaque coup. Le trou est nettoyé au fur et à mesure de l´avancement par descente d´une soupape permettant de remonter les débris (cuttings). Ce procédé permet de réaliser des forages sans utilisation d´eau ou de boue.
  • 6. METHODES DE FORAGE Page 6 Avantages  C´est un procédé simple et relativement peu coûteux (investissement généralement plus faible que pour les autre procédés de foration).  Il n´y a pas de fluide de forage (boues) et pas de risques de pollution de la nappe.  Le trépan peut être rechargé, reforgé et affûté sur le chantier.  C´est une méthode bien adaptée pour les forages de moyenne profondeur.  Les résultats sont très bons dans les terrains fissurés (pas de pertes). Inconvénients  Vitesse d´avancement assez faible induisant un coût "suivi travaux" en proportion.  Méthode peu adaptée dans les terrains plastiques ou boulants dans lesquels le tubage à l´avancement est nécessaire.  Difficultés pour équilibrer des venues d´eau artésiennes jaillissantes.  Absence d´information sur les niveaux producteurs (qualité - production) sinon par mise en place de dispositif de pompage en parallèle à la foration.
  • 7. METHODES DE FORAGE Page 7 I-5 Forage dirigé Principes Le forage dirigé est une technique de génie civil permettant de faire passer des canalisations et des câbles sous des obstacles (chaussées, bâtiments, cours d´eau...) sans intervenir directement sur ces obstacles. Le forage dirigé est une application récente nécessitant de puissants moyens informatiques. Grâce au forage dirigé, des ressources qu´il était difficile d´atteindre en forage classique du fait d´obstacles géologiques (lithologies rebelles), deviennent accessibles. Le secteur pétrolier est très demandeur de forages dirigés ou bien sinon de forages dont on estime par modélisation ou suivi la direction empruntée. Forage horizontaux Principes Les forages subhorizontaux sont destinés à résoudre des problèmes liés par le passage de réseaux sous des obstacles réputés infranchissables. Cette technique permet aussi de résoudre des problèmes de drainage dans des glissements de terrain où l´eau est l´élément moteur. Elle peut être associée à des drains terrassés dans le cas d´assainissement de maison individuelle par exemple. Les forages réalisés sous des bâtiments permettent de drainer de façon très efficace les horizons humides. Si le forage est montant l´évacuation de l´eau se fait gravitairement. Seules les foreuses ou sondeuses ayant une rotation à 360º de leur glissière peuvent réaliser de tels travaux. Les différents types de forages peuvent mis en œuvre lors de ces opérations.
  • 8. METHODES DE FORAGE Page 8 I-10 TOP DRIVE Le système top drive comporte un moteur sur le derrick a courant continue électriquement commute ces faucheuses sont équipées d un vérin hydraulique permettant de replier le lamier en position transport et de le relever aisément en bout de champ L équipement spécialisé du derrick inclut un système automatise de manutention des tuyaux et un et un système d entrainement sur le dessus alimente par la même source d énergie que celle du treuil de forage .le gros mécanisme de levage d une machine de forage qui est utilisée pour ramener le train de tige de forage . L appareil pour faire tourner un élément tubulaire comprenant une structure d installation de forage muni d un dispositif d entrainement au sommet lui étant connecte fonctionnellement au dispositif de surveillance de couple pour surveiller le couple développe par l élément tubulaire tournant et un dispositif de commende pour recevoir les informations provenant du dispositif de surveillance de couple et commander la sortie du dispositif d entrainement au sommet. lors du développement du moteur un accent particulier a été mis sur une mise en service facile ce dispositif destine a faciliter le raccordement d éléments tubulaires par intermédiaire d un dispositif d entrainement supérieurs et un élément de support pour supporte un déplacement pratique
  • 9. METHODES DE FORAGE Page 9 Conclusion En somme nous retiendrons qu’il existe plusieurs méthodes de forage ; dont le choix d une est fonction des caractéristiques intrinsèques des formations rencontrée et surtout du budget du projet .Mais jusqu’ à présent la méthode présentant assez avantages et donc la plus utilise est la méthode du système rotationnel