Connaissances de base en forage
Connaissances de base en forage
1. Structure du forage
Définition:
La structure du forage fait référence à la variation du diamètre et de la longueur du trou depuis le début du forage jusqu'à la profondeur finale, c'est-à-dire au profil technique du forage.
Composants principaux :
Ces éléments comprennent principalement le diamètre du trou, le nombre de réductions de diamètre, le nombre de colonnes de tubage, le diamètre et la longueur du tubage, la profondeur du changement de diamètre et la méthode d'étanchéité au niveau du sabot de tubage.
Exigences d'optimisation :
Tout en garantissant la qualité du forage et la sécurité des opérations, il convient de privilégier l'utilisation de boues de forage, de coulis de ciment ou de coulis chimiques de haute qualité pour le soutènement des parois et le contrôle des pertes de circulation. Le nombre de changements de diamètre doit être minimisé et le tubage réduit, voire supprimé, autant que possible, afin de simplifier au maximum la structure du forage.
Sa fonction principale est d'isoler les formations complexes et d'assurer le bon déroulement des opérations de forage.
Situations nécessitant une réduction de diamètre et la pose d'un tubage :
Lors du forage de formations de sable et de gravier meubles ou de couches de sables mouvants, les effets des eaux souterraines peuvent rendre le support des parois de boue insuffisant pour les besoins de la construction.
Lors de la pénétration de zones épaisses, fracturées et jointives, des effondrements de parois importants et des chutes de blocs peuvent persister même avec de la boue ou d'autres mesures de soutien.
Lorsque le forage rencontre des structures aquifères et de grandes fractures interconnectées, cela provoque une perte d'eau importante qui ne peut être contrôlée par d'autres méthodes d'étanchéité.
Une fois la profondeur prévue atteinte, un forage de réduction de diamètre peut être effectué pour correspondre à la capacité de charge des engins de chantier.
Facteurs à prendre en compte pour le choix de la structure du forage :
La sélection doit prendre en compte de manière exhaustive les propriétés de la roche, les conditions hydrogéologiques, le diamètre final du forage, la profondeur du forage, la méthode de forage, l'objectif du forage, les mesures de protection des parois et l'équipement de construction.
Correspondance des garnitures de forage :
Cela concerne la correspondance entre le diamètre de la tige de forage et le diamètre du trépan. Ce rapport influe directement sur le jeu annulaire et, par conséquent, sur les conditions de fonctionnement de la tige de forage, l'écoulement du fluide de rinçage et la résistance à la rotation de la garniture de forage.
2. Principes de base des opérations de forage
Méthode de forage :
Terme général désignant les techniques et les mesures techniques connexes utilisées pour fracturer la roche au fond du trou lors du forage souterrain.
Processus de forage :
Le flux de travail complet dans lequel des équipements et des outils spécifiques sont utilisés pour casser la roche (ou le sol), former un forage lisse et régulier du diamètre et de la profondeur requis, et assurer un forage continu grâce à des mesures techniques de soutien.
Classification des méthodes de forage :
Par force externe et mode de concassage de la roche : forage rotatif, forage par percussion et forage rotatif-percussion.
Par outil de brise-roche (type abrasif) : forage au carbure de tungstène, forage à la grenaille d'acier et forage au diamant.
Par mode de circulation : circulation directe, circulation inverse et circulation inverse localisée au fond du trou.
Selon les exigences de carottage : forage carotté et forage pleine face.
Principes de sélection d'une méthode de forage :
La méthode doit être choisie principalement en fonction des propriétés physiques et mécaniques de la roche :
Pour les formations tendres et certaines formations moyennement dures, utilisez le forage au carbure de tungstène.
Pour certaines formations de dureté moyenne à dure, utilisez un alliage de type aiguille, du PDC ou un forage à billes d'acier.
Pour les formations de dureté moyenne à très élevée, utilisez des forets diamantés, des grenailles d'acier ou un marteau perforateur fond de trou.
Préparation avant la cuisson des pommes de terre :
Préparez suffisamment de matériel, notamment des tiges de forage, des tubages, des tubes d'orientation, des trépans, des billes d'acier, des lubrifiants, du liquide de rinçage, des outils de montage et de démontage, des outils de carottage spécialisés, les carottiers courts nécessaires, des boîtes à carottes et tous les formulaires requis.
Effectuez une inspection complète du matériel de forage et de la qualité de l'installation. Toute non-conformité doit être réparée ou ajustée immédiatement ; une réinstallation est nécessaire. Toute utilisation forcée est strictement interdite.
Pour le forage en profondeur, afin d'éviter la déviation du forage, une fosse peut être creusée au niveau du collet et un tube d'orientation y est enfoui ; le tubage est ensuite mis en place après avoir atteint le substratum rocheux. Pour le forage en surface, la boue de forage doit être utilisée pour le soutènement des parois. En cas de risque important d'effondrement des parois, des méthodes de renforcement artificiel peuvent être mises en œuvre avant le forage jusqu'au substratum rocheux et la mise en place du tubage.
Lors du forage initial, le tube carottier doit être allongé progressivement, en exerçant une faible pression sur le trépan, en effectuant une rotation lente et en utilisant un débit de pompe approprié. Lors de la réduction du diamètre, un système de guidage combiné doit être utilisé afin d'éviter la courbure du puits de forage.
Étant donné que le forage se produit souvent dans les terrains de recouvrement, le fluide de rinçage est sujet à des pertes, ce qui réduit la stabilité de la paroi ; une attention particulière doit être portée à la prévention des incidents de fond de puits tels que le blocage, l'enfouissement, le bouchage du trépan et la combustion du trépan.
Le tubage doit être installé sur le substratum rocheux. Avant la descente du tubage, des boules d'argile doivent être introduites et tassées dans le forage afin que le sabot du tubage s'y enfonce et assure l'étanchéité de sa base. Le haut du tubage doit être fixé à l'aide de cales en bois et scellé avec de l'argile ; un joint de ciment peut être utilisé si nécessaire. Avant la fixation définitive du tubage, connectez la tige de forage (ou la tige d'entraînement) au tubage pour vérifier sa verticalité et l'alignement entre l'axe du forage et l'axe du tubage.
