Procédures d'intervention technique et pratiques de terrain en cas d'incidents de blocage de train de tiges de forage
Les blocages de train de tiges de forage constituent une menace fréquente pour l'efficacité et la sécurité des équipements lors des forages géologiques et des opérations pétrolières et gazières. Un blocage survient lorsque le train de tiges est immobilisé par la formation géologique, les déblais ou des débris et qu'il est impossible de le dégager. Dans les cas les plus graves, la tige de forage, voire le puits de forage, peut être perdu. La résolution des blocages importants exige des opérations précises et progressives. Forts de notre expérience sur le terrain, nous présentons ci-dessous un résumé de trois méthodes de dégagement, des étapes pratiques à suivre et des principales précautions à prendre.
Jet haute pression : principal moyen de débouchage physique. Le jet haute pression est la première solution de base. Il utilise l’impact et le débit hydrauliques pour disperser le bouchon et détacher le trépan/tube de forage de la formation. Points clés de fonctionnement :
Choix du fluide : si la formation est sensible à l’eau (par exemple, une argilite), utilisez un fluide haute pression compatible avec le système de fluides de forage plutôt que de l’eau pure, qui peut provoquer un gonflement de la formation et aggraver le blocage. Privilégiez un fluide de forage adapté au système de boues.
Procédure de nettoyage par jet d'eau : lors du pompage à travers le train de tiges, augmenter progressivement la pression de la pompe (par exemple, commencer à environ 50 % de la pression nominale et augmenter par paliers) tout en faisant tourner lentement le train de tiges afin que le jet cible uniformément la zone bloquée. Si possible, déployer des outils de nettoyage par jet d'eau dédiés (par exemple, des nettoyeurs à jet pulsé) jusqu'à l'intervalle bloqué et utiliser des jets pulsés pour faciliter le dégagement. Avantages : simplicité, faible coût ; efficacité pour les déblais et les petits débris. Limites : efficacité limitée sur les blocages par adhérence tels que les colmatages argileux importants (adhérence du gâteau de boue) ou les blocages mécaniques.
Injection d'agents de déblocage : lubrification chimique et dissolution. En cas d'échec du nettoyage mécanique par jet d'eau, l'injection d'un agent de déblocage permet de réduire le frottement et l'adhérence entre la garniture de forage et le puits. Choisir le type d'agent en fonction du mécanisme de blocage et de la formation.
Pour l'adhérence (adhérence différentielle ou adhérence de la boue dans l'argile/le schiste), utilisez des agents de démoulage à base d'huile pour réduire l'adhérence entre la garniture de forage et le gâteau de boue.
Pour les blocages par réduction de diamètre (par exemple, les formations d'évaporites/sels ou les zones sensibles aux fluides qui s'effondrent ou gonflent), utilisez des solvants solubles dans l'acide ou compatibles avec la formation et prévoyez un temps de trempage suffisant (généralement 2 à 4 heures) pour la pénétration dans les fractures de la formation et l'interface bloquée.
Contrôle de l'injection : éviter les courts-circuits (retour du produit dans l'espace annulaire avant d'atteindre le point de blocage). Procéder par injections étagées, combinées à des cycles de compression et d'imprégnation, afin de garantir que le produit chimique atteigne et agisse sur la zone bloquée. Précaution : tester au préalable la compatibilité du dégrippant avec les matériaux de la formation et le fluide de forage afin d'éviter les réactions indésirables susceptibles de provoquer des blocages secondaires.
Opérations de débourrage par percussion : impact mécanique pour les blocages importants. Si le jet d’eau et les produits chimiques sont inefficaces, le débourrage mécanique (par percussion) est la principale solution. Deux approches sont courantes : l’utilisation de perforateurs de fond de puits (outils de débourrage par percussion) et le débourrage explosif suivi d’un débourrage par percussion.
Opérations de percussion de fond de puits : si la garniture de forage est équipée d’un marteau de percussion de fond de puits, ajustez la charge du crochet/le poids suspendu et actionnez le marteau pour produire une percussion ascendante (percussion ascendante) ou descendante (percussion descendante). Augmentez la force de percussion par paliers, en tenant compte de la résistance du train de tiges et des outils afin d’éviter toute rupture par fatigue ou tout éclatement.
Déblocage par explosion et percussion : en l’absence de percussion de fond, localiser le point de blocage à l’aide d’un indicateur de point libre. Placer ensuite un outil de déblocage par explosion (ou un outil de repêchage mécanique permettant un débranchement contrôlé) à un point de croisement en amont du blocage afin de cisailler ou de séparer la garniture supérieure de la partie bloquée. Remonter la garniture supérieure, installer une nouvelle garniture inférieure, atteindre la partie bloquée restante, installer une percussion et effectuer des tentatives de percussion. Cette méthode, plus risquée, ne doit être mise en œuvre que par du personnel expérimenté. Après tout déblocage ou percussion, faire circuler immédiatement le fluide de forage pour évacuer les déblais et les débris du puits.
Principes généraux et meilleures pratiques du domaine
Détecter tôt et agir en fonction du type : surveiller en permanence le poids sur le trépan, le couple et les paramètres de circulation ; au premier signe de blocage, privilégier une circulation à basse pression et de petits mouvements contrôlés de la garniture de forage pour remédier à la situation et éviter toute aggravation.
Sélectionnez la méthode qui correspond au mécanisme de blocage : jet d’eau pour les blocages et les petits débris, déblocage chimique pour les blocages adhésifs ou réactifs à la formation, et secouage/retrait pour les blocages mécaniques graves.
Sécurité et contrôle : procéder par étapes, enregistrer toutes les données de pression, de couple et de charge, et faire appel à des spécialistes expérimentés des opérations ou de la pêche pour les interventions complexes ou à haut risque.
La reconnaissance précoce, la classification correcte et le choix de la méthode de réparation appropriée sont essentiels pour minimiser les temps d'arrêt et prévenir les pertes d'outils ou de forages.
