LE PÉTROLE LE GAZ NATUREL : Recherche, Forage, Production

« En U.R.S.S.

· on a plutôt recours au forage par rotation à l'aide de turbines spéciales.

Forer consiste à creuser un trou suffisamment profond pour permetttre l'étude des terrains traversés et atteindre éventuellement le pétrole, s'il existe un gisement exploitable.

Une installation de forage « rotary » se com­ pose essentiellement d'un derrick, sorte de grand mât auquel est accroché un dispositif spécial de levage permettant les descentes et remontées du train de tiges qui s'enfonce dans le sol.

Le mou­ vement de rotation est imprimé aux tiges ·par la table de rotation entraînant la tige carrée et le train de tiges.

Les moteurs et engins an­ nexes de la sonde sont situés généralement der­ rière et sur le côté du derrick.

L'attaque au sol est faite par le trépan dont l'emploi (trépan à molettes, à diamants, à inserts de carbure de tungstène, à lames, à jet...) est fonction de la nature des roches, de la vite 'sse de rotation, de la profondeur du forage ...

Les tiges auxquelles le trépan est fixé sont tubulaires.

A l'extrémité inférieure des tiges, on place les masses-tiges dont le nombre varie en fonc­ tion des paramètres de forage.

Ce sont des tiges en acier spécial, usinées dans la masse et qui, beaucoup plus lourdes que les tiges normales, permettent d'appliquer sur l'outil le poids né­ cessaire pour attaquer les roches.

Suivant la nature des terrains rencontrés et après avoir foré une certaine longueur de trou, on doit placer des tubages successifs de revête­ ment qui sont fixés par cimentation au terrain; ils ont pour but de protéger l'intérieur du forage des éboulements possibles et d'isoler entre elles les couches traversées.

L'ensemble de ces tubages est télescopique.

Un fluide de forage est injecté sous pression par des pompes puissantes.

Cette boue de forage, mélange de produits variés (argi­ les, tanins, baryte), passe par les tiges, sort par le trépan et remonte par l'espace annulaire pour aller se décanter dans des bacs avant d'être reprise par les pompes.

Son rôle est : 1 • de faciliter le travail du trépan en le lubri­ fiant et en nettoyant son front d'attaque; 2• de remonter les déblais de forage, ce qui permet de les étudier; 3• de colmater les parois du trou; 4 " de s'opposer · à des pressions hydrosta­ tiques trop élevées ...

Les puits sont en général forés verticalement, mais il est parfois nécessaire de les forer obli­ quement pour atteindre un objectif situé à un emplacement dificilement accessible ou pour diverses raisons techniques.

Lorsque le forage traverse les couches jugées intéressantes l'on s'efforce d'acquérir une connaissance aussi pré­ cise que possible des roches qui les composent.

On prélève d'abord des échantillons de roches grâce au carottage normal ou au carottage laté­ ral mécanique ou à :balles.

Certaines propriétés des roches sont étudiées in situ à l'aide de me­ sures électriques ou nucléaires.

Normalement, tous les renseignements donnés par ces divers examens, ainsi que ceux qui le sont par la pro­ gression du forage, sont consignés au jour le jour sur le « diagramme fondamental » qui est en fait l'histoire du forage.

Exploitation Supposant reconnue la structure explorée, on essaiera de délimiter le gisement grâce à un quadrillage de puits implantés en fonction de la connaissance des caractères géologiques obte­ nus au cours des forages d'exploration.

On éta­ blira alors un programme de production du gisement pour en obtenir le meilleur rende­ ment.

Les conditions d'un gisement se modi­ fiant en cours d'exploitation, on exerce une · sur­ veillance constante des paramètres d'exploita­ tion (débit, pression, venues d'eau ...

) suivant ·que celle-ci se fait par expansion naturelle des flui­ des (eau sous-jacente, gaz libre, gaz dissous) ou par extraction mécanique (pompage, éjection par gaz ou air).

II est possible d'améliorer le drainage, au voisinage des puits, grâce à la frac­ turation 'des roches réservoirs.

Les puits forés - après avoir été l'objet d'essais de produc­ tion - sont alors équipés pour l'exploitation.

Ils sont munis d'une tête de production ou « Arbre de Noël » (ensemble de vannes de sécu­ rité et de régulation du débit de production) à laquelle est fixé le conduit de production, appelé tubing, qui relie le gisement à la tête de production.

Le pétrole produit par tous les puits est drainé par un réseau de collecte jus­ qu'au parc de stockage après passage dans un séparateur où il est débarrassé de l'eau salée et du gaz dissous qu'il contient.

Le pétrole ne se trouve pas seulement sous les terres émergées, mais il peut se trouver sous la mer.

La recherche de ces structures sous -m ari­ nes est alors faite selon des méthodes analogues à celles utilisées sur terre mais adaptées au mi­ lieu marin.

Actuellement, ce sont les forages en mer qui posent le plus de problèmes car il faut forer à partir d'un éléme~;~.t stable suscep­ tible de faire face aux contraintes .physiques et mécaniques du milieu.

Différents types d'ins­ tallations, îles, plates-formes diverses, bateaux de forage ont été créés en vue d'une adapta­ tion aux conditions de travail.

II y lieu de faire une première distinc­ tion entre les installations destinées au forage d'exploration, qui sont essentiellement mobiles de façon à pouvoir être remorquées d'un em­ placement sur un autre suivant les besoins, et les installations destinées à la production, qui, elles, sont flxe.s.

' Parmi les installations mobiles, il existe des plates-formes qui, prenant appui sur le fond, ne peuvent forer qu'en eaux peu profon­ des (jusqu'à 100 m.) et les plates-formes à sup­ ports flottants, les plus utilisées, qui permettent de forer jusqu'à - 200 ou 300 m.

Prenant appui sur le fond, sont les plates-formes autoéléva­ trices assistées (en voie de disparition bien qu'encore utilisées dans le golfe du Mexique et le golfe Persique), les plates-formes autoéléva­ trices · autonomes et les plates-formes mixtes submersibles ou semi-submersibles.

Les piles des plates-formes autoélévatrices sont remon­ tées pendant que l'installation est remorquée jusqu'à l'emplacement voulu, puis descendues, elles prennent appui sur le sol marin à l'endroit. »