Work Over 1 [PDF]

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Généralités sur le work over

Généralités sur le work over  Introduction : Un puits est équipé de différents équipements de fond et de surface, il est soumis aux différents efforts de température, de pression, et parfois au caractère agressif de l’effluent qu’il véhicule. Les dépôts de sels entraînant le bouchage des équipements, également ces derniers subissent aussi différents types d’usures soit par érosion, soit par frottement ou simplement vieillissement. Au fur et à mesure d'exploitation malgré les mesures qui sont prises pour lui assurer les conditions optimales de fonctionnement. Donc un Work-Over permettra de rétablir le potentiel initial ou de l'améliorer.

1). Définition de Work-Over: Le Work-Over est l’intervention qui réunie plusieurs opérations relatives à la reprise d’un puits et son rééquipement en présence permanente d'un appareil de forage qui ont pour but soit de maintenir le puits dans les conditions initiales de fonctionnement qui ont subi une dégradation, soit d'améliorer ses performances. Lors de la reprise on peut effectuer différentes opérations telles que le fraisage, le repêchage, nettoyage de fond de puits à l'aide de quelque unités tel que; unité de wire line de pompage, coiled tubing , selon les situations rencontrées, La durée de Work-Over varier entre deux à trois semaines comme il peut prend quelques mois. But de Work-Over : La reprise d’un puits à pour but de :  Déséquiper totalement ou partiellement le puits  Réaliser les opérations en rapport soit avec le (ou les) horizon (s) producteur soit avec la (ou les) colonne (s) de tubage ou avec la liaison couche – trou  Doter le puits d’un équipement neuf adopter à ses nouvelles caractéristiques de production  Reconversion des puits (d’un puits producteur à un puits injecteur)  Optimisation des équipements.  Contrôle des venues d’eau et de gaz La reprise d’un puits a pour objectif principal de le ramener a des conditions optimales de production

Généralités sur le work over

2). Types de Work-Over:  Work-Over curatif: L’intervention sur le puits est obligatoire, car elle se fait après la détection du problème. Parmi les reprises à exécuter. soit au niveau des équipements de puits ou au niveau de la couche. On distingue les reprises suivantes : a.Reprise de production :  Changement de la complétion (sous ou sur dimensionnée).  Rééquipement en vue de gaz lift.  Descente d'une crépine ou nettoyage du fond de puits.  Rééquipement en vue d'une fracturation hydraulique. b. Reprise technique: Changement de tubing percé. Réparation des équipements de surface.(tubing head, olive de suspension, adapteur ) Changement des équipements de fond (siéges, mandrin, packer, vanne de circulation) Repêchage des poisons ( snubbing ou wire line ) Obturation partielle ou totale de tubing. Réparation de casing de 7" en face de niveaux des eaux chlorurées qui sont généralement l'agent principal des percements. c. Reprise de la couche : Changement du niveau producteur à cause du fort GOR ou WOR (dans le cas au il existe plusieurs niveaux producteur) Abandon d’une partie des perforations de la couche productrice débitrice d’eau.  Work-Over préventif : Dans ce cas la reprise se réalise pour but de l'entretien du puits avant la présence de Problème par exemple pour le problème de l'augmentation du GOR, il faut équiper le puits par des vannes de sécurité de subsurface qui permettre de fermer ou d'isoler le puits en cas de chute ou d'augmentation de pression au niveau de la tête de puits.  Problèmes mécaniques dans le puits : Les causes sont :





Mauvaise cimentation



Détérioration du casing et des Tubings



Défaillance des équipements de gas-lift ou de pompage



Défaillance des Packers ;

Communication partielle ou générale en complétion multiple L'analyse consiste à: Déséquiper le puits, changer les équipements défailles et compléter le puits a nouveau

Généralités sur le work over

Modification de l’objet d’une complétion : Il existe trois grandes catégories de puits : les puits producteurs, les puits témoins, et les puits d’injection. Par suite de l’évolution des conditions du champ en particulier de la progression des interfaces eau-huile ou gaz-huile, on peut être conduits à modifier l’objectif initialement assigné au puits. Un puits producteur pourra être utilisé comme témoin ou pour l’injection d’eau, s’il est décidé de recouvrir à ce procédé de récupération secondaire ; Un puits producteur situé au top de la structure pourra être transformé en puits d’injection de gaz ; Un puits producteur situé relativement bas sur la structure pourra ensuite être successivement utilisé comme puits témoin ou comme puits d’injection d’eau. Mettre en place une complétion multiple : L’opération consiste à compléter le puits sur plusieurs réservoirs en vue de les exploiter séparément. L’opération est relativement simple à réaliser s’il est possible de perforer et de mener certaines opérations à travers les tubings une fois mise en place. S’il est nécessaire de forer sous boue avec un train conventionnel beaucoup de perforations seront bouchées est seront à l’origine de multitudes de problèmes futurs y compris la baisse de productivité et l’abandon prématuré du puits. Sur les puits à huile nécessitant le gas-lift les mandrins doivent être disposés de sorte que la pose et le retrait des valves wire-line doivent être simple et peu coûteux. Lorsque des réservoirs déterminés se dépliassent sur un puits donné on les abandonnera au profit d’autre réservoir si possible sans remonter le tubing. Si une série de réservoirs traversés par un puits donné ont le même type de drainage, des effluents de mêmes caractéristiques et sont à des profondeurs voisines, il est techniquement possible et économiquement plus rentable de les exploiter par le même puits simplement ou multiplement complété.

5). Etapes et organisation d’une opération du Work-Over: Les étapes opératoires varient d’une intervention à une autre. Elles dépendent en particulier de l’équipement en place dans le puits et de son état, du travail à faire, et de la manière dont l’intervention va se dérouler en pratique. La reprise de puits nécessite les étapes suivantes: 5).1. établissement du programme: Chaque opération de reprise se précède par un programme bien détaille et précis qui définis en plus des objectifs techniques, les méthodes et les moyens à mettre œuvre.

Généralités sur le work over Ce programme doit être élabore en collaboration avec les services opérationnels de work over d'un puits possèdent tout les éléments nécessaire à une bonne conduite des opérations. 5).2. Opération préliminaire:  Nettoyage de la plate forme pour recevoir l’appareil de Work-Over  Isolement de puits a l'installation de surface  Préparation d'une canalisation qui conduit la boue vers le bourbier  Préparation de puit pour la neutralisation 5).3. Mise en sécurité du puits : En fait, cette mise en sécurité concerne aussi tous les puits voisins qui risquent d’être heurtés lors de la phase de mise en place de l’unité d’intervention. Cette opération consiste à mettre en place des bouchons (plug) dans le tubing pour installer l’unité d’intervention sur la tête de puits en toute sécurité. On dispose de trois moyens de base : 

Utilisation de bouchons mis en place par travail au câble et ancré dans des sièges

prévus dans le tubing (généralement au fond de puits et proche du packer) 

Fermeture de la vanne de sécurité de subsurface, si elle existe



Pose d’un clapet anti-retour (BPV) dans l’olive de suspension du Tubing

En général on utilise au moins deux barrières de sécurité. 5).4. Neutralisation de puits : Pour travailler en sécurité le puits doit être neutralisé avec une boue de nature et de densité convenable, préparé en quantité suffisante (trois fois le volume total du puits). La neutralisation d' un puits consiste à l' injection d'un fluide(boue) à l' intérieur de puits dont la densité choisi d'une façon que la pression hydrostatique exercé par la colonne de fluide dépasse légèrement celle de gisement. Un puits est parfaitement neutralisé lorsqu'il est entièrement remplie de boue lui permettant d'être stable, tout en empêchant toute venue. A. Préparatifs à réaliser avant la neutralisation :  Préparatifs préliminaires : Ils dépendent de la complétion du puits : 

Présence ou absence de vanne de circulation ;



Nécessité de perforation du tubing ;



Complétion simple.

Généralités sur le work over  Conditions matérielles de neutralisation : L'idéal serait de neutraliser le puits 24 heures à 48 heures avant installation de l’appareil de Work-Over, afin d’éviter les effets nés à la présence de la boue tels que : 

Décantation de la boue ;



Invasion de filtrat et endommagement de la couche.

La détermination de la densité se fait en tenant compte de la marge de sécurité désirée (généralement de 5 à 15 bars), de l’effet de température et de pression. Après avoir récupéré les bouchons de sécurité préalablement mis en place dans le tubing pour permettre l’amenée de l’appareil, ce fluide de reprise est mis en place dans le puits soit par circulation soit par squeeze. Préparation du chantier : 

Vérifier l’état des vannes et leur fonctionnement



Tester les dispositifs d’étanchéité entre les annulaires et procéder aux

séparations éventuelles en cas de fluides 

Neutralisation et élimination des dispositifs de sécurité composant la

tête du puits 

Vérifier le fonctionnement des manomètres



Tester l’ensemble de la tête de puits à sa pression de service Protection de l’environnement :

Il faut prévenir le risque de contamination de la couche par des fluides incompatibles provenant d’autres horizons : cela faisant à une mauvaise cimentation où à la corrosion avancée des tubages. Pour empêcher cela on a recours au Snubbing ou au Coiled-Tubing pour mettre en place un bouchon de sable ou au Wire-line pour faire un plug, les deux solutions permettent de couvrir et de protéger la couche productrice, cela avant d’effectuer la neutralisation du puits. B. Choix de types de neutralisation : on distingue les types suivants: 1. Neutralisation par circulation : On préfère généralement l'effectue le plus bas possible dans le tubing l'effectue Soit par un dispositif de circulation manœuvré au câble Soit par une perforation réalisée classiquement au câble électrique (charge creuse). a. Neutralisation par circulation inverse : Le pompage se fait dans le sens : Espace annulaire

Tubing.

La méthode consiste à évacuer l'effluent de l'intérieur de tubing à travers l'annulaire

Généralités sur le work over Avantage: Les avantages sont généralement les inconvénients de la circulation directe Moins de temps pour avoir le retour de fluide de contrôle en surface Moins de contamination de fluide de contrôle Mois de pression appliquer au fond au moment du démarrage de le circulation Recommander dans le cas de doute sur l'intégrité de casing Les inconvénients: Pertes de charge dans le tubing seront appliques sur le fond Risque de décantation du à l'états de fluide annulaire b. Neutralisation par circulation direct (long way): Le pompage se fait dans le sens : tubing

Espace annulaire

Cette méthode consiste à circuler le fluide de contrôle de l' intérieure de tubing ver l' annulaire Un graphe de l'évolution des pression doit etre préalablement préparé pour suivre les différentes étapes de circulation. Avantage: Dans le cas ou l’état de fluide annulaire est dégrade, la circulation directe permet d’empêcher les débris ou les solide d’entrer dans le tubing et se décanter au fond ou au dessus du bouchon ce qui rend difficile le repêchage de ce dernier Moins de perte de charge applique au fond Moins de perte de circulation Inconvénients: Plus de contrainte sur le casing dans la cas de la présence du gaz dans le tubing Plus de temps de circulation Plus de pression au début de la circulation pour casser le gel de fluide annulaire Risque de la migration de gaz dans le cas de tubing de grand diamètre Que la circulation soit faite en inverse ou entièrement en directe, on duse sur le retour pour maintenir pendant toute l’opération une pression de fond supérieure à la pression de gisement et interdire ainsi toute venue. 2. Neutralisation par bull heading: Il est recommandé pour la neutralisation des puits producteurs de gaz elle consiste à pomper un fluide de contrôle dans le tubing afin de squeezer le fluide de formation tout en suivant le profil de l'évolution des pressions en surface Elle est utilisée dans les situations:

Généralités sur le work over Puits à gaz de grande profondeur Impossibilité d'accéder au dispositif de circulation de fond (écrasement tubing, poisson ou dépôt de sédiments dans le tubing) Volume sous packer important Dégradation de fluide annulaire (densité au fond importante, bouchage de l' espace annulaire) Avantage: Simple à réaliser Nécessite un volume de fluide relativement faible Diminution instantanée de la pression en tête de tubing dés le début de pompage Puits neutralisé dès que le fluide de contrôle arrive au fond Inconvénients: Risque de fracturer la formation Risque d'éclater la colonne de tubing et les équipements de la surface Risque d'endommager la couche productrice par pertes importante de fluide de contrôle Comme dans le cas de la circulation, la neutralisation n’est pas complète en fin de squeeze. Il reste des hydrocarbures piégés dans l’espace annulaire sous packer et l’ensemble du fluide d’annulaire. 5).5.Observation du puits : Après neutralisation il faut observer le puits et vérifier : 

L’absence de pression en tête



La stabilité des niveaux des bacs à

boue 

L’absence de bullage en surface

Le temps d’observation, quelle que soit sa durée, n’est pas une garantie absolue de la stabilité. Il est fonction de la méthode utilisée pour neutraliser le puits, du déroulement effectif de l’opération et de la manifestation de phénomène tels que l’expansion thermique. Il varie généralement d’une à plusieurs heures. 5).6. Mise en place de l’unité d’intervention : Lorsque le puits est sécurisé, la mise en place de l’appareil et de tout son équipement (bac, pompes, atelier, etc.) peut s’effectuer tout en respectant les consignes et les distances fixées par la sécurité. 5).7 Mise en place du BOP : Apres la stabilité du puits, on peut se contenter en général d’une seule barrière mécanique (bouchon de fond de préférence et/ou SSV et/ou BPV qui se place dans l'olive).

Généralités sur le work over On peut alors démonter l’arbre de Noël au niveau de la tête de suspension du tubing (Tubing Head Spool) et la remplacer par les obturateurs (BOP) que l’on test bien entendu. Cette opération doit être réalisée le plus rapidement possible. Il faut donc sensibiliser le personnel, d’avoir tout le matériel prêt, disposer de moyens de manutention et de levage adaptés, vérifier l’état des bouchons de la tête de puits. 5).8. Déséquipement du puits sous contrôle: Après retrait de la BPV (ou des autres bouchons qui auraient pu être mis en place). Le déséquipement du puits peut alors être entrepris. En cas de venues en cours de manœuvre il faut pouvoir fermer rapidement non seulement l’annulaire (grâce aux mâchoires à fermeture sur tubing équipant le BOP) mais aussi le tubing luimême. Le dispositif correspondant (Gray Valve,…) doit se trouver sur le plancher de l’appareil d’intervention et être prêt a être mis en œuvre (filetage adaptés à celui de Tubing….). La procédure de déséquipement proprement dite dépend de la nature de l’équipement et son état. En particulier le type de packer, récupérable ou permanent, et dans ce dernier cas le type de la liaison tubing-packer (simple étanchéité ou étanchéité + ancrage) Avec un packer retirable et en particulier s’il y a moindre doute sur l’état du tubing, plutôt que d’essayer de désancrer le packer en tirant directement sur le tubing, il est souvent plus judicieux de venir couper d’abord le tubing quelques mètres au-dessus du packer (au moyen d’une charge explosive descendue au câble électrique), puis descendre les tiges de forage menue d’un Overshot pour désancrer le Packer. Mais toutefois ,les recommandation suivante s'applique dans tous les cas: Surveiller durant toute l'intervention les variation des caractéristique principal du fluide de contrôle et au besoin, les adapter et les optimiser de façon à assurer le contrôle permanant du puits, pallier toute opération des pertes ou des gains,des venues des gaz ou d'eau en provenance de réservoir, et protéger le réservoir de tout endommagement irréversible. Eviter tout risque de pistonage ou une alternative au programme établer pouvant être mises en œuvre rapidement en cas des difficultés opératoires inopinées 5).9. L'intervention dans le puits sous contrôle: Les reconditionnements des puits sont de nature différente, ils peuvent être:  Réparation de la tête de puits  Réparation du tubing (collapse, déboîtement, percement)  Réparation du casing (fuite, collapse, déboîtement)

Généralités sur le work over  Changement ou réparation des équipements de fond (siège, mandrin, vanne de circulation, packer, vanne de sécurité de fond …)  Réduire les venues de gaz, des eaux ou des sédiments  Changement du réservoir producteur …etc. 5).10.Remplacement des B.O.P par le tête de puits: Après l'exécution de l'opération d'intervention on procède au démontage de l'ensemble de B.O.P puis au montage de la tête puits. 5).11. Remise en production de puits: Lorsque la tête de puits mise en place on raccorde les conduites de collectes sur les parties latérales au niveau de la tubing head pour effectuer une circulation inverse de brut dégazé à travers la sortie de annulaire pour but de remise en production.