Modélisation et étude numérique d’un écoulement diphasique d’une situation de well control pendant les opérations de forage et de contrôle des éruptions

Abstract

Sonatrach en tant que leader africain dans le secteur pétrolier est actuellement menée à l’exploitation des réserves non conventionnelle afin d’augmenter ses réserves prouvées pour répondre à la demande de la consommation énergique mondiale qui ne cesse de croître. Pour cela, Sonatrach a lancé des grands projets d’exploration des tight & shale gaz et au nord de l’Algérie onshore et offshore, ce qui implique l’activité de forage à réaliser des puits de plus en plus profonds et complexes. Dans cette conjoncture le risque des venues ou des éruptions est omniprésent, qui est évalué au potentiel du désastre. Dans le cadre de ma formation magister en forage production au sein d’UMBB de Boumerdes, j’ai réalisé cette étude sur la modélisation et la simulation des venues. La prévention des venues est primordiale dans le forage pétrolier car la majorité des venues ont aboutie à un échec de control, qui a donné des éruptions causant des dommages inestimables. Cependant des études poussées ont été réalisées sur la modélisation et la simulation du comportement des venues. Ces modèles font un outil précieux pour le désigne du puits, l’évaluation des procédures de contrôle et également pour la formation du personnel, car on peut s’entrainer sur un simulateur mais pas sur un vrais puits. J’ai commencé ce projet par une étude statistique des venues enregistrées à la Sonatrach entre 2009 et 2012, réalisée par la cellule Well Control du département engineering de la division forage, pour montrer l’importance du sujet. Le puits NZ19 a été utilisé pour la réalisation de la majorité des simulations qui sont subdivisées en trois parties, la première partie est consacrée pour l’étude comparative entre le simulateur DrillSim-5000 de l’IAP et le modèle single phase que j’ai programmé sous MATLAB, la deuxième partie des simulations consiste à simuler les éventuelles complications et problèmes pendant le contrôle des venues sous le simulateur DrillSim-5000 pour identifier les signes précurseurs de chaque problème pour entreprendre les actions adéquates au moment opportun dans le but de garder le contrôle du puits, et la troisième partie des simulations consiste à simuler plusieurs scenarios de contrôle des venues pour évaluer l’impact des différents paramètres et méthodes de circulation sur l’évolution de la pression annulaire et de la pression au sabot pendant le contrôle. A travers cette étude, ces simulations montrent que le simulateur DrillSim-5000 de l’IAP obtenu en 2005 présente des anomalies de simulation pour des profondeurs de puits. supérieurs à 2000 m, et que si tous les paramètres qui contribues à la bonne réalisation du puits à savoir le programme de forage, l’appareil de forage, les moyens de suivi, les moyens de contrôle, les moyens humains, et les procédures adaptées sont assurés et réunis, un grand nombre d’incident sera évité