Que savez-vous du forage pétrolier ? iStockphoto/Thinkstock Le forage pétrolier existe depuis plus d'un siècle. Mais en raison des nombreux développements de la technologie, il a grandi à pas de géant au cours de cette période. Et cette croissance de la production pétrolière a également été essentielle pour changer le visage de la civilisation.
En 1859, Edwin Drake a creusé ce qui est considéré comme le premier puits de pétrole à Titusville, Penn. Pendant cette période, le pétrole était principalement utilisé pour fabriquer du kérosène à des fins d'éclairage. Mais le développement de l'industrie automobile a rapidement déclenché un nouveau marché pour le pétrole et stimulé une augmentation de la production - de 150 millions de barils produits dans le monde en 1900 à plus d'un milliard de barils en 1925.
L'une des premières innovations visant à améliorer le forage pétrolier a été la perceuse rotative , utilisé pour la première fois dans les années 1880. Cela utilisait un foret rotatif pour creuser dans le sol (par opposition à la méthode de forage à câble de Drake qui soulevait et laissait tomber un foret dans le puits). Pour en savoir plus sur la perceuse rotative, ainsi qu'un aperçu du processus de forage pétrolier, jetez un oeil à "Comment fonctionne le forage pétrolier."
Mais la perceuse rotative n'était que le début d'une longue série d'avancées spectaculaires qui se développeraient au 20e siècle. Certains des plus notables dont nous parlerons ont contribué à améliorer l'efficacité de la production de pétrole tout en facilitant la recherche de pétrole.
ContenuLes foreurs pétroliers ont rapidement remarqué que les puits près du rivage produisaient souvent le plus de pétrole. Il était évident qu'il y avait un avenir rentable à trouver des moyens d'extraire du pétrole sous le fond marin. Dès les années 1880, les foreurs ont érigé des plates-formes sur les quais. Mais ce n'est qu'en 1947 qu'une compagnie pétrolière a construit le premier véritable puits de pétrole loin de la terre.
Depuis, et après un long différend politique aux États-Unis sur qui a le droit de louer des zones offshore à des fins de forage, l'industrie du forage pétrolier offshore a décollé. L'une des technologies qui a stimulé le développement du forage en mer a été véhicules télécommandés , ou ROV , que l'armée utilisait déjà pour récupérer l'équipement perdu sous l'eau. Parce que plonger en eau profonde est dangereux, l'industrie pétrolière a adapté ROVS pour le forage dans les années 1970.
Contrôlé depuis le gréement au-dessus de la surface de l'eau, un ROV est un appareil robotique qui permet aux opérateurs de voir sous l'eau. Certains types permettent à l'opérateur de faire en sorte que les bras robotiques d'un ROV remplissent différentes fonctions, tels que les raccordements sous-marins et les installations en eau profonde, jusqu'à 10, 000 pieds (3, 048 mètres).
Développé dans les années 40, le processus de fracturation hydraulique est devenu de plus en plus important dans le forage pétrolier. Il est pratique avec des réservoirs "étroits" - où les roches contenant le pétrole n'ont pas de gros pores. Cela signifie que le flux de pétrole des roches est faible, et le forage d'un simple puits dans la roche ne retirera pas beaucoup de pétrole.
Pour aider à stimuler le puits et chasser l'huile piégée, les foreurs utilisent la fracturation hydraulique. Dans ce processus, ils injectent de l'eau combinée à des produits chimiques dans le puits avec une pression suffisante pour créer des fractures dans les formations rocheuses - des fractures pouvant s'étendre sur des centaines de pieds de long. Pour empêcher les fractures de se refermer, les foreurs envoient un soutènement , qui est un mélange de fluides, sable et granulés. Ces fractures permettent au pétrole de s'écouler plus librement de la roche.
Selon l'American Petroleum Institute, aux États-Unis seulement, la fracturation hydraulique a permis de pomper 7 milliards de barils de pétrole supplémentaires du sol.
En premier, chercher un bon endroit pour creuser du pétrole dépendait simplement de trouver où il avait bouillonné à la surface. Mais parce que les réservoirs de pétrole peuvent être enfouis profondément dans la terre, ce n'est pas toujours évident de la surface. Et parce qu'il est coûteux d'installer une plate-forme et de creuser un puits profond, les entreprises n'aiment pas perdre leur temps et leur argent dans un endroit improductif. Finalement, des géologues ont été amenés à découvrir où se trouverait probablement le pétrole en étudiant les formations rocheuses de surface, champs magnétiques et même de légères variations de gravité.
L'imagerie sismique 3-D a été l'une des innovations les plus importantes dans l'exploration pétrolière. Cela repose sur l'idée que le son rebondit et voyage à travers différents matériaux de manière légèrement différente. Dans ce processus, une source d'énergie telle qu'un camion vibrateur envoie des ondes sonores profondément dans la terre. Des dispositifs spéciaux appelés géophones sont positionnés en surface, qui reçoivent les sons qui rebondissent et envoient les informations aux camions enregistreurs.
Les ingénieurs et les géophysiciens étudient les ondes sonores enregistrées (sous la forme de lignes ondulées) pour interpréter quels types de couches de formation rocheuse se trouvent à cet endroit. Par ici, ils peuvent construire des images 3D de ce qui se trouve sous la surface (l'imagerie 4D tient également compte du passage du temps). Bien que cette technologie de pointe aide à réduire le nombre de trous forés et rende les puits plus productifs, ce n'est pas infaillible :les ingénieurs ont de la chance s'ils peuvent prédire avec précision l'emplacement des réservoirs de pétrole la moitié du temps.
Comme nous venons de le voir, même avec les technologies avancées d'imagerie sismique d'aujourd'hui, il est difficile pour les opérateurs de forage de savoir exactement ce qu'ils rencontreront lors du creusement d'un puits de pétrole. Et jusque dans les années 1980, il était également difficile de connaître les détails de ce qui se passait avec le foret pendant que le trou était creusé. Ce défi a été relevé par mesure-pendant-perçage ( MWD ) La technologie.
MWD permet aux opérateurs de recevoir des informations en temps réel sur l'état du forage, ainsi que la capacité de diriger le puits dans d'autres directions. Il met en relation des informations telles que les rayons gamma, température et pression, ainsi que la densité et la résonance magnétique des formations rocheuses. Cela sert une myriade de fonctions. Il aide les opérateurs à forer plus efficacement tout en empêchant les éruptions et les pannes d'outils. Cela aide également les opérateurs à montrer qu'ils ne forent pas dans des zones non autorisées.
Ce qui est peut-être le plus étonnant, c'est la façon dont ces informations sont transmises jusqu'à la surface. Parce qu'il n'est pas pratique d'enfiler un fil ou un câble dans le puits de la surface au foret, MWD s'appuie plutôt sur m télémétrie par impulsion ud . Une boue de boue qui est envoyée dans le puits pour remonter les débris (à travers la colonne extérieure du puits) fournit un canal acoustique pratique pour envoyer des impulsions de boue dans un code binaire qui est décodé à la surface.
L'un des avantages du MWD mentionné précédemment est qu'il aide un opérateur à diriger une foreuse dans différentes directions. La capacité de diriger une foreuse dans des directions autres que verticales a été l'une des avancées les plus importantes dans l'histoire du forage pétrolier.
Parce que de nombreux réservoirs de pétrole sont répartis horizontalement, les puits verticaux peuvent ne pas en extraire suffisamment de pétrole de manière efficace. UNE puits horizontal est percé profondément verticalement dans un premier temps, mais change ensuite de direction (à ce qu'on appelle le point de départ ) avant de rencontrer le réservoir (au point d'accès ) et s'étend horizontalement à travers elle. Mais les avantages du forage horizontal vont au-delà de l'augmentation de la productivité du puits. Il permet également de creuser des puits en toute sécurité sous des terres écologiquement sensibles et protégées.
Bien que le premier puits horizontal ait été foré en 1929, ils étaient chers, et le développement de la fracturation hydraulique a rapidement amélioré la productivité des puits verticaux. Des avancées telles que le MWD et les ensembles moteurs orientables, cependant, fait du forage horizontal une option plus viable dans les années 1980.
