Forage pétrolier assisté par jet Jet-Assisted Oil Drilling

Abstract

La destruction des roches par jet est une technique qui présente un réel intérêt dans le domaine du forage pétrolier comme en témoignent les études déjà réalisées sur le sujet depuis une vingtaine d'années. Des essais sur chantier ont fait apparaître des améliorations substantielles en vitesse d'avancement grâce aux outils combinés mécaniques et jets haute pression. Cet article explique, après une courte bibliographie sur le sujet, les motivations d'une nouvelle étude menée par l'institut Français du Pétrole (IFP) au sein de l'Association de Recherche sur les Techniques d'Exploitation du Pétrole (ARTEP). L'objectif de cette étude est d'utiliser le pouvoir destructeur de la cavitation dans le cas des forages profonds en utilisant les capacités de pompage actuellement disponibles sur chantier. Cet objectif nécessite le développement d'une technique capable de créer une cavitation érosive à sigma = 2. 5 ; sigma étant défini par le rapport de la pression à l'aval du dispositif cavitant sur la chute de pression dans ce même dispositif. L'érosion de cavitation étant très dépendante des conditions de pression et de température, il a été nécessaire de concevoir des moyens d'essai permettant de simuler les conditions de fond de forage dans le cas de forage par grande profondeur. Le banc d'essai (70 MPa, 120 °C) est présenté dans ce papier, ainsi que quelques essais relatifs à la destruction des roches par jet. The destruction of rocks by jetting is an important technique in the field of cil drilling, as shown by research done on this subject for some 20 years now. Fields tests have revealed substantial improvements in rates of penetration with the use of combined mechanical and high-pressure jet bits. After a brief bibliography on the subject, this paper explains the motives for a new research project being car-ried out by Institut Français du Pétrole (IFP) within the ARTEP association (Association de Recherche sur les Techniques d Exploitation du Pétrole). The goal of this project is to make use of the destructive power of cavitation in deep drilling using the pumping capacities now available on drilling sites. This goal requires the development of a technique capable of causing erosive cavitation with sigma = 2. 5 (with sigma being defined as the ratio of the pressure downstream from the cavitating device to the pressure drop in the saure device. Since cavitation erosion depends to a great extent on pressure and temperature conditions, test methods had to be devised to simulate downhole drilling conditions for drilling at great depth. The test bench (70 MPa, 120°C) is described in this paper, along with several tests concerning the destruction of rocks by jetting.