Technologie de forage horizontal de gaz de schiste

Technologie de forage horizontal de gaz de schiste

Le développement du gaz de schiste repose sur l'optimisation de la surface du réservoir exposé et l'extraction des ressources en gaz naturel contenues dans les schistes à faible perméabilité grâce à la technologie des puits horizontaux. Son intégration technologique se concentre sur deux aspects principaux : le forage sûr et efficace de longues sections horizontales et la complétion efficace des puits visant à obtenir une stimulation volumétrique à grande échelle. La synergie de ces deux aspects détermine la productivité finale et la rentabilité d'un puits.

La technologie de forage de longues sections horizontales vise à réaliser une extension rapide, économique et de haute qualité des sections horizontales. Les technologies clés comprennent :

Mode de fonctionnement par lots « usine à puits » : déploiement de plusieurs puits sur un même site et utilisation d'équipements et de processus standardisés pour une rotation efficace des appareils de forage, du personnel et des matériaux, réduisant considérablement les temps d'arrêt et les coûts par puits.

Intégration poussée du pilotage rotatif et du pilotage géologique : utilisation d'un système de pilotage rotatif à haut débit pour un contrôle précis et régulier de la trajectoire, garantissant que les longues sections horizontales traversent des réservoirs peu profonds. L'association de technologies de guidage géologique telles que la diagraphie gamma en cours de forage, la résistivité et l'imagerie azimutale permet l'identification en temps réel des variations lithologiques, des microfractures et des interfaces de formation. Cette identification ajuste dynamiquement la trajectoire, garantissant ainsi que le puits reste toujours dans la zone optimale.

Système de fluide de forage à base d'eau haute performance : Afin de relever les défis posés par le couple de frottement élevé et les exigences strictes de stabilité du puits dans les longues sections horizontales de forage, des fluides de forage à base d'eau respectueux de l'environnement, dotés d'un fort pouvoir inhibiteur, d'un fort pouvoir de colmatage et d'une lubrification élevée, sont largement utilisés en remplacement des fluides de forage traditionnels à base d'huile. Cette approche permet de réduire les risques environnementaux et les coûts tout en maintenant les performances.

Technologie de forage intégrée à grande vitesse : Grâce à une conception personnalisée des trépans PDC, à des outils de réduction de la traînée et d'accélération tels que des oscillateurs hydrauliques/impacteurs de couple, et à l'optimisation en temps réel des paramètres de forage, les obstacles techniques tels que la faible vitesse de forage mécanique et la forte accumulation de pression dans les longues sections horizontales sont surmontés, permettant un forage efficace.

L'objectif des technologies de complétion intégrées et performantes est de créer des conditions optimales pour la fracturation ultérieure et d'assurer une stimulation efficace de chaque section. Les technologies clés comprennent :

**Perforation du bouchon de pont en une seule passe** : Un bouchon de pont composite forable, connecté en série à un canon à perforation multi-clusters, est mis en place en une seule passe par câble ou tube flexible. Cette opération permet de réaliser simultanément la mise en place, la perforation et la libération du bouchon, ouvrant ainsi le tubage par grappes et créant un point d'entrée indépendant pour chaque section de fracturation. Ce procédé, très efficace, est actuellement la technologie principale.

**Technologie de perforation dense multi-clusters** : L'augmentation du nombre de grappes de perforation au sein d'une même section (par exemple, de 8 à 12 grappes), la réduction de l'espacement entre les grappes et la coordination avec les processus de fracturation favorisent la formation de réseaux de fractures complexes, augmentant ainsi le volume stimulé.

**Assurance qualité du cimentage du tubage** : Les longues sections horizontales imposent des exigences extrêmement élevées en matière de centrage du tubage et d'efficacité du déplacement du coulis de ciment. Cela nécessite l'utilisation de systèmes de coulis de ciment élastique, un positionnement optimisé des centralisateurs rigides et la technologie de tubage rotatif pour garantir une étanchéité annulaire de qualité, assurant ainsi une barrière fiable pour la fracturation par étapes.

**Conception intégrée de la fracturation et de la complétion :** Les plans de complétion et les conceptions de fracturation sont coordonnés en amont. En fonction des spécificités géologiques, l'emplacement de chaque segment et groupe de puits, les paramètres de perforation et les positions des bouchons de pontage sont optimisés pour une stimulation précise et uniforme.

L'intégration étroite du forage horizontal de grande longueur et d'une complétion efficace constitue le fondement technologique d'une exploitation performante du gaz de schiste. Grâce à la double dynamique d'une efficacité de forage accrue et d'une réduction des coûts, ainsi que d'une qualité et d'une capacité de complétion améliorées, les réserves récupérables finales d'un puits unique augmentent continuellement, propulsant l'industrie du gaz de schiste vers une nouvelle ère de développement à grande échelle et efficient. Les technologies futures continueront d'évoluer vers des sections horizontales ultra-longues (> 3 000 mètres), un forage entièrement automatisé et électrique, une fracturation intelligente et une optimisation dynamique de la production.