Forage avec système ciblé

L'évolution actuelle de l'industrie pétrolière et gazière onshore exige une amélioration de la communication entre l'outil de forage souterrain et les équipes sur la plate-forme de forage. L'objectif est de transmettre plus rapidement de grandes quantités de données sur de plus longues distances. Pour cela, la société Scientific Drilling, en collaboration avec CADFEM, s'appuie sur la simulation de systèmes avec ANSYS Twin Builder.

Dans l'exploitation des gisements de pétrole et de gaz, le tracé d'un puits joue un rôle déterminant dans sa productivité ultérieure. Par conséquent, l'inclinaison et la direction du boussole ainsi que l'orientation de l'outil de forage par rapport aux formations géologiques sont déjà déterminées pendant le forage (MWD - Measurement While Drilling).

Afin d'accélérer le forage et de le rendre plus rentable, on utilise, entre autres, des taux de progression plus élevés et des outils de forage contrôlables. Cela augmente les exigences en matière de communication entre l'outil de forage souterrain et le personnel sur la plate-forme de forage.

La simulation du système montre un potentiel d'amélioration

La simulation de systèmes a été introduite au CTC afin d'identifier le potentiel encore inexploité des produits. À cette fin, le système MWD Falcon MP existant a été choisi comme projet d'exemple et les simulations correspondantes ont été réalisées avec l'aide de CADFEM. Il s'agit d'un système couplé électro-mécanique-hydraulique pour générer des impulsions de pression positive. Les propriétés physiques individuelles des composants respectifs doivent être coordonnées "à travers les domaines" afin de générer un modèle d'impulsion unique qui peut être décodé à la surface de la terre. La simulation du système montre le potentiel d'amélioration possible et permet également d'approfondir la compréhension globale du système.

L'application classique du système MWD Falcon MP prévoit le fonctionnement sur batterie des capteurs de subsurface et du pulseur de boue lui-même. Par conséquent, les impulsions de pression doivent être générées et contrôlées par la puissance électrique la plus faible possible. La mise en œuvre technique est assurée par une vanne pilote, qui est commandée par un solénoïde. Cette vanne ouvre et ferme la ligne de commande hydraulique du piston, qui ferme la vanne principale pour générer le modèle d'impulsion contre le débit volumique. L'augmentation de pression ainsi générée en amont de la vanne principale "court" contre le débit volumétrique jusqu'à la plate-forme de forage, où elle est détectée par des capteurs de pression dans le système hydraulique de la plate-forme et où le modèle d'impulsion est décodé.

Des modules de modèles aux propriétés adaptées

En tant qu'interface entre la mécanique et l'hydraulique, les vannes doivent répondre à des exigences supplémentaires résultant, entre autres, de l'espace d'installation disponible, des géométries individuelles et, dans certains cas, des fonctions combinées. Cela conduit au fait que, malgré le circuit hydraulique relativement unique, des modules de modèles aux propriétés adaptées sont utilisés pour représenter les vannes individuelles et leurs caractéristiques.

L'introduction de la simulation du système avec ANSYS Twin Builder constitue la base d'une étude systématique des variables d'influence individuelles. Cela comprend l'interaction fondamentale des composants individuels au-delà d'un seul domaine physique ainsi que des études détaillées du comportement dynamique du système en ce qui concerne la modification des paramètres individuels, par exemple la commande électrique. Mais aussi l'interaction des conditions d'écoulement changeantes au niveau de la vanne principale et le changement résultant de la dynamique générale du système.

ANSYS Twin Builder permet une analyse rapide et directe des relations physiques du système. Soutenues par des simulations sur le terrain, les propriétés des composants du système peuvent être déterminées et intégrées à différents degrés de détail.