Des fluides sans solides innovants qui répondent aux exigences des complétions en eaux profondes d'aujourd'hui
Par Samy Helmy | Vice-président, Fluides et services de complétion | 25 mars 2021
La sélection et la validation d'un fluide de complétion/packer compétent est une activité critique lors de la planification de projets en eaux profondes, à haute pression/haute température (HP/HT).
Les fluides chargés de solides sont connus pour envahir les pores des réservoirs, ce qui entraîne une diminution substantielle de la productivité des réservoirs. Ces dommages aux réservoirs sont généralement très coûteux et, dans le pire des cas, impossibles à réparer. Les solides contenus dans un fluide de complétion peuvent également s'infiltrer dans les équipements et les outils de complétion et provoquer des dysfonctionnements. C'est pourquoi il est toujours recommandé d'utiliser des fluides de complétion exempts de solides.
Cristaux amers et saumures héritées
La densité de la plupart des saumures pétrolières sans solides peut être augmentée au-delà de leur densité d'approvisionnement habituelle en ajoutant simplement plus de sel de saumure sec. Toutefois, cette augmentation de la densité s'accompagne toujours d'une augmentation de la température de cristallisation de la saumure. La cristallisation des saumures dans un puits de forage peut entraîner des problèmes de contrôle du puits et/ou des retards d'exploitation importants. La température de cristallisation de la plupart des saumures à haute densité(c'est-à-dire celles dont la densité est supérieure à la densité eutectique) augmente avec la pression dans le puits de forage. Les projets en eaux profondes présentent un risque élevé de problèmes de cristallisation, car la saumure au fond du riser (au fond de la mer) subit à la fois des températures basses et des pressions élevées. Par conséquent, les fluides de complétion pour les projets en eaux profondes doivent être exempts de solides et présenter une température de cristallisation sous pression inférieure à celle attendue dans le puits de forage pendant toutes les opérations prévues, telles que les essais de l'obturateur anti-éruption.
Historiquement, le bromure de zinc et le formiate de césium ont souvent été spécifiés comme fluides de complétion pour les projets HP/HT en eaux profondes. Bien que ces fluides aient été utilisés avec succès, ils posent tous deux des problèmes importants. Le bromure de zinc est désormais considéré comme un polluant marin en raison de sa toxicité pour les espèces marines, et son utilisation est donc interdite ou limitée dans de nombreuses régions. Le formiate de césium est considéré comme acceptable pour l'environnement, mais il est cher, les approvisionnements sont limités et un certain nombre de grandes compagnies pétrolières internationales ont déterminé que les saumures de formiate ne pouvaient pas être utilisées, dans certaines applications, comme fluide d'obturation en raison du risque de défaillance catastrophique des tubes résultant de la fissuration induite par l'hydrogène.
Persuasion bleu cristal
TETRA Technologies a mis au point une gamme de fluides de complétion à haute densité et à faible température de cristallisation qui sont acceptables pour l'environnement, rentables, facilement disponibles et constituent des alternatives viables aux fluides à base de bromure de zinc et de formiate de césium. Ces fluides sont commercialisés sous le nom de TETRA CS Neptune® et conviennent parfaitement comme fluides de complétion pour les projets en eaux profondes et à haute pression. Les fluides TETRA CS Neptune sont disponibles sous forme monovalente et bivalente jusqu'à 15,7 lb/gal et 17,5 lb/gal respectivement. Chacun des fluides TETRA CS Neptune présente un pH neutre à légèrement alcalin, une stabilité aux températures prévues dans la plupart des projets HP/HT, et se compose de matériaux facilement disponibles ou renouvelables. Aucun équipement spécialisé n'est nécessaire pour mélanger, stocker ou utiliser les fluides TETRA CS Neptune.
Le développement de nos fluides TETRA CS Neptune originaux a commencé en 2014 et se poursuit aujourd'hui alors que nous cherchons à développer des fluides supplémentaires avec une densité encore plus élevée et une plus grande stabilité de température, comme indiqué dans le tableau 1. La poursuite du développement de la famille de fluides TETRA CS Neptune ne compromettra pas nos objectifs initiaux en matière d'acceptabilité environnementale et opérationnelle de ces fluides.
TABLEAU 1 - Résumé des fluides équivalents et monovalents de TETRA CS Neptune
Le succès par vagues
Le fluide original TETRA CS Neptune a été utilisé avec succès dans un certain nombre de puits en eaux très profondes comme alternative aux saumures de formiate de césium et de bromure de zinc. La première utilisation de ce fluide a eu lieu dans le Golfe du Mexique en 2015. Des fluides de complétion et d'obturation d'une densité comprise entre 14,4 et 14,9 lb/gal ont été nécessaires. La profondeur d'eau du projet dépassait 7 000 pieds, la température de la ligne de boue était de 40°F et la température du fond du trou était de 265°F. Le fluide TETRA CS Neptune conçu pour ce projet a fait l'objet de nombreux tests avant d'être utilisé afin de vérifier sa stabilité et sa compatibilité avec l'équipement de fond de trou et le réservoir. Les performances du fluide ont été exemplaires pendant la phase de test et se sont maintenues à ce niveau lors de chaque application ultérieure sur le terrain.
Polyvalence des fluides de complétion et définition d'une norme industrielle
Bien qu'ils aient été développés principalement comme fluides de complétion et de remplissage, les fluides TETRA CS Neptune peuvent également être utilisés comme saumure de base pour les fluides de forage de réservoir à haute densité et à faible teneur en solides, ou comme fluides porteurs pour les brise-filtres.
Depuis son introduction en 2014, la gamme de fluides TETRA CS Neptune a donné des résultats opérationnels exceptionnels et s'est imposée comme la chimie optimale des fluides de complétion pour les projets HP/HT en eaux profondes. En 2020, nous avons été fiers de recevoir le Hart's Meritorious Engineering Award pour nos fluides TETRA CS Neptune.
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