Patch en acier extensible

Patch en acier extensible

Introduction

Étant donné que l'optimisation de la récupération des réserves d'hydrocarbures a pris de l'importance et que la gestion efficace du réservoir devient de plus en plus complexe, la nécessité de colmater les perforations intempestives dans les puits de production et d'injection a également pris de l'ampleur et les remises en état des casings afin de prolonger la durée de vie du puits sont devenues très communes.

La restauration de l'intégrité du casing, à la fois pour sa réparation ou pour le colmatage des perforations, implique d'atteindre les objectifs apparemment contradictoires : l'obtention d'un joint résistant à la haute pression en souterrain sans réduire significativement le diamètre du tubage, ni limiter l'accès au trou d'extraction en aval. Un grand nombre de solutions extrêmement différentes ont été utilisées, y compris les cement squeezes (injections de ciment), l'injection de gels, les packers doubles et divers patchs en acier et en composite, tous avec des niveaux de réussite divers.

Saltel Industries a développé, testé et éprouvé l'utilisation d'un patch en acier inoxydable expansible en souterrain afin de créer un revêtement intérieur haute pression à l'intérieur du casing. À l'origine mise au point pour le colmatage des perforations, cette technologie convient également à la réparation de courtes longueurs de casing endommagé ou corrodé.

Description

Pour expanser le patch en acier de Saltel Industries, il faut utiliser un packer gonflable. Il s'agit d'une solution permanente permettant de réparer une zone endommagée de casing ou de tubing de production, de colmater les perforations intempestives, d'étanchéifier une sliding sleeve (vanne à manchon coulissant) présentant une fuite ou encore de réaliser d'autres opérations de réparation.

Les procédures d'installation des patchs Saltel sont très différentes de celles utilisées avec d'autres systèmes expansibles. L'acier n'est pas déformé par un cône pour atteindre un diamètre prédéterminé. En fait, il est expansé à l'aide d'un packer gonflable garantissant que le patch est déformé afin d'étanchéifier efficacement l'intérieur du casing existant, quel que soit son diamètre interne exact.

Les patchs sont fabriqués à partir de feuilles d'acier inoxydable, 304L ou 321 de haute qualité, tout spécialement sélectionnées pour ce type d'application. Les feuilles d'acier sont roulées, soudées et thermotraitées pour former la structure principale du tube de patch (1).

Le tube est ensuite usiné pour constituer les extrémités de patch (2) et le tube central de patch (3).
Les extrémités sont conçues pour recevoir le système d'étanchéification composé d'un revêtement extérieur en élastomère (patch standard) ou d'un ensemble de différents joints toriques de profils usinés (patch HT).
Le tube central est soudé entre les deux extrémités.

Les tubes présentent des diamètres différents (taille de patch comprise entre 4,5" et 13,3/8") et des épaisseurs différentes (2 à 6 mm).

La longueur maximale du patch est indiquée par les restrictions en matière d'expédition et d'installation. Les longueurs standard sont comprises entre 3,95 m et 12 m.

Pour un patch personnalisé, il est possible d'insérer le patch le plus long à l'aide des connexions expansibles développées par Saltel Industries. Ces connexions peuvent assurer l'intégrité mécanique et hydraulique du patch pendant et après l'expansion. Grâce à ces connexions expansibles et en fonction du diamètre du patch, il est possible d'insérer et de poser des patches pouvant atteindre 30 m de long.

Principes de fonctionnement

En surface, l'outil de fond est placé à l'intérieur du patch. Puis, le packer gonflable est suffisamment gonflé pour adhérer à l'intérieur du patch (mais pas assez pour lancer l'expansion).

Le patch en acier expansible est également retenu par le Patch Holder (PH) de l'outil d'expansion de fond de trou (DHET) qui soutient et protège l'extrémité inférieure du patch.

L'assemblage est alors descendu jusqu'à la profondeur désirée, à l'aide de drill pipes, de tubings, ou de coiled tubing (très long tube de petit diamètre enroulé sur un touret).

Le packer est gonflé sous l'effet de la pression en surface pour expanser la partie supérieure du patch le maintenant en place.
Le packer est ensuite dégonflé, puis descendu sur 3 ft/1 m et la section suivante est expansée. Cette opération est répétée aussi souvent que nécessaire jusqu'à ce que toute la longueur soit expansée. Pendant la descente de l'assemblage dans le puits, le contrôleur de diamètre permet de vérifier le drift final.

Exemple d'installation d'un patch afin de colmater des perforations

Commentaire (12 étapes) :

1) Exemple d'utilisation d'un patch afin de colmater des perforations non-productives
2) Descente et positionnement de l'assemblage
3) Augmentation de la pression via les tubings afin d'expanser et d'ancrer le patch
4) Dégonflement du packer ; le patch est à présent désolidarisé des outils de fond
5) L'ensemble est descendu juste en dessous de la premiere étape
6) Le packer est regonflé pour expanser la deuxième section
7) La pression en surface est réduite pour dégonfler le packer
8) L'assemblage est descendu dans la section suivante et le contrôleur de diamètre vérifie le drift.
9) La pression en surface est réappliquée pour expanser la section suivante
10) La pression est réduite et le packer se dégonfle. Ces étapes peuvent être répétées aussi souvent que nécessaire jusqu'à ce que le patch soit entièrement expansé
12) Le contrôleur de diamètre doit traverser tout le patch après que celui-ci afin de confirmer le drift

Caractéristiques et avantages

Installation

• Un large espace entre le patch et les bords du casing lors de la descente
• Un contrôleur de diamètre vérifie en temps réel le diamètre interne du patch installé au cours de l'opération. Toute anomalie peut ainsi être immédiatement détectée et corrigée

Processus de fabrication de patchs tubulaires entièrement contrôlé afin de garantir une politique de qualité des patchs en acier extensible de haut niveau

• De la sélection de tôles brutes au patch prêt à l'emploi
• La tôle brute est sélectionnée pour présenter les caractéristiques mécaniques et géométriques adaptées et répétitives.
• Cinq épaisseurs de patchs différentes : 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm et 6 mm
• Taux d'expansion élevé
• Caractéristiques répétitives et prévisibles en termes de pression de service
• Personnalisable

Capacité d'étanchéification

• Deux systèmes d'étanchéification
  • Revêtement extérieur en nitrile hydrogéné (HNBR) pour une température de service < 120°C
  • Joints toriques FFKM pour applications haute température jusqu'à 300°C
• Deux designs de patch
  • Patch étanche aux extrémités (applicable dans la plupart des cas)
  • Patch étanche sur toute la longueur (lorsqu'il est nécessaire d'étanchéifier l'intégralité du patch)

Caractéristiques

• Taux d'expansion pouvant atteindre 25 %
• La pression de service externe peut être optimisée via la sélection de l'épaisseur du patch
• Peut être descendu dans un casing ou un Open Hole ayant une géométrie ou une ovalisation irrégulière pouvant atteindre 20 %
• Un deuxième patch peut être descendu à travers un autre installé précédemment