CA1304073C - Methode et dispositif de transmission de l'information par cable et par ondes de boue - Google Patents
Methode et dispositif de transmission de l'information par cable et par ondes de boueInfo
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- CA1304073C CA1304073C CA000591813A CA591813A CA1304073C CA 1304073 C CA1304073 C CA 1304073C CA 000591813 A CA000591813 A CA 000591813A CA 591813 A CA591813 A CA 591813A CA 1304073 C CA1304073 C CA 1304073C
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif et une méthode permettant le transfert d'information entre le fond d'un puits et la surface. La méthode selon l'invention se caractérisé en ce que le transfert de l'information s'effectue soit par un générateur d'ondes de boue soit par un câble simultanément ou successivement. Application aux opérations de forage dans le domaine de l'exploration et la production d'effluent pétrolier.
Description
Q4(373 La présente invention concerne une méthode et un dispositif de transmission des informa~ions générees par des moyens de détection et/ou de mesure placés dans un puits.
La presente invention est particulierement bien adaptée aux techniques de mesure en cours de forage généralement designés par les initiales MWD provenant des termes anglo-saxon Measuring While Drilling.
Les diagraphies en cours de forage utilisant une technique de type MWD
sont appelées à connaître un important developpement pour deux raisons essentielles :
- diminution des coûts des diagraphies, - possibilite de teleguidage du forage en fonction d'objectifs réservoir (point particulierement important dans le cas d'un forage horizontal).
Les outils existants sont, outre les capteurs de paramètres purement forage, une sonde de mesure de rayonnement gamma naturel (éventuellement orientée), une sonde de mesure de résistivite normale.
~30~0'73
La presente invention est particulierement bien adaptée aux techniques de mesure en cours de forage généralement designés par les initiales MWD provenant des termes anglo-saxon Measuring While Drilling.
Les diagraphies en cours de forage utilisant une technique de type MWD
sont appelées à connaître un important developpement pour deux raisons essentielles :
- diminution des coûts des diagraphies, - possibilite de teleguidage du forage en fonction d'objectifs réservoir (point particulierement important dans le cas d'un forage horizontal).
Les outils existants sont, outre les capteurs de paramètres purement forage, une sonde de mesure de rayonnement gamma naturel (éventuellement orientée), une sonde de mesure de résistivite normale.
~30~0'73
2 --Du point de vue transm;ssion des mesures jusqu'à la surface du soL, trois modes sont possibLes :
- transmission par cable, - transmission par ondes de boue (impulsions de pression dans la boue de forage), et - transmission par ondes électromagnétiques.
Les brevets FR 1 603 406, FR 1 603 706, et FR 1 602 653 illustrent des exempLes de dispositifs de transmission de L'information par ondes de boue.
L'articLe de P. De Gauque et R. Grudjinski intituLe "Propagation of ELectromagnetic Waves along a drillstring of Finite Conductivity"
publié par la SPE Drilling Engineering en Juin 1987 décrit la transmission d'informations par ondes électromagnetiques.
La transmission par cable presente l'avantage d'etre de très bonne qualité et d'operer à vitesse élevee (centaines de mesures par seconde). Son inconvénient est par contre de ne plus permettre en géneraL La rotation du train de tiges.
La transmission par ondes de boue ou par ondes éLectromagnétiques ne présente aucune gene pour Les opérations de forage, mais leur cadence est beaucoup pLus faibLe, de l'ordre d'une mesure par 10 secondes.
La reaLisation d'un jeu compLet de diagraphies en MWD pourrait se heurter a un probLeme de vitesse de transmission dans Le cas d'une transmission par ondes de boue ou par ondes éLectromagnetiques. Cette vitesse serait particuLièrement insuffisante dans Le cas où un traitement en temps reeL des mesures devrait être effectué en vue d'un piLotage du forage.
13~40~3 La presente invention propose une transmission mixte qui evite l'inconvénient cité précedemment. Cette transmission mixte pourra être adaptee a donner en continu par l'intermédiaire d'ondes de boue ou par ondes electromagnetiques les parametres de forage auxquels seraient ajoutees quelques mesures liées à la formation. Lorsque les conditlons de forage ne necessitent pas la rotation de l'ensemble du train de tiges et que les mesures relatives à la formation presenteront un interêt (par exemple en vue d'un guidage du forage), un câble pourra être connecté et permettra une remontée de mesures plus dense.
Le dispositif de transmission pourrait même être conçu de telle manière que la sélection des voies de mesu,-es transmises normalement par ondes de boue ou par ondes électromagnétiques soit effectuee, si souhaité, par l'intermédiaire d'un des conducteurs du cable.
Le dispositif et la méthode selon la présente invention permettent d'obtenir avec le minimum de decalage dans le temps des informations pertinentes sur les formations geologiques forees, de diminuer le coût des diagraphies du fait qu'il n'est plus necessaire d'immobiliser le puits pour de longues periodes correspondant aux periodes de diagraphie, d'obtenir une meilleure qualite de l'information puisque la mesure est réalisee tres rapidement après le forage avant altération par la base, etc. Les informations obtenues dans ces conditions permettent un gain de temps précieux pour la réalisation d'élements qui devront être mis en place dans le puits apres le forage, tels les tubes perforés de production dont on pourra prevoir rapidement l'emplacement des perforations.
Par informations pertinentes, il faut entendre des informations sophistiquées nécessitant un grand flux de transmission de l'information lorsque cela est necessaire, par exemple lorsque l'on traverse une zone critique de la formation géologique et des informations relativement pauvres lorsque les formations géologiques en cours de forage ne présentent pas d'intérêt particulier. Dans le ~304073 cas de forage dirigé, les informations pauvres à faible fréquence de transmission pourront contenir notamment les informations de direction`du forage et les paramètres de forage.
Selon la présente invention, il est prévu une méthode de transmission en surface d'informations générées par au moins un moyen parmi des moyens de détection et de mesure, caractérisé en ce que:
- on place ledit au moins un moyen dans un puits, et - on transmet des informations dudit au moins un moyen soit par câble soit par ondes.
Les ondes peuvent être des ondes de boue ou ondes électromagnétiques et les informations par câbles ou par ondes peuvent être transmises simultanément ou successivement.
On pourra effectuer la transmission sans pour autant retirer les moyens de détection et/ou de mesure du puits. On pourra effectuer la transmission par câble par intermittence. On pourra effectuer la transmission en cours de forage.
Lorsque la méthode selon l'invention est appliquée au cas du forage par moteur de fond fixe à l'extrémité d'un train de tiges, on pourra effectuer la transmisson par câble lorsqu'il n'est pas nécessaire de tourner le train de tiges.
On pourra dans ce cas effectuer la transmission par ondes de boue où par ondes électromagnétiques au moins pendant les périodes de forage où l'on n'utilise pas la transmission par câble, ou en permanence.
Le câble pourra être utilisé pour effectuer la transmission d'informations en temps réel, c'est-à-dire, au fur et à
~304073 4a -mesure de leur acquisition.
On pourra également stocker dans un organe de stockage faisant partie de l'extrémité inférieure du train de tiges, .,,` !
13~4~73 les informations à transmettre par cable et périodiquement on pourra descendre le cable afin de remonter les informations stockées du train de tiges.
Selon la présente invention, il est également prévu un dispositif de transmission d'informations générées par au moins un moyen parmi des moyens de détection et de mesure placés dans un puits, dispositif comprenant des moyens de transmission comportant un câble et des moyens de transmission par ondes de boua ou par ondes électromagnétiques.
Les moyens de transmission par câble pourront comporter des moyens de stockage de l'information. Les moyens de détection et/ou de mesure pourront être placés dans un train de tiges sensiblement au voisinage de l'extrémité inférieure de ce train de tiges.
L'extrémité inférieure du train de tiges pourra comporter un outil de forage éventuellement entrainé par un moteur de fond.
Lorsque les moyens de détection et de mesure comportent plusieurs voies pouvant être transmises par ondes de boue ou par ondes électromagnétiques, le dispositif selon l'invention pourra comporter des moyens de contrôle des voies effectivement transmises. Les moyens de contrôle pourront être adaptés à recevoir la consigne relative aux voies à transmettre à partir des moyens de transmission comportant le câble.
Le dispositif selon l'invention pourra comporter un raccord à entrée latérale. Le câble mentionné précédemment pourra être un câble électrique ou optique.
i3 - 5a -La presente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaitront plus clairement 3 la description d'exemples particuliers qui suivent parmi Iesquels:
- la figure 1 represente un ensemble constitué d'un outil de forage, d'un moteur` de fond et d'une batterie de sondes de mesure, ainsi que les organes de transmission.
.
, ,~ :
A
~3Q~73 - la figure 2 illustre schematiquement le fonctionnement du dispositif selon l'invention.
- les figures 3 à 8 montrent les différentes étapes de la methode selon l'invention, dans le cas d'un équipement de forage comportant un moteur de fond.
Les exemples qui suivent concernent la transmission par ondes de boue.
On ne sortira pas du cadre de la présente invention en utilisant la transmission par ondes electromagnetiques a la place de la transmission par ondes de boue.
La figure 1 représente l'équipement de fond selon l'invention, dans le cas d'un forage exécuté au moyen d'un moteur de fond.
La référence 1 désigne l'outil de forage qui est entra;ne en rotation par un moteur de fond 2.
Les références lA, 1B, ... 1N concernent des élements du train de tiges qui comportent des sondes de mesure.
La réference 3 designe un elément comportant un multiplexeur-selecteur qui est relié à l'elément 4, lequel est un générateur d'ondes de boue, ainsi qu'au connecteur electrique 5.
La reference 6 designe un element permettant de modifier la trajectoire du forage. Cet élément peut être un raccord coude, par exemple du type decrit dans le brevet US.4.286.676, US.4.374.547 ou FR.2.581.698. Ce raccord peut être place juste au-dessus de l'outil ou de préférence juste après le moteur, ou encore être insére parmi les élements de mesure 1A, 1B, ... lN. Géneralement le moteur de fond est entra;né par une circulation de fluide moteur provenant de la surface.
Dans ce cas les différents elements (éléments de mesure, multiplexeur-sélecteur, generateur d'ondes de boue) permettront la 1.3~4(~73 circulation de fluide moteur.
Dans le cas de la figure 1, les autres eléments du train de tiges se raccordent à l'élement 4 qui comporte un filetage 7 prévu a cet effet.
La figure 2 illustre schématiquement le fonctionnement de l'ensemble d'éléments indiques precedemment.
Les références 8A, 8B, ... 8N désignent les sondes de mesure de paramètres A, B, C, D, ... N.
Les lignes 9A, 9B, 9C, 9D, ... 9N transmettent les signaux de mesure généralement électriques, provenant respectivement des sondes 8A, 8B, 8C, 8D, ... 8N a l'organe multiplexeur-selecteur 10. Cet organe traite les signaux reçus et transmet certaines de ces informations au generateur d'ondes de boue 11 par une ou plusieurs lignes de transmission : 12. Cet organe transmet également des signaux au connecteur 13 par une liaison électrique 14.
Le système selon la présente invention peut comporter un moyen de stockage 15 des informations, eventuellement sous forme numérique.
Les moyens de stockage de l'information sont relies par une ou plusieurs lignes de transmission du flux d'informations 16. Cette ligne est a double sens, de manière 3 permettre le remplissage des memoires et leur lecture.
L'organe multiplexeur-selecteur pourra comporter des moyens de commande qui pourront être pilotés ou programmes à partir du connecteur 13. Ainsi ce connecteur pourra servir à la transmission de l'information dans les deux sens : informations allant vers la surface et informations de pilotage provenant de la surface.
Ainsi l'organe multiplexeur pourra recevoir la sélection de canaux de ~.3C~4~73 mesure dont il convient de transmettre l'information par le générateur d'ondes de boue.
On ne sortira pas du cadre de la présente invention si une ou plusieurs lignes sont reliees directement au générateur d'ondes de boue, au connecteur, aux moyens de stockage de ou a plusieurs de ces éléments simultanement.
Dans le cas de la figure 1, toutes les liaisons se font à travers l'organe multiplexeur-sélecteur 10.
Les figures 3 à 8 montrent un exemple d'intervention réalisee selon la presente invention.
La réference 17 designe la surface du sol, à partir de laquelle on fore un puits 18.
La référence 19 désigne l'outil de forage entraîne par le moteur de fond 20 qui est surmonte par un ensemble 21 comportant un raccord coude, des sondes de mesure, un organe multiplexeur-sélecteur, un génerateur d'ondes de boue et un connecteur. Cet ensemble 21 correspond a celui represente à la figure 1.
Cet ensemble est fixe à l'extremite d'un train de tiges de forage 22.
Dans le cas de la figure 3, on a foré un puits devie et le forage se poursuit sans difficulté particulière dans une formation comme 23 ne presentant pas de problème particulier.
Au cours de cette phase de forage, le générateur d'ondes de boue transmet à la surface les informations provenant d'un nombre limité de sondes. Ainsi l'on peut transmettre des informations concernant les paramètres de forage, tels le couple, le poids, la pression et la température, la direction du forage.
13~!4~3 Le nombre d'informations transmises et leur rythme de transmission sont limites par les performances réalisées par les systèmes utilisant les ondes de boues.
Les informations ainsi transmises par les ondes de boue permettent un contrôle du forage.
Durant cette phase du forage, on peut entraîner en rotation depuis la surface l'ensemble du train tiges et entraîner ainsi l'outil de forage 19 pour forer le puits. Par ailleurs, le fait de pouvoir tourner le train de tiges évite les risques de coincement du train de tiges.
Le génerateur de boue pourra avantageusement transmettre une information supplementaire concernant notamment soit la détection d'un evènement anormal, soit la detection d'une modification de la formation géologique foree.
La figure 4 illustre la phase du forage correspondant à la pénétration de l'outil de forage dans une nouvelle formation 24.
A ce moment le génerateur d'ondes de boue transmet, parmi les informations qu'il achemine à la surface, celle selon laquelle il a détecte une formation nouvelle 24.
Il appartient a l'opérateur de surface de décider s'il souhaite ou non un supplement d'information. Dans la négative le forage se poursuit sans modification.
Dans le cas contraire, le forage est interrompu et l'on descend depuis la surface un connecteur 25 fixé à l'extremite d'un câble 26 (figure 5).
La descente du connecteur peut se faire entièrement par pompage jusqu'à la connexion, ou bien par gravité, puis par pompage.
~3~4V~3 Le câble 26 peut passer de l'exterieur du train de tiges à l'intérieur de celui-ci grâce à un raccord à entree laterale 27 ("side entry sub"
en anglais) pouvant être d'un type connu.
A partir du moment où le connecteur 25 coopère avec le connecteur 28 de l'ensemble 21, l'opérateur possède une liaison à haut flux de transmission de l'information.
Si l'ensemble 21 comporte des moyens de stockage de l'information, l'operateur peut demander leur lecture, du moins si de l'information y a eté stockée et si elle intéresse l'operateur.
Dans le cas contraire, le forage se poursuit à l'aide du moteur de fond, en ajoutant des éléments 29 du train de tige au dessus du raccord a entrée latérale 27. Durant cette phase du forage, représentée à la figure 6, l'opérateur dispose en surface d'informations sophistiquées necessitant un haut flux de transmission de l'information.
Les paramètres mesures et transmis peuvent etre ceux produits par des sondes acoustiques, des sondes à neutrons pulsés, des sondes particulières de mesure de resistivité, etc.
L'operateur peut decider ou non de l'arret du génerateur d'ondes de Z5 boue pendant cette phase du forage, car bien evidemment les informations transmises par le génerateur d'ondes de boue peuvent également etre transmises par le c3ble.
Les informations obtenues gr3ce à la transmission des signaux par le câble 26 permettent une bonne connaissance de la nouvelle formation 24 et permettent de savoir si celle-ci est une formation productrice d'hydrocarbures ou non. Ainsi l'operateur pourra decider de la trajectoire à donner au forage. Il pourra également connaître les caractéristiques qu'il devra donner au tubage de production qu'il 1.3~4073 mettra au niveau de cette formation. Ainsi La construction d'un tel tubage pourra être entreprise avec un delai de realisation suffisant, puisque le forage doit encore se poursuivre, alors que selon les techniques de l'art antérieur ce délai est très court, puisqu'il correspond uniquement au temps de realisation des diagraphies différées.
A partir du moment où l'opérateur estime superflu de poursuivre la transmission d'informations à flux rapide de transmission, le câble 26 peut être retire. Pour cela le train de tiges est remonte partiellement jusqu'a ce que le raccord a entrée latérale 27 soit au niveau de la surface 17 pour y etre retire, ainsi que le câble.
Avant l'opération de retrait du câbLe, l'opérateur pourra transmettre par l'intermediaire de ce même câble, les signaux de commande au multiplexeur-sélecteur, de manière a choisir les voies a transmettre par le générateur d'ondes de boue et eventuellement mettre en fonctionnement ce dernier.
Le cas echeant, il pourra également programmer les moyens de stockage de l'lnformatlon.
Une fois ces opérations réalisées, le forage peut reprendre, comme illustré a la figure 8, c'est-à-dire avec l'adjonction supplementaire d'elements du train de tiges et en l'absence de câble.
La déc;sion de suppression du câble 26 peut être egalement motivée par les risques de coincement du train de tiges qui impose la necessite de tourner le train de tiges.
Sur la figure 1, le connecteur mâle 5 est équipe d'un manchon de protection 30 des contacts électriques 31. En l'absence de connecteur femelle, le manchon 30 est maintenu au niveau des contacts électriques 31 grâce au ressort 32.
:
~.3~73 Sous l'action de la fiche femelle, le manchon 30 est escamoté à la base du connecteur mâle 30.
La presente invention peut egalement etre appliquée au cas du forage en l'absence de moteur de fond.
Dans ce cas la détection d'une formation nouvelle sera tranmise à
l'operateur par le génerateur d'ondes de boue.
L'operateur pourra aLors poursu;vre le forage d'une longueur suffisante pour effectuer des diagraphies et descendre le câble équipé
de son connecteur pour effectuer les mesures en remontant le train de tiges.
Dans le cas où la longueur sur laquelle il convient d'effectuer des diagraphies est importante, il sera possible après le forage de cette longueur de remonter le train de tiges de cette meme longueur, d'y descendre le cable et le connecteur à travers un raccord à entree laterale jusqu'~ la connexion sur l'ensemble selon l'invention et d'effectuer les mesures soit, en ajoutant des éléments supplémentaires du train de tiges, soit en retirant de tels élements.
De la même manière que précedemment, avant le retrait du c3ble, l'operateur pourra contrôler le generateur d'ondes de boue et eventuellement des moyens de stockage de l'information.
Dans le cas où le forage s'effectue en "rotary" sans moteur de fond, m~is avec des moyens de stockage de l'information, ceux-ci pourront etre declenches automatiquement par le multiplexeur-sélecteur et le forage pourra se poursuivre sur une longueur suffisante pour effectuer les mesures souhaitees.
A la fin de cette phase de forage, le cable équipé d'un connecteur pourra etre descendu pour coopérer avec l'ensemble 21 et lire le 4~73 contenu des moyens de stockage de l';nformation.
Dans ce cas là, il est inutile d'utiliser un rarcord a entrée latérale, du moins si on ne souhaite pas poursuivre le transfert d'information ~ L'aide du câble.
Ici aussi, avant de retirer Le c3ble, l'opérateur aura transmis ses instructions au multiplexeur-sélecteur.
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- transmission par cable, - transmission par ondes de boue (impulsions de pression dans la boue de forage), et - transmission par ondes électromagnétiques.
Les brevets FR 1 603 406, FR 1 603 706, et FR 1 602 653 illustrent des exempLes de dispositifs de transmission de L'information par ondes de boue.
L'articLe de P. De Gauque et R. Grudjinski intituLe "Propagation of ELectromagnetic Waves along a drillstring of Finite Conductivity"
publié par la SPE Drilling Engineering en Juin 1987 décrit la transmission d'informations par ondes électromagnetiques.
La transmission par cable presente l'avantage d'etre de très bonne qualité et d'operer à vitesse élevee (centaines de mesures par seconde). Son inconvénient est par contre de ne plus permettre en géneraL La rotation du train de tiges.
La transmission par ondes de boue ou par ondes éLectromagnétiques ne présente aucune gene pour Les opérations de forage, mais leur cadence est beaucoup pLus faibLe, de l'ordre d'une mesure par 10 secondes.
La reaLisation d'un jeu compLet de diagraphies en MWD pourrait se heurter a un probLeme de vitesse de transmission dans Le cas d'une transmission par ondes de boue ou par ondes éLectromagnetiques. Cette vitesse serait particuLièrement insuffisante dans Le cas où un traitement en temps reeL des mesures devrait être effectué en vue d'un piLotage du forage.
13~40~3 La presente invention propose une transmission mixte qui evite l'inconvénient cité précedemment. Cette transmission mixte pourra être adaptee a donner en continu par l'intermédiaire d'ondes de boue ou par ondes electromagnetiques les parametres de forage auxquels seraient ajoutees quelques mesures liées à la formation. Lorsque les conditlons de forage ne necessitent pas la rotation de l'ensemble du train de tiges et que les mesures relatives à la formation presenteront un interêt (par exemple en vue d'un guidage du forage), un câble pourra être connecté et permettra une remontée de mesures plus dense.
Le dispositif de transmission pourrait même être conçu de telle manière que la sélection des voies de mesu,-es transmises normalement par ondes de boue ou par ondes électromagnétiques soit effectuee, si souhaité, par l'intermédiaire d'un des conducteurs du cable.
Le dispositif et la méthode selon la présente invention permettent d'obtenir avec le minimum de decalage dans le temps des informations pertinentes sur les formations geologiques forees, de diminuer le coût des diagraphies du fait qu'il n'est plus necessaire d'immobiliser le puits pour de longues periodes correspondant aux periodes de diagraphie, d'obtenir une meilleure qualite de l'information puisque la mesure est réalisee tres rapidement après le forage avant altération par la base, etc. Les informations obtenues dans ces conditions permettent un gain de temps précieux pour la réalisation d'élements qui devront être mis en place dans le puits apres le forage, tels les tubes perforés de production dont on pourra prevoir rapidement l'emplacement des perforations.
Par informations pertinentes, il faut entendre des informations sophistiquées nécessitant un grand flux de transmission de l'information lorsque cela est necessaire, par exemple lorsque l'on traverse une zone critique de la formation géologique et des informations relativement pauvres lorsque les formations géologiques en cours de forage ne présentent pas d'intérêt particulier. Dans le ~304073 cas de forage dirigé, les informations pauvres à faible fréquence de transmission pourront contenir notamment les informations de direction`du forage et les paramètres de forage.
Selon la présente invention, il est prévu une méthode de transmission en surface d'informations générées par au moins un moyen parmi des moyens de détection et de mesure, caractérisé en ce que:
- on place ledit au moins un moyen dans un puits, et - on transmet des informations dudit au moins un moyen soit par câble soit par ondes.
Les ondes peuvent être des ondes de boue ou ondes électromagnétiques et les informations par câbles ou par ondes peuvent être transmises simultanément ou successivement.
On pourra effectuer la transmission sans pour autant retirer les moyens de détection et/ou de mesure du puits. On pourra effectuer la transmission par câble par intermittence. On pourra effectuer la transmission en cours de forage.
Lorsque la méthode selon l'invention est appliquée au cas du forage par moteur de fond fixe à l'extrémité d'un train de tiges, on pourra effectuer la transmisson par câble lorsqu'il n'est pas nécessaire de tourner le train de tiges.
On pourra dans ce cas effectuer la transmission par ondes de boue où par ondes électromagnétiques au moins pendant les périodes de forage où l'on n'utilise pas la transmission par câble, ou en permanence.
Le câble pourra être utilisé pour effectuer la transmission d'informations en temps réel, c'est-à-dire, au fur et à
~304073 4a -mesure de leur acquisition.
On pourra également stocker dans un organe de stockage faisant partie de l'extrémité inférieure du train de tiges, .,,` !
13~4~73 les informations à transmettre par cable et périodiquement on pourra descendre le cable afin de remonter les informations stockées du train de tiges.
Selon la présente invention, il est également prévu un dispositif de transmission d'informations générées par au moins un moyen parmi des moyens de détection et de mesure placés dans un puits, dispositif comprenant des moyens de transmission comportant un câble et des moyens de transmission par ondes de boua ou par ondes électromagnétiques.
Les moyens de transmission par câble pourront comporter des moyens de stockage de l'information. Les moyens de détection et/ou de mesure pourront être placés dans un train de tiges sensiblement au voisinage de l'extrémité inférieure de ce train de tiges.
L'extrémité inférieure du train de tiges pourra comporter un outil de forage éventuellement entrainé par un moteur de fond.
Lorsque les moyens de détection et de mesure comportent plusieurs voies pouvant être transmises par ondes de boue ou par ondes électromagnétiques, le dispositif selon l'invention pourra comporter des moyens de contrôle des voies effectivement transmises. Les moyens de contrôle pourront être adaptés à recevoir la consigne relative aux voies à transmettre à partir des moyens de transmission comportant le câble.
Le dispositif selon l'invention pourra comporter un raccord à entrée latérale. Le câble mentionné précédemment pourra être un câble électrique ou optique.
i3 - 5a -La presente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaitront plus clairement 3 la description d'exemples particuliers qui suivent parmi Iesquels:
- la figure 1 represente un ensemble constitué d'un outil de forage, d'un moteur` de fond et d'une batterie de sondes de mesure, ainsi que les organes de transmission.
.
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A
~3Q~73 - la figure 2 illustre schematiquement le fonctionnement du dispositif selon l'invention.
- les figures 3 à 8 montrent les différentes étapes de la methode selon l'invention, dans le cas d'un équipement de forage comportant un moteur de fond.
Les exemples qui suivent concernent la transmission par ondes de boue.
On ne sortira pas du cadre de la présente invention en utilisant la transmission par ondes electromagnetiques a la place de la transmission par ondes de boue.
La figure 1 représente l'équipement de fond selon l'invention, dans le cas d'un forage exécuté au moyen d'un moteur de fond.
La référence 1 désigne l'outil de forage qui est entra;ne en rotation par un moteur de fond 2.
Les références lA, 1B, ... 1N concernent des élements du train de tiges qui comportent des sondes de mesure.
La réference 3 designe un elément comportant un multiplexeur-selecteur qui est relié à l'elément 4, lequel est un générateur d'ondes de boue, ainsi qu'au connecteur electrique 5.
La reference 6 designe un element permettant de modifier la trajectoire du forage. Cet élément peut être un raccord coude, par exemple du type decrit dans le brevet US.4.286.676, US.4.374.547 ou FR.2.581.698. Ce raccord peut être place juste au-dessus de l'outil ou de préférence juste après le moteur, ou encore être insére parmi les élements de mesure 1A, 1B, ... lN. Géneralement le moteur de fond est entra;né par une circulation de fluide moteur provenant de la surface.
Dans ce cas les différents elements (éléments de mesure, multiplexeur-sélecteur, generateur d'ondes de boue) permettront la 1.3~4(~73 circulation de fluide moteur.
Dans le cas de la figure 1, les autres eléments du train de tiges se raccordent à l'élement 4 qui comporte un filetage 7 prévu a cet effet.
La figure 2 illustre schématiquement le fonctionnement de l'ensemble d'éléments indiques precedemment.
Les références 8A, 8B, ... 8N désignent les sondes de mesure de paramètres A, B, C, D, ... N.
Les lignes 9A, 9B, 9C, 9D, ... 9N transmettent les signaux de mesure généralement électriques, provenant respectivement des sondes 8A, 8B, 8C, 8D, ... 8N a l'organe multiplexeur-selecteur 10. Cet organe traite les signaux reçus et transmet certaines de ces informations au generateur d'ondes de boue 11 par une ou plusieurs lignes de transmission : 12. Cet organe transmet également des signaux au connecteur 13 par une liaison électrique 14.
Le système selon la présente invention peut comporter un moyen de stockage 15 des informations, eventuellement sous forme numérique.
Les moyens de stockage de l'information sont relies par une ou plusieurs lignes de transmission du flux d'informations 16. Cette ligne est a double sens, de manière 3 permettre le remplissage des memoires et leur lecture.
L'organe multiplexeur-selecteur pourra comporter des moyens de commande qui pourront être pilotés ou programmes à partir du connecteur 13. Ainsi ce connecteur pourra servir à la transmission de l'information dans les deux sens : informations allant vers la surface et informations de pilotage provenant de la surface.
Ainsi l'organe multiplexeur pourra recevoir la sélection de canaux de ~.3C~4~73 mesure dont il convient de transmettre l'information par le générateur d'ondes de boue.
On ne sortira pas du cadre de la présente invention si une ou plusieurs lignes sont reliees directement au générateur d'ondes de boue, au connecteur, aux moyens de stockage de ou a plusieurs de ces éléments simultanement.
Dans le cas de la figure 1, toutes les liaisons se font à travers l'organe multiplexeur-sélecteur 10.
Les figures 3 à 8 montrent un exemple d'intervention réalisee selon la presente invention.
La réference 17 designe la surface du sol, à partir de laquelle on fore un puits 18.
La référence 19 désigne l'outil de forage entraîne par le moteur de fond 20 qui est surmonte par un ensemble 21 comportant un raccord coude, des sondes de mesure, un organe multiplexeur-sélecteur, un génerateur d'ondes de boue et un connecteur. Cet ensemble 21 correspond a celui represente à la figure 1.
Cet ensemble est fixe à l'extremite d'un train de tiges de forage 22.
Dans le cas de la figure 3, on a foré un puits devie et le forage se poursuit sans difficulté particulière dans une formation comme 23 ne presentant pas de problème particulier.
Au cours de cette phase de forage, le générateur d'ondes de boue transmet à la surface les informations provenant d'un nombre limité de sondes. Ainsi l'on peut transmettre des informations concernant les paramètres de forage, tels le couple, le poids, la pression et la température, la direction du forage.
13~!4~3 Le nombre d'informations transmises et leur rythme de transmission sont limites par les performances réalisées par les systèmes utilisant les ondes de boues.
Les informations ainsi transmises par les ondes de boue permettent un contrôle du forage.
Durant cette phase du forage, on peut entraîner en rotation depuis la surface l'ensemble du train tiges et entraîner ainsi l'outil de forage 19 pour forer le puits. Par ailleurs, le fait de pouvoir tourner le train de tiges évite les risques de coincement du train de tiges.
Le génerateur de boue pourra avantageusement transmettre une information supplementaire concernant notamment soit la détection d'un evènement anormal, soit la detection d'une modification de la formation géologique foree.
La figure 4 illustre la phase du forage correspondant à la pénétration de l'outil de forage dans une nouvelle formation 24.
A ce moment le génerateur d'ondes de boue transmet, parmi les informations qu'il achemine à la surface, celle selon laquelle il a détecte une formation nouvelle 24.
Il appartient a l'opérateur de surface de décider s'il souhaite ou non un supplement d'information. Dans la négative le forage se poursuit sans modification.
Dans le cas contraire, le forage est interrompu et l'on descend depuis la surface un connecteur 25 fixé à l'extremite d'un câble 26 (figure 5).
La descente du connecteur peut se faire entièrement par pompage jusqu'à la connexion, ou bien par gravité, puis par pompage.
~3~4V~3 Le câble 26 peut passer de l'exterieur du train de tiges à l'intérieur de celui-ci grâce à un raccord à entree laterale 27 ("side entry sub"
en anglais) pouvant être d'un type connu.
A partir du moment où le connecteur 25 coopère avec le connecteur 28 de l'ensemble 21, l'opérateur possède une liaison à haut flux de transmission de l'information.
Si l'ensemble 21 comporte des moyens de stockage de l'information, l'operateur peut demander leur lecture, du moins si de l'information y a eté stockée et si elle intéresse l'operateur.
Dans le cas contraire, le forage se poursuit à l'aide du moteur de fond, en ajoutant des éléments 29 du train de tige au dessus du raccord a entrée latérale 27. Durant cette phase du forage, représentée à la figure 6, l'opérateur dispose en surface d'informations sophistiquées necessitant un haut flux de transmission de l'information.
Les paramètres mesures et transmis peuvent etre ceux produits par des sondes acoustiques, des sondes à neutrons pulsés, des sondes particulières de mesure de resistivité, etc.
L'operateur peut decider ou non de l'arret du génerateur d'ondes de Z5 boue pendant cette phase du forage, car bien evidemment les informations transmises par le génerateur d'ondes de boue peuvent également etre transmises par le c3ble.
Les informations obtenues gr3ce à la transmission des signaux par le câble 26 permettent une bonne connaissance de la nouvelle formation 24 et permettent de savoir si celle-ci est une formation productrice d'hydrocarbures ou non. Ainsi l'operateur pourra decider de la trajectoire à donner au forage. Il pourra également connaître les caractéristiques qu'il devra donner au tubage de production qu'il 1.3~4073 mettra au niveau de cette formation. Ainsi La construction d'un tel tubage pourra être entreprise avec un delai de realisation suffisant, puisque le forage doit encore se poursuivre, alors que selon les techniques de l'art antérieur ce délai est très court, puisqu'il correspond uniquement au temps de realisation des diagraphies différées.
A partir du moment où l'opérateur estime superflu de poursuivre la transmission d'informations à flux rapide de transmission, le câble 26 peut être retire. Pour cela le train de tiges est remonte partiellement jusqu'a ce que le raccord a entrée latérale 27 soit au niveau de la surface 17 pour y etre retire, ainsi que le câble.
Avant l'opération de retrait du câbLe, l'opérateur pourra transmettre par l'intermediaire de ce même câble, les signaux de commande au multiplexeur-sélecteur, de manière a choisir les voies a transmettre par le générateur d'ondes de boue et eventuellement mettre en fonctionnement ce dernier.
Le cas echeant, il pourra également programmer les moyens de stockage de l'lnformatlon.
Une fois ces opérations réalisées, le forage peut reprendre, comme illustré a la figure 8, c'est-à-dire avec l'adjonction supplementaire d'elements du train de tiges et en l'absence de câble.
La déc;sion de suppression du câble 26 peut être egalement motivée par les risques de coincement du train de tiges qui impose la necessite de tourner le train de tiges.
Sur la figure 1, le connecteur mâle 5 est équipe d'un manchon de protection 30 des contacts électriques 31. En l'absence de connecteur femelle, le manchon 30 est maintenu au niveau des contacts électriques 31 grâce au ressort 32.
:
~.3~73 Sous l'action de la fiche femelle, le manchon 30 est escamoté à la base du connecteur mâle 30.
La presente invention peut egalement etre appliquée au cas du forage en l'absence de moteur de fond.
Dans ce cas la détection d'une formation nouvelle sera tranmise à
l'operateur par le génerateur d'ondes de boue.
L'operateur pourra aLors poursu;vre le forage d'une longueur suffisante pour effectuer des diagraphies et descendre le câble équipé
de son connecteur pour effectuer les mesures en remontant le train de tiges.
Dans le cas où la longueur sur laquelle il convient d'effectuer des diagraphies est importante, il sera possible après le forage de cette longueur de remonter le train de tiges de cette meme longueur, d'y descendre le cable et le connecteur à travers un raccord à entree laterale jusqu'~ la connexion sur l'ensemble selon l'invention et d'effectuer les mesures soit, en ajoutant des éléments supplémentaires du train de tiges, soit en retirant de tels élements.
De la même manière que précedemment, avant le retrait du c3ble, l'operateur pourra contrôler le generateur d'ondes de boue et eventuellement des moyens de stockage de l'information.
Dans le cas où le forage s'effectue en "rotary" sans moteur de fond, m~is avec des moyens de stockage de l'information, ceux-ci pourront etre declenches automatiquement par le multiplexeur-sélecteur et le forage pourra se poursuivre sur une longueur suffisante pour effectuer les mesures souhaitees.
A la fin de cette phase de forage, le cable équipé d'un connecteur pourra etre descendu pour coopérer avec l'ensemble 21 et lire le 4~73 contenu des moyens de stockage de l';nformation.
Dans ce cas là, il est inutile d'utiliser un rarcord a entrée latérale, du moins si on ne souhaite pas poursuivre le transfert d'information ~ L'aide du câble.
Ici aussi, avant de retirer Le c3ble, l'opérateur aura transmis ses instructions au multiplexeur-sélecteur.
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Claims (25)
1. Méthode de transmission en surface d'informations générées par au moins un moyen parmi des moyens de détection et de mesure, caractérisé en ce que:
- on place ledit au moins un moyen dans un puits, et - on transmet des informations dudit au moins un moyen soit par câble soit par ondes.
- on place ledit au moins un moyen dans un puits, et - on transmet des informations dudit au moins un moyen soit par câble soit par ondes.
2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite transmission d'informations est effectuée par ondes de boue.
3. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite transmission d'information est effectuée par ondes électromagnétiques.
4. Méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'on transmet lesdites informations simultanément par câble et par ondes.
5. Méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'on transmet lesdites informations successivement par câble et par ondes.
6. Méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'on transmet lesdites informations successivement par ondes et par câble.
7. Méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que l'on effectue ladite transmission sans pour autant retirer ledit au moins un moyen dudit puits.
8. Méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que l'on effectue ladite transmission par câble par intermittence.
9. Méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que l'on effectue ladite transmission en cours de forage.
10. Méthode selon la revendication 9, appliquée au cas du forage par moteur de fond fixé à l'extrémité d'un train de tiges, caractérisée en ce que l'on effectue la transmission par câble lorsqu'il n'est pas nécessaire de tourner ledit train de tiges.
11. Méthode selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'on effectue la transmission par ondes de boue ou par ondes électromagnétiques au moins pendant les périodes de forage où l'on n'utilise pas la transmission par câble.
12. Méthode selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'on effectue en permanence pendant le forage la transmission par ondes de boue ou par ondes électromagné-tiques.
13. Méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que l'on stocke dans un organe de stockage se trouvant dans le puits les informations à transmettre par câble et en ce que périodiquement on descend dans le puits ledit câble afin de remonter lesdites informations stockées.
14. Méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisée en ce qu'on place ledit au moins un moyen sensiblement au voisinage de l'extrémité d'un train de tiges.
15. Méthode selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les informations transmises par les ondes de boue ou par les ondes électromagnétiques sont transmises par plusieurs canaux qui sont contrôlés.
16. Méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel on transmet lesdites informations simultanément ou successivement aussi bien par câble que par ondes de boue ou onde électromagnétiques.
17. Dispositif de transmission d'informations générées par au moins un moyen parmi des moyens de détection et de mesure placés dans un puits, dispositif comprenant des moyens de transmission comportant un câble et des moyens de transmission par ondes de boue ou par ondes électromagné-tiques.
18. Dispositif selon la revendication 17, comprenant en outre des moyens de connection à distance dudit câble avec ledit au moins un moyen.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission par câble comportent des moyens de stockage de l'information.
20. Dispositif selon la revendication 17, 18 ou 19, caractérisé en ce que ledit au moins un moyen parmi les moyens de détection et de mesure est placé dans un train de tiges sensiblement au voisinage de l'extrémité inférieure de ce train de tiges.
21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'extrémité inférieure du train de tiges comporte un outil de forage.
22. Dispositif selon la revendication 20, dans lequel ledit au moins un moyen comporte plusieurs voies pouvant être transmises par onde de boue ou par ondes électromagnétiques, dispositif comprenant en outre des moyens de contrôle des voies effectivement transmises, lesdits moyens de contrôle étant adaptés à recevoir une consigne relative aux voies à
transmettre à partir desdits moyens de transmission comportant ledit câble.
transmettre à partir desdits moyens de transmission comportant ledit câble.
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comporte un raccord à entrée latérale.
24. Dispositif selon la revendication 23, caractérise en ce que l'outil de forage est entraîné par un moteur de fond.
25. Dispositif selon la revendication 17, 18, 19, 21, 23 ou 24, dans lequel ledit au moins un moyen comporte plusieurs voies pouvant être transmises par onde de boue ou par ondes électromagnétiques, dispositif comprenant en outre des moyens de contrôle des voies effectivement transmises, lesdits moyens de contrôle étant adaptés à recevoir une consigne relative aux voies à transmettre à partir desdits moyens de transmission comportant ledit câble.
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