Risques cachés lors des opérations de forage : Guide de diagnostic et de prévention des pannes courantes

Risques cachés lors des opérations de forage : Guide de diagnostic et de prévention des pannes courantes

I. Accidents de forage

Ces problèmes surviennent à l’intérieur du puits de forage, sont difficiles à observer directement et leur résolution est longue et complexe, ce qui représente la principale source de risque.

1. Blocage de la garniture de forage

Symptôme : La garniture de forage est bloquée contre la paroi du puits et ne peut ni monter, ni descendre, ni tourner.

Diagnostic :

* **Blocage par adhérence de la pellicule de boue :** Ce problème se produit dans les formations telles que les argilites et les schistes, sujettes à l’absorption d’eau et à l’expansion. La pression de la pompe est normale ou augmente, et la garniture de forage peut circuler mais ne peut pas se déplacer. Ce problème survient généralement après l’arrêt complet de la garniture de forage.

* **Blocage par rainure de clavette :** Ce problème se produit dans les sections de puits présentant des coudes importants (angulations prononcées dans le puits). Il survient généralement après un forage normal, lorsque la garniture de forage est remontée et se bloque à un endroit précis ; sa descente est une procédure normale. * **Blocage par chute d'objet/Blocage par effondrement de paroi :** Un blocage soudain se produit ; la pression de la pompe peut augmenter (en raison de l'obstruction de l'espace annulaire par des matériaux d'effondrement) ou rester normale.

Prévention :** Utiliser un fluide de forage de haute qualité pour réduire les pertes d'eau et former une pellicule de boue mince et résistante.

Optimiser la trajectoire du puits et contrôler l'angle de courbure.

Maintenir une densité stable du fluide de forage et équilibrer la pression de formation.

Lors des manœuvres de tiges de forage, aléser le puits à plusieurs reprises dans les sections sujettes aux rétrécissements ou aux formations complexes.

Maintenir le puits propre et éviter l'accumulation de déblais.

2. Rupture de la garniture de forage

Symptômes : Chute soudaine du couple et de la pression de forage, chute possible de la pression de la pompe et « saut » de la flèche ou de la tête de forage.

Diagnostic :

Rupture par fatigue : La garniture de forage se rompt sous l'effet de contraintes alternées prolongées, à partir de rayures ou de points de corrosion.

Rupture par torsion due à une surcharge : Le trépan se bloque dans la roche dure et le couple dépasse momentanément la limite de résistance du train de tiges.

Usure et perforation : Le train de tiges s’amincit au contact de la formation et se perfore, finissant par se rompre.

Prévention : Appliquer rigoureusement les procédures d’inspection du train de tiges et inspecter et remplacer régulièrement les trains de tiges usés.

Éviter les opérations brusques telles que les forages soudains ou les augmentations brutales de pression.

Dans les formations très abrasives, contrôler la vitesse de rotation et utiliser des brides de serrage pour le train de tiges.

3. Perte de fluide dans le puits

Symptômes : Chute soudaine et rapide du niveau de fluide de forage dans le puits, avec un retour réduit ou nul.

Diagnostic :

* **Perte de perméabilité** : Chute lente et continue du niveau de fluide, fréquemment observée dans les grès meubles.

* **Perte par fracturation** : Chute modérée du niveau de fluide, fréquemment observée dans les formations présentant des fractures naturelles bien développées. * **Perte par cavitation :** Le niveau de fluide ne peut plus être rétabli instantanément, le fluide de forage disparaissant définitivement ; il s'agit du type de perte le plus grave.

Prévention :** Réaliser une étude géologique avant le forage et préparer à l'avance les matériaux de colmatage pour les zones potentiellement sujettes aux pertes de fluide.

* **Avant d'entrer dans une zone à risque de perte, réduire la densité du fluide de forage et le débit de la pompe.**

* **Utiliser des matériaux de colmatage de pontage pendant le forage.**

4. Injection de fluide

Symptômes :** Le débit de sortie du fluide de forage dépasse le débit d'entrée, le niveau de fluide dans le bassin de boue monte et du fluide déborde de la tête de puits après l'arrêt de la pompe. Diagnostic : La pression de formation dépasse la pression de la colonne de fluide dans le puits, provoquant l'infiltration des fluides de formation (pétrole, gaz, eau) dans le puits.

Prévention : Définir précisément la densité du fluide de forage afin de maintenir la pression de fond légèrement supérieure à la pression de formation.

Renforcez la surveillance sur site et détectez rapidement les indicateurs de débordement (il s'agit du signal d'alerte précoce le plus critique !).

Respectez scrupuleusement les procédures de contrôle des puits ; fermez immédiatement et correctement le puits dès la détection d'un débordement.

II. Causes d'accidents liées aux défaillances d'équipement : Une défaillance soudaine d'équipement peut entraîner directement des accidents de forage et même des blessures.

1. Défaillance du système hydraulique

Symptômes : Mouvement lent et faible de l'actionneur, surchauffe importante du système et bruit anormal.

Diagnostic :

Usure de la pompe principale : Débit et pression insuffisants.

Contamination de l'huile hydraulique : Provoque le grippage des soupapes et l'obstruction du circuit d'huile.

Joints endommagés : Fuites internes et externes, empêchant la montée en pression.

Prévention : Filtrez ou remplacez régulièrement l'huile hydraulique pour maintenir sa propreté.

Contrôlez régulièrement le niveau et la température de l'huile hydraulique.

Identifiez et réparez rapidement les fuites.

2. Défaillance du système de freinage

Symptôme : Le treuil principal ou le système d’alimentation ne freine pas, ce qui entraîne un glissement ou un blocage de la foreuse.

Diagnostic : Usure excessive des plaquettes de frein, entrée d’air dans le système de freinage hydraulique ou défaillance d’un joint.

Prévention : Vérifier quotidiennement l’usure des plaquettes de frein et les remplacer rapidement.

Purger régulièrement le système de freinage.

Tester systématiquement le freinage avant le levage et pendant la descente.

3. Défaillance du système d’alimentation

Symptôme : Le moteur s’arrête brusquement, provoquant une panne de courant totale à bord.

Diagnostic : Dysfonctionnement du système d’alimentation, problèmes électriques, protection contre les surcharges, etc.

Prévention : Effectuer l’entretien régulier pour garantir la propreté et la quantité de carburant, d’huile moteur et de liquide de refroidissement.

Vérifier régulièrement les batteries, les câbles et les connecteurs.

Éviter toute utilisation prolongée de l’équipement en surcharge.

III. Erreurs humaines et technologiques

1. Déviation du forage

Symptôme : La trajectoire réelle du puits s’écarte significativement de la trajectoire prévue.

Diagnostic : Pression de forage excessive, montage de la garniture de forage inadéquat ou opérations inappropriées dans des formations présentant une alternance de surfaces dures et molles.

Prévention : Utiliser des garnitures de forage à pleine section ou des garnitures de forage pendulaires pour éviter les déviations.

Appliquer le principe de « levage » (pression légère, rotation rapide), en particulier aux interfaces de formation.

Effectuer régulièrement des mesures de déviation (monopoint ou multipoints) pour surveiller la trajectoire du puits en temps opportun.

2. Détérioration des performances de la boue de forage

Symptômes : Adhérence et cisaillement incontrôlés, perte d’eau excessive, teneur en solides excessivement élevée.

Diagnostic : Contamination de la formation, agents de traitement inadaptés ou inefficaces, utilisation incorrecte du matériel de contrôle des solides.

Prévention : Tester régulièrement les performances de la boue de forage et les ajuster rapidement en fonction des changements de formation.

Utiliser efficacement les équipements de contrôle des solides tels que les tamis vibrants, les dessableurs et les désilteurs.

Doser scientifiquement les produits chimiques de forage et éviter de les ajouter au hasard.

Culture de sécurité fondamentale : Mettre en place une approche préventive.

Appliquer rigoureusement le système d’inspection : Les opérateurs, les contremaîtres et les ingénieurs doivent effectuer des inspections avant, pendant et après leur poste afin de résoudre rapidement les problèmes mineurs.

Renforcer la formation du personnel : S’assurer que chaque membre de l’équipe comprenne les principes de forage, le fonctionnement des équipements et les symptômes de dysfonctionnement, afin d’éviter de devenir un simple exécutant.

Établir des normes opérationnelles : Élaborer des procédures opérationnelles standard pour les opérations critiques (telles que les manœuvres de descente et de remontée de la tige de forage, le raccordement des sections et le contrôle du puits) et les respecter scrupuleusement.

Respecter les conditions de fond de puits : Toute variation anormale des paramètres (pression de la pompe, couple, retour de sable) constitue un signal d’alarme provenant du fond de puits et doit faire l’objet d’une enquête immédiate ; la vigilance est de mise.

Conclusion : La maîtrise des « tueurs invisibles » dans les opérations de forage ne repose pas sur la chance, mais sur une approche d’ingénierie des systèmes rigoureuse : un équipement de pointe, des processus scientifiques, une gestion méticuleuse et un haut degré de responsabilité. Seule la mise en œuvre efficace de mesures préventives permet d’optimiser la sécurité, l’efficience et la rentabilité.