Contrôle des sables : types de construction

Les grilles de puits pour controle des sables sont fabriquees en trois types de construction principaux, chacun concu pour une combinaison differente de charge mecanique, de comportement de la formation et de design de completion. Choisir le mauvais type entraine une defaillance prematuree -- par effondrement de la grille, production de sable ou colmatage.

Enroulement direct (fil profile enroule sur tiges)

Le fil en V est enroule en helice autour d'un reseau interieur de tiges de support longitudinales et soude par resistance a chaque point de croisement. Il n'y a pas de tube interieur ; la cage de tiges soudees supporte la charge mecanique. Cela produit la surface ouverte la plus elevee des trois types, typiquement 35 a 65 pour cent selon l'ouverture de fente et le profil du fil. Le poids leger et la capacite d'admission elevee font de l'enroulement direct le choix prefere pour les puits d'observation, les puits de surveillance, les grilles d'assechement basse pression et les puits d'eau peu profonds ou la pression de formation et la charge axiale sont moderees. L'enroulement direct est aussi utilise comme element exterieur dans les configurations pre-pack.

Sur tube (tube de base perfore avec enroulement de fil)

Un tube de base API perfore (avec trous perces ou fentes usinees) constitue l'epine dorsale structurelle. Le fil en V est enroule et soude sur la surface exterieure, separe du tube par des nervures de support qui maintiennent un annulaire libre pour l'admission. Le tube de base offre la resistance a la traction axiale, la resistance a l'ecrasement et des raccords filetes fiables (BTC, NUE, EUE ou filetages premium), ce qui en fait la construction standard pour les puits de production d'hydrocarbures verticaux et horizontaux. La surface ouverte est inferieure a celle de l'enroulement direct (typiquement 5 a 15 pour cent de la surface du tube de base, definie par le motif de perforation), mais la grille peut etre descendue sur tubing dans des puits profonds et devies sans flambage. Les grilles sur tube sont la solution de reference des completions de controle des sables API 19SS.

Grilles pre-pack a gravier

Deux grilles concentriques a enroulement de fil enserrent une couche de gravier lie a la resine ou en vrac entre elles. La couche de gravier interieure est dimensionnee pour pieger les grains de sable de la formation et agit comme milieu filtrant primaire ; les grilles exterieure et interieure retiennent le pack de gravier lui-meme. Les grilles pre-pack offrent le plus haut niveau de controle des sables dans les formations non consolidees et les completions a trou ouvert ou les operations conventionnelles de gravel-packing sont impraticables. La taille du gravier est dimensionnee par rapport au D50 de la formation : le D50 du gravier est typiquement 5 a 7 fois le D50 de la formation, puis la fente de la grille exterieure est dimensionnee pour retenir le gravier plutot que la formation directement. Les grilles pre-pack impliquent un surcout et une complexite accrue et reduisent davantage la surface ouverte, mais elles previennent la migration des fines et l'erosion de la grille dans les reservoirs mal consolides.

Recapitulatif de selection

Utiliser l'enroulement direct lorsque la pression de formation et la charge axiale sont moderees, que la surface ouverte est le principal critere de conception et qu'un tube interieur n'est pas requis. Applications typiques : puits d'observation, puits de surveillance, assechement, puits d'eau peu profonds.

Utiliser le sur tube lorsque la grille doit supporter les charges axiales et d'ecrasement d'un puits de production profond, devie ou haute pression. Le tube de base perfore permet aussi des raccords filetes API fiables et fournit une etancheite positive contre le tubage du puits pendant les operations de gravel-pack. C'est le choix standard pour les puits verticaux et horizontaux de petrole, de gaz et d'injection d'eau.

Utiliser le pre-pack a gravier lorsque la formation est non consolidee ou a grains fins, que le gravel-packing conventionnel n'est pas realisable et qu'un controle des sables supplementaire au-dela d'une grille a fentes seules est requis. Frequent dans les huiles lourdes, le SAGD et certains reservoirs offshore en gres non consolides.

Notes de fabrication

ADEN fabrique les trois types de construction a partir de nuances de materiaux allant du SS 304L au Super Duplex 2507, Inconel 625 et Inconel 825 pour les services corrosifs ou acides. Les raccords d'extremite comprennent les filetages tubing API (BTC, NUE, EUE, premium), les brides API et les extremites lisses. Les grilles sont testees selon les exigences API 19SS / ISO 17824 incluant la charge axiale, la pression d'ecrasement et la pression d'eclatement sur des echantillons selectionnes par lot.