La prévention des à-coups de pression (kicks) est un volet essentiel de notre R&D. Complexification des puits, conditions de forage toujours plus difficiles pour atteindre nos objets... Dans ce contexte, la capacité à détecter des venues de fluides dès que possible et, idéalement, à les prévoir avant qu’ils ne se produisent, constitue le prochain pas vers l’optimisation de la sécurité de nos opérations et l’amélioration de notre gestion des risques d’accident majeur.

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Claudine Boehm

Forage & Puits

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Darryl Fett

R&D

Pour mener ses activités d’exploration et de développement, Total mobilise chaque jour 20 appareils de forage dans le monde, et nombre d’entre eux forent des puits complexes, parfois haute pression et/ou haute température. Certains de ces programmes de forage – qui souvent portent sur des zones à grande profondeur – présentent des risques liés au contrôle du puits, aux conséquences potentiellement catastrophiques pour notre personnel, nos installations, l’environnement et le Groupe.

Pour relever ces défis, nous mettons tout en œuvre pour mieux détecter et prévenir des à-coups de pression. Si ces venues indésirables de fluides de formation dans le trou foré au cours du forage n’est pas un phénomène nouveau pour l’industrie pétrolière et gazière, elles ont toujours présenté le risque de dégénérer en un événement grave.

Certaines des technologies nécessaires à la détection de ces à-coups sont employées depuis plus d'un demi-siècle et se résument pour l’essentiel à des mesures de diagraphie instantanée des boues à la surface. Mais il peut s’écouler plusieurs heures avant que les boues de forage contenant les fluides de formation remontent jusqu’au plancher de forage, d’où une diminution de la capacité à maîtriser les conséquences potentielles du phénomène des à-coups.

La révolution des technologies d'information conduit à des percées de R&D en matière de détection précoce

Pour faire face à ces risques, nos équipes de R&D s’efforcent de trouver un moyen d’amener les capacités de détection dans le trou foré, que ce soit au niveau du trépan ou du fond marin, afin que nous soyons avertis dès que possible en cas de changement des conditions dans le puits, bien avant que la boue ne remonte à la surface.

S’appuyant sur tout un éventail de nouvelles technologies dont nous disposions pas il y a encore cinq ans, nos recherches se sont intensifiées et se concentrent désormais sur trois grands axes : l’amélioration de la qualité des mesures, la collecte de ces données en temps réel à la surface et l’efficacité accrue du traitement des données pour détecter les problèmes dès que possible afin de prévenir, ou au moins, de repérer l’à-coup, de le minimiser et d’en maîtriser les effets dans un laps de temps très court.

  • Mesures – Les outils de télémesure de fond (measurement while drilling, MWD) et de diagraphie en cours de sondage (logging while drilling, LWD) existent déjà mais ils sont encombrants et coûteux. Total s’est donc associé à des sociétés de services et à des start-up pour développer des capteurs – dont certains s’inspirent des systèmes microélectromécaniques (MEMS) – qui soient plus petits, plus économiques et plus faciles à intégrer à l’assemblage de fond.

Le développement de capteurs ne fait pas partie du cœur de métier de Total mais nos équipes d’exploration-production savent exactement ce qui doit être mesuré, où, quand et avec quelle précision, de sorte que nous fournissons ces renseignements à des sociétés spécialisées. Nous en sommes aujourd’hui à la phase d’essais en laboratoire pour optimiser la conception des futurs capteurs de fond. Certains de ces capteurs semblent très prometteurs et nous permettraient de collecter des données plus précises sur les moindres changements de la composition des fluides au niveau du trépan ou de l’assemblage de fond, et le long de la garniture de forage, ce qui représente à la fois l'un des plus grands défis en matière de R&D dans le secteur et une occasion de changer la donne en matière de contrôle des puits.

Pour aller plus loin, on sait que l’endroit idéal pour mesurer le flux se situe dans le trou foré, et aussi près de la source que possible. Nous travaillons donc sur l'affinage des mesures de l’écoulement au fond et de l’écoulement annulaire, et étudions les possibilités d'ajouter divers capteurs le long de la garniture de forage.

  • Télémétrie – La capacité à transmettre des séries de données à la surface en simultané, sans dépendre de la circulation des boues, sera la prochaine grande avancée du secteur. Les tiges câblées permettent déjà la transmission instantanée et bidirectionnelle des données du puits lors du sondage, ou lorsque les pompes sont à l’arrêt.

Désormais, Total – épaulé par ses prestataires et d’autres partenaires industriels potentiels – cherche à développer des technologies sans fil pouvant gérer une grande quantité de données et les transmettre à la surface dès que possible.

  • Traitement – Dans la mesure où Total cherche à accélérer la collecte de données pertinentes au moment opportun, nos équipes d’exploration-production doivent s'assurer de disposer des logiciels adaptés pour interpréter ces données et en extraire des informations utiles.

Grâce aux récentes percées dans le domaine de l’analyse des données et de l’intelligence artificielle, nous n’avons jamais été aussi près du but. Là encore, nous collaborons avec un certain nombre de sociétés de services, et nous couplons leurs technologies au savoir-faire du Groupe pour développer des solutions logicielles capables d’interpréter les signaux et de faire un premier tri dans les informations afin d'éviter les fausses alertes.

À travers ces multiples projets de R&D, menés en partenariat ou en interne, Total se positionne en tête de la course à l’innovation dans le secteur, course qui devrait déboucher sur des solutions concrètes en matière de détection précoce des à-coups de pression dans les deux à trois années à venir.