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Application de la technique de forage à pression contrôlée (MPD) au puits "HAZ-103" dans le champ d’Hamra
(Université M’Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2017) Mayouf, Mansour; Djaarit, Yasser; Hadjadj, Ahmed (Promoteur)
Dans la plupart des opérations de forage, il est évident qu'une somme considérable d'argent est consacrée aux problèmes liés au forage, tels que le coincement de la garniture, les pertes de circulation et le coût excessif de la boue. Afin de diminuer le pourcentage de temps non productif (TNP) causé par ce type de problèmes, l'objectif est de contrôler la pression au fond du puits, en particulier dans les champs où le gradient de pression des pores et celui de la pression de fracturation sont trop proches, ce qu'on appelle «la fenêtre de forage étroite». Si nous pouvons résoudre ces problèmes, on pourra réduire le budget alloué au projet. Ainsi l'industrie pétrolière pourra forer des puits qui n'étaient pas économiquement exploitables. Le forage à pression contrôlée (MPD) est une nouvelle technique qui nous permet de surmonter ces types de problèmes de forage en contrôlant la pression au fond du puits. Comme l'industrie reste relativement inconsciente de l'ensemble de ses avantages, ce travail implique l’application d’une des variantes de l’MPD appelée CBHP pour la première fois dans le champ de Hamra, et propose suite à des simulations hydrauliques une optimisation du choix de l’ECD pour améliorer et rentabiliser les nouveaux puits susceptibles à être foré dans ce champ.
Etude numérique et estimation des frottements dans les puits pétroliers déviés
(Universite M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Hydrocarbures et de la Chimie, 2023) Mayouf, Mansour; Hadjadj, Ahmed(Directeur de thèse)
Les phénomènes de frottement du train de sonde avec la paroi dans les puits déviés peuvent induire une multitude de problème si les forces de frottement issues ne sont pas proprement contrôlées. Par conséquent, une estimation précise de ces forces est capitale pour la réussite des opérations de forage. ? cette fin, deux approches différentes ont été proposées. Notre première approche dans ce travail de thèse consistait à développer un modèle numérique qui fournit une description du comportement du train de sonde en termes de force axiale, de force de contact, de moment de flexion et de couple de torsion le long du puits. Le modèle développé a été validé en confrontant ses résultats avec ceux du modèle souple, qui est le standard de l'industrie pour le calcul de couple et de traînée, et avec des données d'un puits réel. Cette comparaison a indiqué que le modèle proposé fournit des résultats similaires à ceux du modèle souple dans la plupart des cas. Cependant, il a été démontré que notre modèle fournit une analyse approfondie du train de sonde plus que le modèle souple en termes de position des points de contact, du moment de flexion et du jeu radial. Les résultats de notre modèle ont également montré un bon accord avec les données réelles. Notre modèle rigide peut servir d'outil pour optimiser la conception des puits et les paramètres de forage, conduisant à des opérations de forage plus efficaces et plus sûres. Notre deuxième approche était basée sur l'utilisation des techniques d'apprentissage automatique pour la tâche de prédiction des valeurs futures du poids au crochet en temps réel pendant le forage. Quatre modèles d'architectures différentes, y compris le modèle de régression linéaire, les machines à vecteurs de support, le modèle d'ensemble XGBoost, et la variante des réseaux de neurone récurrents LSTM, ont été entrainés et évalués en termes de précision et de besoin en temps sur l'ensemble des données du puits réel. Les résultats ont montré que le modèle de régression linéaire est la meilleure option pour la prédiction du poids au crochet en temps réel du fait de sa précision durable, sa simplicité, son temps d'entrainement réduit et sa mise en œuvre facile étant donné qu'une quantité suffisante de données lui est fournie. Cette approche peut aider à l'optimisation des paramètres de forage en temps réel et à la détection rapide des problèmes de forage
A stiff-String model for torque and drag analysis in directional wells
(Springer, 2022) Mayouf, Mansour; Hadjadj, Ahmed
Overcoming friction forces generated from the contact of tubulars with the wellbore is one of the most important challenges in directional drilling, hence the need to accurately predict these friction forces. This paper undertakes the issue of tubular friction modeling in directional wells and presents a new approach for calculating torque and drag which relies on the beam theory for large deformations in the vertical plane. A comparative study using the soft-string model, a commercial stiff-string model, and the proposed model is carried out. To effectively test the validity and limitations of the proposed model, two wells with different geometries are studied. Results indicate that the proposed model gives similar predictions of the axial force and torque compared to the other industry-validated models where the difference of values at surface did not exceed 1% in all operations for smooth trajectories. Opposed to the soft-string model, the proposed model is able to predict the contact side and provide a profiling of the bending moment across the drill string. It is also able to carry out radial clearance analysis which has been shown to be of great importance when tortuosity is an issue where an increase of up to 10.05% of axial force at surface was observed when the hole diameter was reduced from 0.40 to 0.18 m for a tortuous well. The proposed model suffers, however, from the inability to model the post-buckling behavior of tubulars, which could generally be solved by pairing it with already available buckling models