FR2609102A1 - Methode et dispositif pour effectuer des mesures ou/et interventions dans une zone d'un puits soumise a une compression hydraulique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE METHODE ET UN DISPOSITIF POUR EFFECTUER DES MESURES ETOU INTERVENTIONS A L'AIDE D'UN ENSEMBLE D'INSTRUMENTS DANS UNE ZONE D'UN PUITS RELIEE PAR UN TUBAGE 6 A DES MOYENS DE MISE SOUS PRESSION HYDRAULIQUE. LA METHODE SELON L'INVENTION EST NOTAMMENT CARACTERISEE EN CE QUE L'ON CONTROLE AU MOYEN D'UN ORGANE LA CIRCULATION DE FLUIDE PROVENANT OU ALLANT VERS LA ZONE DE FRACTURATION, EN CE QUE CET ORGANE 12A, 12B EST COMMANDE AU MOINS PARTIELLEMENT PAR UN CABLE 17, EN CE QUE CET ORGANE EST SITUE EN UN LIEU DU TUBAGE VOISIN DE LA ZONE DE FRACTURATION, ET EN CE QUE L'ENSEMBLE EST RELIE PAR UN CABLE 17, 13 A LA SURFACE. LE DISPOSITIF SELON L'INVENTION PERMET UNE MISE EN OEUVRE DE LA METHODE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX MESURES OUET INTERVENTIONS EXECUTEES LORS DE LA FRACTURATION HYDRAULIQUE DE PUITS FORES DANS LE SOL.

Description

La présente invention concerne une méthode et un dispositif permettant d'effectuer des mesures ou/et interventions dans un puits au niveau de formations environnantes, et plus particulièrement de formations soumises à une compression hydraulique. L'invention est notamment applicable lorsqu'il s'agit d'effectuer des mesures et/ou interventions au niveau de formations géologiques si tuées dans une zone devant être isolée du reste du puits dans laquelle on injecte un fluide hydraulique sous pression afin de fracturer les formations à ce niveau (procédé de fracturation hydraulique).

Des techniques antérieures de fracturation hydrauliques sont, par exemple, décrites dans le brevet US-3.427.652.

Les mesures effectuées en appliquant la présente invention peuvent, par exemple, comprendre L'enregistrement triaxial des bruits produits par les roches ainsi mises sous contrainte. L'analyse des vibrations décelées permet de définir l'orientation de la source de bruit et par suite, la direction de propagation de la fracture. Cette technique d'analyse est bien connue des géophysiciens et ne sera pas décrite ici plus en détail.

Des techniques selon l'art antérieur pour déterminer la propagation des fractures dans le sol sont décrites, par exemple, dans les brevets US-3.739.871 et 3.775.739.

Les mesures effectuées pourront également comporter l'enregistrement de la pression et de la température de fond, La mesure (focalisée ou non) de la résistivité électrique des formations, L'écoute et l'enregistrement des bruits créés par L'écoulement des fluides produits par les formations géologiques.

Ces mesures pourront être complétées par la visualisation des parois du puits par caméra de télévision, par exemple.

L'un des objets de l'invention est de fournir un dispositif et une méthode permettant d'empêcher que les fuites de fluide, provenant du tubage sous pression et alimentant une zone de puits soumise à une compression hydraulique, influent sur les mesures que l'on effectue notamment dans ladite zone de compression.

Dans un mode de réalisation, l'invention permet notamment de déplacer un ensemble d'un ou de plusieurs instruments de mesure ou/et d'intervention, en particulier dans la zone de puits soumise à compression en vue de les y mettre en place.

L'invention permet aussi de protéger des actions mécaniques extérieures un ensemble d'instruments placé à l'extrémité inférieure du tubage, lors de la descente de cet ensemble dans le puits vers la zone de compression,.

On connait dans le brevet FR-2.544.013 un dispositif et une méthode permettant d'effectuer des mesures ou/et interventions dans un puits, ou dans une zone de puits soumise à une compression hydraulique.

Cependant, cette solution antérieure qui permet de placer un ensemble d'instruments avant ou pendant une compression hydraulique et qui assure la protection de l'ensemble d'instruments au cours de sa mise en place, est notamment sensibLe aux fuites de fluide dans le tubage.

Les mesures ou/et interventions sont effectuées à L'aide d'un ensemble d'instruments relié à la surface par un câble.

Cette méthode est notamment caractérisée en ce que L'on contrôle, en un lieu de tubage voisin de Ladite zone de fracturation, tout écoulement du fluide de fracturation provenant de, ou allant vers
Ladite zone de fracturation, au moyen d'un organe de contrôle commandé au moins partiellement par ledit câble depuis la surface. Le câble est placé à l'intérieur du tubage, et l'organe de contrôle est notamment adapté à permettre ou à empêcher la circulation de fluide à son travers.

L'organe de contrôle pourra comporter un obturateur solidaire du câble relié à la surface et un siège solidaire du tubage. L'obturateur coopérant avec ledit siège pour assurer L'écoulement et Le non écoulement du fluide à travers ledit organe et L'organe de contrôle pourra permettre à son travers la circulation de fluide en exerçant une traction contrôlée sur ledit obturateur par l'intermédiaire dudit câble.

En exerçant une traction contrôlée sur ledit obturateur par
L'intermédiaire dudit câble, on pourra empêcher toute circulation de fluide à travers Ledit organe.

On pourra maintenir l'organe-de contrôle dans une position empêchant toute circulation de fluide en produisant une différence de pression contrôlée entre le tubage et La zone à fracturer, soit de part et d'autre dudit organe
Pour effectuer les mesures ou/et interventions à l'aide d'un ensemble comportant des moyens d'ancrage, tels des bras, adaptés à immobiliser ledit ensemble dans ladite zone du puits soumise à la fracturation, cet ensemble comportant en outre, un câble de liaison flexible et souple, l'organe de contrôle pourra comporter un siège solidaire du tubage et un obturateur solidaire du câble relié à la surface, l'obturateur étant déplaçable par translation suivant l'axe du câble, le siège coopérant avec L'obturateur pour permettre ou empêcher l'écoulement du fluide à travers l'organe, le câble de liaison pourra être relié audit obturateur, et l'on pourra produire relativement au puits, des déplacements du câble de liaison et de l'ensemble d'instruments en déplaçant le câble relié à la surface et/ou le tubage.

Lorsque la partie inférieure du tubage comporte un carter de protection dans lequel se trouve l'ensemble d'instruments lors de la mise en place dudit tubage dans ledit puits, et lorsque l'obturateur permet la circulation de fluide lorsqu'une traction contrôlée est exercée sur ledit câble relié à la surface, la méthode pourra comporter des étapes suivantes a) on descend ledit ensemble dans le puits, b) on place un organe d'étanchéité assurant le confinement entre la
zone de puits à fracturer et ledit tubage, c) on sort l'ensemble de son carter protecteur, d) on ancre L'ensemble d'instruments, e) on assure la détente du câble de liaison, f) on produit une pression hydraulique dans la zone de manière à
assurer la fracturation, g) on obture l'organe de contrôle, et h) on produit une surpression dans Ledit tubage, l'étape b n'est pas nécessairement L'étape initiale mais doit se placer avant L'étape f, L'étape f peut se placer entre les étapes b et 9e
Lorsque L'obturateur est adapté à permettre la circulation de fluide quand une traction contrôlée est exercée sur le câble relié à la surface et lorsque le siège a une section suffisante pour permettre audit ensembLe d'instruments de passer à son travers, la méthode pourra comporter Les étapes suivantes : i) on place le tubage dans le puits, j) on place un organe d'étanchéité assurant le confinement entre la
zone de puits à fracturer et le tubage, k) on fait coulisser L'ensemble dans Ledit tubage,
I) on ancre l'ensemble d'instruments dans Le puits au niveau de la
zone à fracturer, m) on assure la détente du câble de liai son, n) on produit une pression hydraulique dans la zone de fracturation de
manière à assurer la fracturation, o) on obture L'organe de contrôle, et p) on produit une surpression dans le tubage
L'étape j peut se placer après l'étape m, et l'étape n avant l'étape k, mais l'étape j est toujours antérieure à l'étape n.

Lorsque l'ensemble d'instruments est relié par le câble de liaison à un organe de connexion électrique et le câble relié à la surface comporte au moins une ligne de transmission, la méthode pourra comporter les étapes suivantes - on équipe L'ensemble d'instruments d'une fiche électrique de
raccordement enfichable en milieu liquide, - on place l'ensemble à l'extrémité du tubage et on place l'organe de
connexion dans une position permettant la connexion avec un organe
complémentaire relié au câble relié à la surface provenant de
l'extrémité supérieure du tubage, - puis on introduit dans le tubage un câble de transmission équipé
d'un organe de connexion électrique adapté à venir se raccorder à
celui relié audit ensemble d'instruments,
On pourra placer dans le tubage une pièce-support connectée à un câble relié à la surface ou à l'organe de contrôle ou au câble de liaison, la pièce-support étant déplaçable dans le tubage entre deux positions, la pièce-support comportant des moyens de retenue dans une première position où la pièce s'écarte de l'extrémité inférieure du tubage, ces moyens étant déverrouillables par l'intermédiaire du câble relié à la surface, et - on pourra placer la pièce-support dans l'une ou l'autre des deux
positions pour produire une ouverture ou une fermeture de l'organe
de contrôle et éventuellement pour produire le déplacement de
L'ensemble d'instruments relativement audit tubage.

L'invention fournit également un dispositif permettant d'effectuer des mesures ou/et interventions dans un puits, et plus précisément dans une zone de ce puits soumise à une compression hydraulique, ce dispositif comportant un tubage ouvert à son extrémité inférieure et d'un diamètre inférieur à celui du puits, un ensemble d'un ou plusieurs instruments fixé à un câble relié à La surface et un organe annulaire d'étanchéité expansible entourant Ledit tubage à sa partie inférieure.

Le dispositif est notamment caractérisé en ce qu'il comporte en outre un organe adapté à contrôler La circulation de fluide entre le tubage et la zone de compression, et en ce que ledit organe est commandé par le câble.

Lorsque le dispositif comportera un ensemble d'un ou plusieurs instruments, déplaçable par télécommande depuis la surface entre une première position, où ledit ensemble est rapproché du tubage, et une deuxième position où il en est éloigné, ledit organe de contrôle pourra comporter un obturateur soLidaire dudit câble relié à la surface et adapté à être déplace par translation suivant l'axe dudit câble, et un siège solidaire du tubage, le siège coopérant avec l'obturateur, l'ensemble pourra comporter un câble de liaison flexible et souple solidaire dudit obturateur, ledit obturateur étant situé entre l'ensemble et le câble relié à la surface.

Le tubage pourra comporter à son extrémité inférieure un carter protecteur dans lequel peut se loger Ensemble dtinstruments et le dispositif pourra comporter un organe de contrôle laissant circuler le fluide à travers ledit organe quand une traction contrôlée est exercée sur le câble, et une pièce-support déplaçable dans le tubage placée sur Le câble de traction et adaptée à maintenir l'ensemble dans le carter Lorsqu'elle est dans une première position, permettant d'une part de sortir du carter et d'éloigner du tubage l'ensemble et d'autre part d'empêcher toute circulation de fluide entre le tubage et la zone lorsque ladite pièce-support est dans une deuxième position.

La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus nettement à La lecture de la-description qui suit, illustrée par les figures annexées dans lesquelles - les figures 1 et 2 illustrent respectivement la position initiale et
une position de travail d'un dispositif selon L'invention, descendu
dans un puits traversant des formation géologiques, - les figures 3A et 3B montrent schématiquement en vue développée le
système d'ancrage de la pièce-support, respectivement dans la
position de verrouillage de cette pièce et au cours de son
déverrouillage, - la figure 3C est une vue en détail du dispositif au voisinage de
l'organe de contrôle de la circulation de fluides entre le tubage et
la zone de compression, - les figures 4 à 8 illustrent les différentes phases de la mise en
oeuvre du dispositif selon l'invention.

Les figures 1 et 2 correspondent respectivement à la position initiale d'un dispositif selon l'invention, descendu dans un puits 1 partiellement tubé et à la position de travail de ce dispositif, dans laquelle la sonde 2 est sortie de son carter protecteur 3.

Le puits 1 est équipé sur une certaine longueur d'un tubage 4 terminé par le sabot 5 à sa partie inférieure.

Le dispositif représenté comporte à sa partie inférieure le carter protecteur 3 dans lequel se loge au moins partiellement L'ensemble d'instruments de mesure ou d'intervention 2 et qui est surmonté d'un tubage 6 auquel ce carter est raccordé.

On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple, que L'ensemble d'un ou plusieurs instruments 2 comporte une sonde de diagraphie, mais il pourrait également comporter une caméra de télévision, ou un instrument d'intervention tel que, par exemple, un outil de perforation, etc.

Un organe d'étanchéité annulaire 7, expansible radialement, pouvant être d'un type classique (packer) est interposé entre le carter 3 et le tubage 6. Tous moyens de sécurité adaptés et bien connus de l'homme de l'art pourront être utilisés tors de la mise en place de l'organe d'étanchéité 7, de telle manière qu'un blocage de cet organe 7 ne nuise pas à la remontée de L'ensemble d'instruments 2.

L'expans-ion radiale de cet organe est par exempLe obtenue par déplacement axial du tubage 6, provoquant l'écartement de coins d'ancrage du packer. On pourra aussi utiliser un packer à ancrage hydraulique d'un type connu, par exemple le modèle AD1 de la Société
BAKER OIL TOOLS.

Dans sa position d'expansion, cet organe 7 est pressé contre la paroi du tubage 4. Le carter 3 et le tubage 6 sont tous deux ouverts à leurs extrémités.

Un guide de centrage tubulaire 8 est logé dans le tubage 6, cet élément tubulaire étant ouvert à sa partie supérieure et comportant à sa partie inférieure une pièce-support ou base 9 équipée d'un système d'ancrage 8a.

L'ensemble d'instruments 2 est relié à la base 9 par une liaison souple, c'est-à-dire de raideur négligeable qui, dans L'exemple de réalisation illustré, comporte un câble de liaison 13 traversant un passage axial 7a de L'organe 7 et de longueur telle que, dans ta position haute de La base 9 (Fig. 1), la sonde 2 est logée, au moins partiellement, à L'intérieur de son carter protecteur 3, tandis que dans la posi-tion basse de la base 9, la sonde 2 est sortie du carter 3 (position de travail représentée sur la figure 2).

Le câble 13 contient des conducteurs électriques d'alimentation et de transmission des mesures qui relient electriquement la sonde 2 à une fiche électrique mâle 14, multi-contact, disposée sur la base 9. Cette fiche mâle est adaptée à recevoir une prise femelle complémentaire 15 surmontée d'une barre de charge ou de lestage 16.

Un système d'ancrage, soit mécanique comportant par exemple des rondelles cisaillables adaptées à la prise 15 et coopérant avec des organes de retenue solidaires du tube 8, soit électro-hydraulique (comportant par exemple des coins d'ancrage actionnés par moteur télécommandé), assure une liaison mécanique entre la barre 16 et la base 9 lorsque le contact électrique est réalisé entre la fiche mâle 14 et la prise femelle 15.

L'ensemble formé par la prise femelle 15 et la barre de charge 16 est fixé à l'extrémité inférieure d'un câble de traction 17 renfermant des conducteurs électriques d'alimentation et de transmission des mesures effectuées par la sonde 2. Ce câble peut en outre renfermer des conducteurs assurant la commande de certains organes, tels celui de retenue lorsque celui-ci est électro-hydraulique, ou assurant la transmission fournie par différents capteurs.

Des exemples de connecteurs électriques utilisables pour constituer l'ensemble de la fiche mâle 14 et de la prise femelle 15 sont décrits dans le brevet-US-4.500.155.

La sonde pourra, par exemple, être de type connu et comporter comme moyens d'ancrage des bras d'ancrage articulés 18, 19 repliés le long du corps de la sonde lorsque cette sonde est logée dans le carter protecteur (Fig. 1), ces bras étant déployés hydrauliquement par télécommande électrique depuis la surface, par l'intermédiaire des câbles 17 et 13, lorsque la sonde 2 est sortie du carter 3, dans la position de travail représentée sur la figure 2, les bras 18 et 19 s'ancrant alors dans la paroi du puits et pressant la sonde 2 contre cette paroi du côté diamétralement opposé (Fig. 2).

Ces bras pourront être reliés à un ou plusieurs patins s'appliquant contre la paroi du puits.

Dans un exemple d'application où la sonde 2 est utilisée pour détecter et enregistrer des signaux acoustiques produits par des formations géologiques fissurées par fracturation hydrauLique, cette sonde pourra notamment comporter des accélérométres dynamiques triaxiaux 20, enregistrant les composantes Ax, A et A du bruit suivant trois axes
y z perpendicuLaires entre eux.

Cette sonde pourra également comporter un hydrophone enregistrant les ondes de compression du fluide contenu dans Le trou et des capteurs de pression 21 et 22 mesurant respectivement la pression hydrostatique régnant dans le puits à l'extérieur de la sonde et la pression d'application des bras 18 et 19 contre la paroi.

Cette sonde pourra également comporter des capteurs déterminant de façon connue - son inclinaison sur la verticale ainsi que l'angle formé par une
génératrice repère de cette sonde avec le plan vertical passant par
l'axe de la sonde ("tool face"), cela au moyen d'accéléromètres
statiques triaxiaux ou des inclinomètres, - l'orientation de la sonde par rapport au nord magnétique, c'est-à
dire l'angle que fait le plan vertical passant par l'axe de la sonde
avec le plan vertical contenant le nord magnétique (au moyen de
magnétométres triaxiaux ou d'une boussole).

Lorsque La sonde est quasiment verticale, on considère seulement l'angle compris entre le plan vertical contenant l'axe de la sonde et la génératrice repère et le plan vertical contenant le nord magnétique utilisant des magnétométres dynamiques triaxiaux, ou une boussole.

Dans L'exemple précité, la base ou pièce-support 9 comportant un guide de centrage 8, est munie de moyens de retenue entièrement mécanique comprenant une rainure 10 coopérant avec des ergots de retenue 10a. Ce système permet de maintenir la pièce-support dans une première position, représentée sur la figure 1, où la partie inférieure de la base 9 est située au-dessous d'une butée haute pouvant être formée par un épaulement interne 11 du tubage 6 (Fig. 3C) à une distance suffisante de celle-ci pour que le système d'ancrage puisse être déverrouillé en soulevant la base 9 (voir ci-après).

Lorsque la rainure 10 est dégagée des ergots de retenue 10a, la piècesupport peut se placer vers une deuxième position, ou position basse, sous l'effet de la gravité ou d'un pompage hydraulique. Dans la position basse, un obturateur 12b placé à l'extrémité inférieure de la pièce-support 9 coopère avec un siège 12a solidaire du tubage de manière à empêcher toute circulation de fluide.

L'organe comportant l'obturateur 12b et le siège 12a permet de contrôler la circulation de fluide à travers le tubage au niveau dudit organe.

La pièce-support 9 ainsi que l'épaulement interne 11 présente des évidements ou alésages permettant à un fluide hydraulique de s'écouler tout au long du tubage 6, autour du guide de centrage 8, tant que
L'obturateur 12b ne coopere pas avec le siège 12a pour obturer le tubage 6.

Ainsi que le montrent schématiquement les figures 3A et 3B, le système d'ancrage 10 pourra comporter une rainure en forme de W ménagée dans la paroi externe de la base 9 du guide de centrage 8, cette base 9 pouvant tourner autour d'un axe vertical par rapport au tubage 6.

Dans la position haute représentée sur les figures 3A et 3C, le bord supérieur du sommet de cette rainure est soutenu par un ergot 10a solidaire de la paroi interne du tubage 6.

En soulevant légèrement L'ensemble 16-15-14-8-9 par une traction F, exercée sur le câble 17 à partir de ta position représentée sur la figure 3A, l'encoche 10b à la partie superieure de la rainure 10 est dégagée de L'ergot îOa. Le bord supérieur 10c de la rainure 10 s'appuie alors sur cet ergot, provoquant une rotation de la base 9 qui amène le bord supérieur 10d de la rainure 10 en regard de l'ergot. En relâchant la traction F, le bord 10d vient en appui sur l'ergot 10a, entraînant la rotation de la base 9 jusqu'à son dégagement de l'ergot 10a à travers l'ouverture 10e (Fig. 3B).

L'ensemble précité peut alors descendre par gravité jusqu'à sa position basse représentée sur La figure 2.

Au lieu du système d'ancrage entièrement mécanique décrit ci-dessus,
La base 9 pourrait comporter un système d'ancrage électro-hydraulique télécommandé depuis la surface.

Dans cette disposition, la garde entre La pièce-support 9 et
L'épaulement 11 peut être reconsidérée, puisque le débattement nécessaire à libérer l'ergot 10a de la rainure en W n'a plus sa raison d'être en tant que tel.

La mise en oeuvre de ce dispositif est indiquée ci-dessous en se référant aux figures 4 à 8 qui montrent les étapes successives de cette technique. La figure 4 illustre la première étape dans laquelle on réalise tout d'abord en surface La fixation du packer 7 à
L'extrémité inférieure du tubage 6.

On introduit alors dans ce dernier, disposé verticalement, la base ou pièce-support 9 muni du guide de centrage 8 que l'on place en position haute ou première position (Fig. 1), la base 9 reposant sur les ergots 10a par l'intermédiaire de la rainure d'ancrage 10, en faisant passer à travers le packer 7 le câble de liaison comportant des lignes électriques 13 préalablement connecte à La base 9.

Dans d'autres modes de réalisation du dispositif selon L'invention, on pourra, au lieu de placer le packer 7 entre l'extrémité inférieure du tubage 6 et le carter protecteur 3, supprimer le carter protecteur 3, ou placer le packer 7 au-dessus de L'extrémité inférieure du tubage, comme par exemple, au-dessus du niveau de L'extrémité supérieure du guide de centrage 8 lorsque celui-ci est dans sa position la plus haute.

La sonde (ou outil d'intervention) 2 est alors fixée sous le packer 7 à l'extrémité inférieure du câble de liaison 13 et se trouve ainsi suspendue aux ergots 10a dans la position haute de La figure 1. On fixe alors à l'extrémité inférieure du packer 7 le carter protecteur de la sonde qui se trouve logée à l'intérieur du carter.

L'ensemble est alors progressivement descendu dans le puits 1 (Fig. 4) depuis la tour de forage 23, en ajoutant des éléments de tubage successifs 6, jusqu'à ce que la sonde 2 atteigne la profondeur désirée, par exemple sensiblement au niveau du sabot 5, le nombre d'éléments de tubage 6 connectés bout à bout permettant de connaitre à tout instant la profondeur atteinte. Lorsque cette position est atteinte, le packer 7 est ancré à l'extrémité inférieure du tubage 4 (Fig. 5).

Le tubage 6 est relié à sa partie supérieure à une canalisation 24 d'alimentation en fluide hydraulique sous pression et est muni à son sommet d'un obturateur de sécurité ou presse-étoupe 25 dans lequel on fait coulisser le câble de traction 17 soutenant l'ensemble formé par la barre de charge 16 et la prise femelle 15, jusqu'à ce que cette dernière vienne se raccorder à la fiche mâle 14 fixée sur la base 9 du guide de centrage comportant par exemple un élément tubulaire 8 qui supporte la sonde, le guide de centrage 8 assurant un guidage de
L'ensemble 15-16 pour faciliter ce raccordement.

Des organes d'encLenchement ou de liaison mécanique 15a et 8a sont respectivement adaptés à la prise 15 et à La paroi interne du tube 8.

Dans l'exemple considéré, les organes 15a et 8a sont constitués respectivement d'une rondelle cisaillable portée par la prise 15 ou La barre de charge 16 et de bras ou couteaux de retenue de cette rondelle, portés par le guide tubulaire 8. Ces organes 15a et 8a sont adaptés à être dégagés L'un de L'autre par une traction suffisante exercée sur le câble 17 depuis -La surface.

On pourrait utiliser tout autre type de moyen connu commandé à distance, tels des chiens électriques ou éiectro-hydraulique permettant de solidariser La barre de charge 16 de la pièce-support 9.

Le câble 17 est déroulé depuis La surface à partir d'un treuil 26.

Entre le treuil 26 et L'obturateur 25, le câble 17 passe sur les poulies de renvoi 27 et 28 (Fig. 6).

Lorsque l'opération de connexion électrique de la prise 15 à la fiche 14 ainsi que La Liaison mécanique entre la barre 16 et La base 9 sont réalisées, tandis que la base 9 est maintenue dans La position haute - on produit un pompage de fluide hydrauLique sous pression à travers
La canalisation 24 située en surface, de manière à assujettir la
zone la si tuée sous Le packer 7 à une compression hydraulique en vue
d'une fracturation.

Le fluide pompé circuLe à travers Le tubage 6, autour du guide de
centrage 8 (les orifices 8b du guide étant placés pour faciliter le
transfert de fluides entre'l'intérieur et L'extérieur du guide), à
travers la base 9 par des conduits 9d au niveau de la rainure en W
et des conduits 9c sur la partie de la base coopérant avec
l'épaulement 11, avant de traverser le siège 12a.

- On exerce ensuite une Légère traction F sur le câble 17 (fig. 3B)
qui permet de désolidariser de L'ergot 10a la base 9 de l'élément
tubulaire 8 qui passe alors en position basse correspondant à la
figure 2, la sonde 2 étant sortie de son carter protecteur 3 et se
trouvant alors dans la partie inférieure non tubée, ou découverte,
du puits 1 (Fig. 7). L'obturateur 12b etant alors dans une position
lui permettant de coopérer avec le siège 12a pour assurer
l'isolation de la zone de fracturation.

- On soulève alors légèrement le guide de centrage 8 et par suite, la
sonde 2 elle-même d'une hauteur h (insuffisante pour la faire
rentrer dans son carter 3) par une traction exercee sur le câble 17
et, dans cette position de la sonde (Fig. 8), on télécommande depuis
la station 29, par l'intermédiaire des câbles 17 et 13, l'ouverture
des bras articulés 18 et 19. Les extrémités de ces bras- viennent
s'ancrer dans la paroi du puits 1, en pressant la sonde 2 contre la
portion de paroi diamétralement opposée à ces bras.

- On relâche la traction exercée sur la câble 17 en surface et le
support 9 retombe alors dans sa position basse sous l'effet de la
gravité. Ceci a pour effet de donner un certain mou au câble 13
ainsi détendu (Fig. 8) et de placer l'obturateur 12b contre le siège
12a avec lequel il coopère pour empêcher toute circulation de fluide
entre le tubage et la zone à comprimer.

- On maintient l'obturateur 12b sur Le siège 12a en assurant une
différence de pression hydraulique adaptée entre l'intérieur du
tubage et la zone à fracturer de manière que L'isolement de la zone
à fracturer soit effectif. Pour cela, on peut par exemple, soit
avantageusement placer et maintenir le tubage à une pression
constante et supérieure à celle de la zone, soit contrôler au cours
du temps la pression du tubage de façon que sa valeur reste
supérieure à celle de la zone de fracturation et que l'obturateur
12b soit toujours appliqué contre le siège 12a.

- On pourrait intervertir L'ordre des opérations de pompage et de mise
en place et d'ancrage de La sonde 2. Cependant, La procédure
proposée est plus sûre, car au cours du pompage, alors que la base 9
est maintenue grâce à L'ergot 10a coopérant avec la rainure en W
dans la position haute, L'obturateur 12b ne risque pas d'obturer
soudainement L'organe de contrôle. Cette obturation brutaLe lors du
pompage produirait alors un coup de bélier aux conséquences
dommageables.

Le dispositif selon l'invention, décrit ci-avant, permet de soustraire ledit ensembLe d'instruments 2 aux vibrations dudit tubage 6 Lors de la mesure ou de l'intervention. Les moyens le permettant sont constitués par la combinaison d'organes d'ancrage 18, 19 dudit instrument 2 à un niveau fixe du puits, ces derniers étant actionnés par télécommande, et d'une liaison souple 13 entre ledit instrument 2 et une pièce-support 9 déplaçable dans Le tubage 6 entre une position voisine de la butée haute 11 et une position en butée basse 12 qui définissent respectivement une première et une seconde positions dudit ensemble d'instruments 2.

Les signaux de télécommande de La sonde 2 depuis la surface, ainsi que les signaux de mesure provenant de La sonde 2 et le courant électrique alimentant celle-ci, sont respectivement transmis de et à la station de surface 29 par l'intermédiaire des conducteurs incorporés aux câbles 13 et 17, La liaison électrique entre ces conducteurs et la station 29 étant réaLisée de façon connue par un ensemble de balais frottant sur des bagues colLectrices solidaires de L'arbre du treuil 26.

Lorsque les diverses opérations ou mesures sont terminées - on décomprime le tubage de manière que L'obturateur 12b ne soit plus
appliqué contre le siège 12a, - on télécommande de La surface la fermeture des bras articulés 18 et
19, - on rentre la sonde 2 dans son carter protecteur 3 par une traction
sur Le câble 17 replaçant la base 9 du guide de centrage 8 dans la
position haute de La figure 1 où cette base est soutenue par l'ergot
10a. L'engagement de la rainure 10 et des ergots 10a s'effectue
d'une manière analogue à celle décrite ci-dessus en se référant aux
figures 3A et 3B.

- Bien que l'on ait déjà pu décomprimer lentement les formations
géologiques en réduisant la pression dans la canalisation 24, dès
que l'obturateur 12b ne coopère plus avec le siège 12a pour empêcher
toute circulatipn de fluides, on pourra réaliser cette décompression
seulement une fois que la sonde 2 a été rentrée dans son carter
protecteur 3.

Selon l'invention, on pourra réaliser des pressurisations successives de la zone à fracturer en procédant à L'ouverture de l'organe de contrôle 12a, 12b, par dépressurisation du tubage 6, puis relevage de l'obturateur 12b avant d'effectuer un nouveau pompage et la fermeture de l'organe de contrôle 12a, 12b.

Une traction suffisante sur le câble 17 cisaille la rondelle 15a et déconnecte alors la prise électrique femelle 15 de la fiche mâle 14, la base 9 venant en appui contre la butée haute 11, et l'on peut remonter au moyen du câble 17 L'ensemble constitué par la prise femelle 15 et la barre de charge 16 surmontant cette prise.

L'ensemble 2, 8, 9, 13, 12b reste suspendu aux ergots de retenue 10a solidaires du tubage 6, par l'intermédiaire du système d'ancrage en W désigné par la référence 10.

Le tubage 6 peut alors être à son tour progressivement retiré du puits, les éléments de ce tubage étant successivement déconnectés en surface.

On a décrit ci-dessus, à titre d'exemple, un mode de réalisation selon lequel L'organe d'étanchéité annulaire 7 est disposé sous la base 9.

Ce mode de réalisation présente l'avantage de placer L'organe 7 à proximité immédiate du sabot 5 et de Limiter la longueur du découvert entre la base de ce sabot et Le fond.

On ne sortirait cependant pas du cadre de l'invention en plaçant l'ensemble de L'équipement 8, 9 à un niveau inférieur à celui de
L'organe d'étanchéité 7 dont Le passage axial 7a serait alors traversé par le câble de transmission 17. Ce dernier mode de réalisation présente les avantages suivants - l'ensemble mécanique situé sous le packer 7 est en équipression avec
le fluide hydraulique comprimé au-dessous de ce packer, - il est possible de ménager dans le tubage 6 des ouvertures
d'écoulement du fluide, au-dessous du niveau de L'organe 7, entre
celui-ci et le niveau de La butée haute 11.

Par aiLleurs, d'autres moyens de mise en oeuvre des équipements définis ci-dessus sont également envisageabLes.

IL sera, par exemple, possible de placer L'organe d'étanchéité 7 dans une zone non tubée du puits qui sera isolée du reste du puits par l'utilisation d'un organe d'étanchéité obturant totalement Le puits à un niveau inférieur à celui de l'instrument ou sonde dans sa position basse.

Selon une variante de ce dernier mode de réalisation, Le cuvelage 4 descend sous l'organe d'étanchéité totale défini ci-dessus. Dans La zone délimitée par les deux organes d'étanchéité, on perfore le cuvelage 4 de manière classique, afin de permettre au fluide hydraulique injecté de s'écouler à travers les formations situées à ce niveau.

Lorsque L'ensemble du dispositif est sous pression hydraulique, il est possible de déplacer la sonde 2 par simple traction sur Le câble 17 depuis la surface, après avoir télécommandé la fermeture des bras 18 et 19.

Lorsque la technique décrite ci-dessus est appliquée aux puits très déviés ou horizontaux, on peut faire sortir du carter 3 l'instrument ou sonde 2 par pompage de fluide hydraulique suivi éventuellement d'un déplacement du tubage 6 depuis la surface, afin de relâcher la tension dans le câble 13 avant d'effectuer la mesure ou l'intervention au moyen de la sonde ou instrument 2.

La description de l'invention illustrée par les figures 1 à 8 utilise, comme organe de contrôle de la circulation du fluide entre le tubage et la zone à comprimer un organe comportant un obturateur solidaire du câble de traction coopérant avec un siège solidaire du tubage et ledit organe est adapté à permettre toute circulation de fluide lorsqu'une traction par ledit câble est exercée sur l'obturateur.

On ne sortira pas du cadre de la présente invention en utilisant tout autre organe de contrôle manoeuvrable par un câble, notamment un organe comportant un obturateur solidaire du câble de traction coopérant avec un siège solidaire du tubage, ledit organe empechant toute circulation de fluide à son travers lorsqu'une traction appropriée est exercée sur ledit obturateur, la sonde étant placée en dessous de l'obturateur.

Une telle disposition offre le double avantage, pendant que la zone de fracturation est sous pression : - de ne placer le tubage en pression et de ne pas maintenir
L'obturateur contre Le siège en tirant sur te câbLe puisque L'effet
de La pression dans Ladite zone produit La fermeture natureLle dudit
organe une fois que L'obturateur a été plaqué contre le siège, - de pouvoir éventuelLement repressuriser la zone à fracturer d'une
manière très simpLe.

Ce dernier dispositif a toutefois l'inconvénient d'être plus complexe d'utilisation que celui illustré par les figures 1 à 8, lorsqu'un glissement de La sonde se produit, aboutissant à une tension indésirée du câble de liaison.

Dans le premier dispositif décrit, il suffit, après avoir ouvert
L'organe de contrôle, de désancrer la sonde du puits, de tirer sur le câble 17 pour la remonter, puis de la réancrer avant de relacher le câble, tandis que pour Le dernier dispositif décrit, il est nécessaire d'effacer les packers et de produire un mouvement du tubage visant à détendre Le câble de liaison.

Lorsque Les sections de passages Le permettent, notamment au droit du packer 7 et du siège 12a, Le premier dispositif décrit possède en outre L'avantage de permettre de faire coulisser l'ensemble d'instruments 2, l'obturateur 12b et Le câble de traction Le long du tubage 6, la barre de charge, la rainure en W, le guide de centrage pouvant alors être supprimés.

On ne sortira pas du cadre de la présente invention en dispensant Le tubage 6 du carter protecteur 3. On pourra alors réduire la course de la base 9.

Pour contrôler la circulation de fluide entre la zone de compression et le tubage, on pourra utiliser un organe électrique commandé à distance par Le câble relié à La surface. Ceci offre notamment
L'avantage de découpler La commande de L'organe de contrôle du mouvement du support 9, notamment lorsque l'on désire déplacer la sonde 2.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. - Méthode pour effectuer des mesures et/ou interventions dans une zone d'un puits soumise à une compression hydraulique, telle une fracturation hydraulique, Ladite zone de fracturation étant confinée et reliée par un tubage (6) à des moyens de mise sous pression hydraulique de Ladite zone, Lesdites mesures ou/et interventions étant effectuées à L'aide d'un ensemble d'instruments, ledit ensemble étant relié à La surface par un câble, caractérisée en ce que l'on contrôle, en un Lieu de tubage voisin de Ladite zone de fracturation, tout écoulement du fluide de fracturation provenant de, ou allant vers

Ladite zone de fracturation, au moyen d'un organe de contrôle (12a, 12b) commandé au moins partiellement par ledit câble (17) depuis la surface, ledit câble étant placé à l'intérieur du tubage (6), ledit organe de contrôle (12a, 12b) étant notamment adapté à permettre ou à empêcher la circulation de fluide à travers lui-même.

2. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de contrôle (12a, 12b) comporte un obturateur (12b) solidaire dudit câble (17) relié à La surface-et un siège (12a) solidaire du tubage (6), ledit obturateur (12b) coopérant avec ledit siège (12a) pour assurer l'écoulement-et le non écoulement du fluide à travers ledit organe, et en ce que Lorsque l'on produit une traction contrôlée sur ledit obturateur par L'intermédiaire dudit câble, on permet la circulation de fluide à travers ledit organe (1va, 12b).

3. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de contrôle (1Za, 12b) comporte un obturateur (12b) solidaire dudit câbLe relié à la surface et un siège solidaire (12a) du tubage, ledit obturateur (12b) coopérant avec ledit siège pour assurer l'écoulement et L'absence d'écoulement du fluide à travers ledit organe (12a, 12b), et en ce que lorsque l'on produit une traction contrôlée sur ledit obturateur (12b) par L'intermédiaire dudit câble (17), on empêche toute circulation de fluide à travers ledit organe.

4. - Méthode selon L'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'on maintient ledit organe de contrôle (12a, 12b) dans une position empêchant toute circulation de fluide, en produisant une différence de pression contrôlée entre ledit tubage (6) et ladite zone à fracturer (la) soit de part et d'autre dudit organe ( 12a, 12b).

5. - Méthode selon L'une des revendications precédentes dans laquelle on effectue les mesures ou/et interventions à L'aide d'un ensemble d'un ou plusieurs instruments (2), ledit ensemble comportant des moyens d'ancrage, tels des bras (18, 19), adaptés à immobiliser ledit ensemble (3) dans ladite zone (la) du puits soumise à la fracturation, ledit ensemble comportant également un câble de liai son (13) flexible et souple, caractérisée en ce que ledit organe de contrôle (12a, 12b) comporte un siège (12a) solidaire du tubage et un obturateur (12b) solidaire dudit câble relié à la surface, l'on déplace par translation ledit obturateur suivant l'axe dudit câble (17), ledit siège coopérant avec ledit obturateur pour assurer l'écoulement ou le non écoulement du fluide à travers ledit organe (12a, 12b), en ce que leditcâble de liaison (13) est relié audit obturateur (î2b), et en ce que l'on produit relativement audit puits, des déplacements dudit câble de liaison (13) et dudit ensemble d'instruments (2) en déplaçant ledit câble (17) relié à la surface et/ou le tubage (6).

6. - Méthode selon la revendication 5 ou la partie inférieure dudit tubage comporte un carter de protection (3) dans lequel se trouve l'ensemble d'instruments (2), lors de la mise en place dudit tubage (6) dans ledit puits (1), et ou ledit obturateur (12b) permet la circulation de fluide lorsqu'une traction contrôlée est exercée sur ledit câble (17) relié à la surface, caractérisée en ce qu'elle comporte des étapes suivantes a) ton descend ledit ensemble (2) dans le puits (1), b) on place un organe d'étanchéité (7) assurant le confinement entre

la zone (la) de puits à fracturer et Ledit tubage (6), c) on sort ledit ensemble (2) de son carter protecteur (3), d) on ancre ledit ensemble d'instruments (2), e) on assure La détente du câble de liaison (13), f) on produit une pression hydraulique dans Ladite zone (la) de

manière à assurer la fracturation, g) on obture ledit organe de contrôLe (12a, 12b), et h) on produit une surpression dans ledit tubage (6).

7. - Méthode selon la revendication 5 dans laquelle ledit obturateur (12b) permet toute circulation de fluide lorsqu'une traction contrôlée est exercée sur ledit câble (17) relié à la surface et où le siège (12a) a une section suffisante pour permettre audit ensemble d'instruments (2) de passer à son travers, caractérisée en ce qu'elle comporte Les étapes suivantes i) on place ledit tubage (6) dans ledit puits (1), j) on place un organe d'étanchéité (7) assurant le confinement entre

la zone (la) de puits à fracturer et ledit tubage (6), k) on fait coulisser Ledit ensemble (2) dans ledit tubage (6),

I) on ancre ledit ensemble d'instruments (2) dans le puits (1) au

niveau de la zone ( la) à fracturer, m) on assure La détente du câble de liaison (13), n) on produit une pression hydraulique dans Ladite zone de

fracturation (la) de manière à assurer la fracturation, o) on obture ledit organe de contrôle (12a, 12b), et p) on produit une surpression dans ledit tubage (6).

8. - Méthode selon l'une des revendications 5 à 7 dans laquelle ledit ensemble d'instruments (2) est relié par ledit câble de liaison (13) à un organe de connexion électrique (14, 15) et dans laquelle ledit câble (17) relié à la surface comporte au moins une ligne de transmission, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes suivantes - on équipe ledit ensemble d'instruments (2) d'une fiche électrique

(14) de raccordement enfichable en milieu liquide, - on place ledit ensemble à l'extrémité du tubage (6) et on place

ledit organe de connexion (14) dans une position permettant la

connexion avec un organe complémentaire (15) relié au câble relié à

la surface (17) provenant de l'extrémité supérieure du tubage, - puis on introduit dans le tubage (6) un câble de transmission (17)

équipé d'un organe de connexion électrique (15) adapté à venir se

raccorder à celui relié audit ensemble d'instruments (2).

9. - Méthode selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte les étapes suivantes - on place dans Ledit tubage une pièce-support (9) connectée sur un

câble relié à la surface (17) ou à l'organe de contrôle (12a, 12b)

ou au câble de liaison (13), ladite pièce-support (9) étant

déplaçable dans le tubage (6) entre deux positions, ladite

pièce-support comportant des moyens de retenue (10, 10a) dans une

première position (Fig. 1) où ladite pièce s'écarte de L'extrémité

inférieure du tubage, ces moyens étant déverrouillables par

L'intermédiaire du câble (17) relié à La surface, - on place ladite pièce-support (9) dans L'une ou L'autre des deux

positions pour produire une ouverture ou une fermeture dudit organe

de contrôle et éventuellement pour produire Le déplacement dudit

ensemble d'instruments < 2) relativement audit tubage.

10. - Methode seLon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe de contrôle est électrique et en ce qu'on le commande au moyen du câble (17) relié à La surface.

11. - Dispositif permettant d'effectuer des mesures ou/et interventions dans un puits, dans une zone de ce puits soumise à une compression hydraulique, comportant un tubage (6) ouvert à son extrémité inférieure et d'un diamètre inferieur à ceLui du puits (1), un ensemble d'un ou plusieurs instruments (2) fixés à un câble relié à la surface, un organe annulaire d'étanchéité (7) expansible entourant ledit tubage (6) à sa partie inférieure, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un organe (12a, 12b) adapté à contrôler la circulation de fluide entre le tubage (6) et ladite zone de compression (la) et en ce que ledit câble (17) est adapté à commander ledit organe (12a, 12b > .

12. - Dispositif selon La revendication 11 comportant un ensemble d'un ou plusieurs instruments (2), déplaçabLe par téLécommande depuis la surface entre une première position, où ledit ensemble est rapproché du tubage, et une deuxième position où il en est éloigné, caractérisé en ce que ledit organe de contrôle (12a, 12b) comporte un obturateur (12b) solidaire dudit câble relié à la surface (17) et adapté à se déplacer par translation suivant l'axe dudit câble (1-7), et un siège (12a) solidaire du tubage (6), ledit siège (12a) coopérant avec ledit obturateur (12b), ledit ensemble comporte un câble de liaison (13) flexible et souple solidaire dudit obturateur (12b), ledit obturateur étant situé entre ledit ensemble (2) et ledit câble (17) relié à la surface.

13. - Dispositif selon la revendication 12, caractérise en ce que ledit tubage comporte à son extrémité inférieure un carter protecteur (3) dans lequel peut se loger ledit ensemble d'instruments (2) et ledit dispositif comporte un organe de contrôle (12a, 12b) laissant circuler le fluide à travers ledit organe lorsqu'une traction contrôlée est exercée sur ledit câble et en ce que ledit dispositif comporte une pièce-support (9) déplaçable dans le tubage placée sur ledit câble de traction (17) et adaptée à maintenir ledit ensemble (2) dans ledit carter (3), lorsqu'elle est dans une première position, et permettant d'une part de sortir du carter et d'éloigner du tubage (6) ledit ensemble et d'autre part d'empêcher toute circulation de fluide entre le tubage (6) et ladite zone (la), lorsque Ladite pièce-support (9) est dans une deuxième position.