Brevet FR2745847A1 — publié le 19970912

La présente invention concerne un système de transmission d'informations liées à des mesures effectuées dans un puits foré dans le sol dans le but d'une exploitation des fluides pouvant y être contenus. La présente invention peut concerner le domaine de la transmission de données en cours de forage ou le domaine des diagraphies différées avant ou en cours de production. Le système selon l'invention comporte des moyens optiques de transmission et des moyens de conversion des signaux optiques en signaux électriques et/ou inversement. On connaît des systèmes de transmission de données de fond de puits, soit par ondes de pression dans le fluide en place dans le puits, par ondes électromagnétiques, soit par câble de mesure équipé de conducteurs électriques. Seul le dernier cas autorise des flux important de données. I1 est cependant intéressant d'envisager l'utilisation de la technique de transmission par fibre optique dans le domaine des mesures à très grand débit sur une distance de plusieurs kilomètres. Mais dans le cas où il est nécessaire d'utiliser un connecteur enfichable dans un milieu liquide, tel celui décrit dans les documents US 4457370, US 4570709, ou US 4039242, un tel connecteur n'est actuellement pas disponible avec des liaisons optiques. En effet, les connecteurs optiques connus dans l'industrie sont très difficilement transposables dans l'industrie du forage et de l'exploitation des puits de pétrole, où il faut notamment combiner la caractéristique de très grande fiabilité avec la nécessité d'effectuer les connexions et déconnexions au fond d'un puits plein d'un fluide dans une ambiance difficile compte tenu de la pression et de la température. Ainsi, la présente invention concerne un système de transmission d'informations liées à des mesures effectuées dans un puits, comportant des moyens de mesure placés dans ledit puits, une ligne de transmission reliant lesdits moyens de mesure à la surface, des moyens de connexion constitués par deux parties enfichables au fond du puits pour relier ladite ligne audits moyens de mesure, une première partie étant solidaire de ladite ligne, une deuxième partie étant solidaire des moyens de mesure. La ligne comporte au moins une fibre optique, les moyens de connexion sont du type par contact électrique et la première partie comporte des moyens optoélectriques pour convertir des informations électriques liées à des mesures en informations optiques, et/ou inversement. La ligne peut être constituée par un câble armé comportant au moins une fibre optique et un conducteur électrique. La ligne peut comporter au moins une portion de tige semi-rigide. La ligne peut être manoeuvrée dans le puits à l'aide d'un touret situé en surface et comportant un collecteur tournant lié, d'un coté à ladite ligne et de l'autre à une installation électronique de surface. Le collecteur peut être électrique et peut comporter du coté ligne de transmission des moyens optoélectriques de conversion des informations optiques en informations électriques et/ou inversement. Le collecteur peut comporter au moins une piste optique. La première partie peut comporter des moyens d'entraînement de la ligne vers le fond du puits, lesdits moyens d'entraînement comportant lesdits moyens optoélectriques. Les moyens d'entraînement peuvent être constitués par au moins des barres de charge, des coupelles de pompage, une unité d'entraînement motorisé. La présente invention concerne également une utilisation du système pour effectuer la transmission des données dans une méthode de diagraphie dans un puits horizontal, la sonde de mesure étant fixée au bout d'une garniture de tubes et déplacée par ajout ou retrait de tubes, ladite ligne passant de l'espace intérieur des tubes à l'espace annulaire par un raccord à ouverture latérale. La présente invention concerne également une utilisation du système pour effectuer la transmission des mesures effectuées à partir de capteurs disposés le long d'une colonne de production, lesdits capteurs étant reliés à un ensemble électronique de fond comportant des moyens de connexion avec la ligne. La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus clairement à la lecture des exemples, nullement limitatifs, qui suivent et illustrés par les figures ci-après annexées parmi lesquelles: - La figure 1 représente schématiquement le système selon l'invention. - La figure 2 représente un variante de mise en oeuvre. La figure 1 représente un puits 1 foré dans le sol ou en cours de forage. Un ensemble ou garniture de tubes 2 est assemblé dans le puits et comporte fixé à son extrémité inférieure un ensemble de mesure 3 qui peut être constitué par différentes sondes de diagraphies différées conventionnelles. Un raccord 4 de fixation de l'ensemble de mesure 3 avec la garniture de tubes 2 comprend une partie 5 des moyens de connexion 6 avec un élément de transmission 7. L'élément de transmission 7 effectue une liaison par fibre optique sur, au moins une grande portion de la distance entre les moyens de connexions 6 et une installation de surface 8. Cette installation de surface est destiné à traiter, enregistrer, visualiser ou imprimer les données ou mesure fournies par les capteurs de l'ensemble 3. Les moyens de connexion 6 comportent donc au moins deux parties: 5 et 9. La partie 5 est solidaire du raccord 4, lui même solidaire de l'ensemble de mesure 3. la partie 9 est solidaire de la ligne 7. Ces moyens de connexions peuvent être du type mâle-femelle à simple ou multi contacts électriques. Ces connecteurs enfichable en ambiance humide sont de technologie connue. Entre la partie 9 des moyens de connexion 6 et la ligne 7. se trouvent des moyens de déplacement ou de propulsion 10. Ces moyens peuvent être des barres de charge, une locomotive hydraulique faisant fonction de piston, ou encore un tracteur à galets motorisé, par exemple électriquement par le moyen de la ligne 7. Selon l'invention, on placera dans ces moyens de propulsion 10 des moyens électroniques de conversion de signaux optiques en signaux électriques ou inversement de signaux électriques en signaux optiques. La ligne 7 est constituée préférentiellement d'un câble armé du type "logging" comportant au moins une fibre optique, par exemple décrit dans le document US4891640. La ligne 7 passe dans l'annulaire défini par la garniture 2 et le puits 1 grâce à un raccord à ouverture latérale l l ("side entry sub") pour être stockée sur un touret 12 situé à la surface du sol. La fibre optique est reliée à un joint tournant 13 comportant au moins une piste optique pour communiquer avec l'installation de surface 8 par l'intermédiaire d'une liaison 14 comportant au moins une fibre optique. On pourra. par exemple, utiliser le joint optique rotatif fabriqué par Focal Technologies Inc. (Canada) sous le nom: "Fiber Optic Rotary Joint-Model 190). Dans ce système, I'installation 8 comprend généralement un convertisseur optoélectrique pour traiter électroniquement les données transmises de façon optique. Dans une autre variante, le touret comporte un convertisseur optoélectrique entre la ligne 7 enroulée sur le touret et le joint rotatif 13. Ainsi. il n'est pas nécessaire d'équiper le touret 12 d'un joint rotatif optique au lieu du simple joint rotatif électrique conventionnel. Dans une autre variante. le câble armé comportant au moins une fibre optique peut être remplacé par une tige semi -rigide. par exemple, celle décrit dans le document US-5184682 cité ici en référence. Dans la variante où l'on utilise une tige semi-rigide, il n'est pas indispensable que toute la ligne 7 soit constituée par cette tige. Une portion seulement peut-être utilisée, en particulier la portion de tige qui sera disposée dans la partie la plus inclinée du drain. Des moyens de propulsion pourront équiper au moins une des extrémités de cette portion de tige semi-rigide. La figure 2 montre une variante de mise en oeuvre de la présente invention dans un puits de production 20 foré dans un réservoir 21 producteur d'hydrocarbures. Une colonne de tubes de production 22 est mise en place dans le puits 20. Cette colonne comporte une série de capteurs de mesure 23 installés à des distances détenninées les uns des autres, par rapport aux zones de production du réservoir 21. Ces capteurs sont reliés à des moyens électroniques de traitement ou pré-traitement, de mémorisation ou de gestion 24. Les moyens 24 comportent une partie 5 d'un connecteur 6 qui peut être similaire à celui décrit sur la figure 1. Une ligne 7 comportant au moins une fibre optique est descendue dans l'intérieur des tubes 22 pour relier le fond avec la surface grâce à une seconde partie 9 des moyens de connexion 6 fixée à son extrémité inférieure. La partie 9 est solidaire de moyens de propulsion 10 pouvant être ceux décrits sur la figure 1. L'installation de surface du système selon l'invention comprend également un touret 12 et des moyens électroniques de surface 8. Il faut noter que le fluide produit par la formation géologique 21 remonte soit dans l'annulaire 25, soit dans les tubes 26, ou dans les deux. Un installation conventionnelle en tête de puits contrôle les débits. Ainsi, le système selon l'invention permet de relier à la surface un ensemble de capteurs permanents sur une colonne de production. Cette liaison comporte au moins une fibre optique et un convertisseur optoélectrique. Il est clair qu'ainsi l'ensemble descendu dans le puits avec la colonne de production ne comportera que le minimum d'électronique destiné à la liaison, à la gestion des capteurs et à l'enregistrement de mesures. Une telle mise en oeuvre selon la figure 2 permet d'effectuer des mesures in situ en cours de production. REVENDICATIONS 1) Système de transmission d'informations liées à des mesures effectuées dans un puits (1), comportant des moyens de mesure (3) placés dans ledit puits, une ligne de transmission (7) reliant lesdits moyens de mesure (3) à la surface, des moyens de connexion (6) constitués par au moins deux parties (5, 9) enfichables au fond du puits pour relier ladite ligne audits moyens de mesure, une première partie (9) étant solidaire de ladite ligne (7), une deuxième partie (5) étant solidaire des moyens de mesure (3), caractérisé en ce que ladite ligne (7) comporte au moins une fibre optique, en ce que les moyens de connexion (6) sont du type par contact électrique et en ce que ladite première partie comporte des moyens optoélectriques pour convertir des informations électriques liées audites mesures en informations optiques, et/ou inversement. 2) Système selon la revendication 1, dans lequel ladite ligne est constituée par un câble armé comportant au moins une fibre optique et un conducteur électrique. 3) Système selon la revendication 1, dans lequel ladite ligne comporte au moins une portion de tige semi-rigide. 4) Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite ligne est manoeuvrée dans le puits à l'aide d'un touret (12) situé en surface et comportant un collecteur tournant (13) lié, d'un coté à ladite ligne et de l'autre à une installation électronique de surface (8). 5) Système selon la revendication 4, dans lequel ledit collecteur est électrique et comporte du coté ligne de transmission des moyens optoélectriques de conversion des informations optiques en informations électriques et/ou inversement. 6) Système selon la revendication 4, dans lequel ledit collecteur comporte au moins une piste optique. 7) Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite première partie (9) comporte des moyens d'entraînement (10) de la ligne vers le fond du puits, lesdits moyens d'entraînement comportant lesdits moyens optoélectriques. 8) Système selon la revendication 7, dans lequel lesdits moyens d'entraînement (10) sont constitués par au moins des barres de charge, des coupelles de pompage, une unité d'entraînement motorisé. 9) Utilisation du système selon l'une des revendications précédentes pour effectuer la transmission dans une méthode de diagraphie dans un puits horizontal, la sonde de mesure étant fixée au bout d'une garniture de tubes et déplacée par ajout ou retrait de tubes, ladite ligne passant de l'espace intérieur des tubes à l'espace annulaire par un raccord à ouverture latérale. 10) Utilisation du système selon l'une des revendications 1 à 8 pour effectuer la transmission des mesures effectuées à partir de capteurs (23) disposés le long d'une colonne de production (22), lesdits capteurs étant reliés à un ensemble électronique (24) de fond comportant des moyens de connexion (5) avec ladite ligne (7).