Brevet FR3032048A1 — publié le 20160729

SIMULATION DES EFFETS D'UNE DÉFAILLANCE DU DISQUE DE RUPTURE SUR L'EXPANSION DU FLUIDE ANNULAIRE DANS DES ANNEAUX ISOLÉS ET OUVERTS DOMAINE DE LA DIVULGATION [0001] La présente divulgation concerne généralement des systèmes et des procédés permettant de simuler les effets d'une défaillance d'un disque de rupture sur la dilatation du fluide de l'anneau dans des anneaux isolés ou ouverts. Plus particulièrement, la présente divulgation concerne la simulation des effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide de l'anneau dans des anneaux isolés ou ouverts afin d'atténuer l'accumulation de la pression annulaire dans un puits de forage. HISTORIQUE [0002] Les nouveaux règlements de conception de puits du « Bureau of Safety and Environnent Enforcement » concernent les options d'atténuation de l'accumulation de la pression annulaire (APB). L'utilisation d'un disque de rupture est une option pour soulager l'APB, qui est assez courante dans les puits en eau profonde. Fabriqués pour se rompre à une différence de pression spécifique avec une tolérance très stricte, les disques de rupture sont installés dans les parois de tubage pour protéger la colonne de tubage interne ou externe. Un disque de rupture peut être installé dans un intervalle de colonne de tubage, qui est cimenté sur l'extérieur. Le disque de rupture se rompt lorsque la différence de pression interne/externe dépasse ses spécifications. L'APB interne peut être soulagé par un mouvement du fluide dans l'espace du pore, des micro-canaux ou des fractures dans la section en ciment externe. Une fois que le disque de rupture se rompt dans cette situation, le disque de rupture est identifié comme étant ouvert (troué/fuyant). La simulation des effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire (AFE) et les analyses de la charge du tubage peuvent procurer de précieuses informations pour aider à la conception de tube de puits de forage. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES 3032048 2 [0003] La présente divulgation est décrite ci-dessous en référence aux illustrations ci-jointes dans lesquelles les éléments semblables sont référencés avec des chiffres semblables, et dans lesquelles : [0004] La FIG. 1 est un modèle de piston qui peut être utilisé pour équilibrer la pression 5 d'un disque de rupture ouvert dans de multiples anneaux de colonne de tubage ouverts ou fermés. [0005] La FIG. 2 est un modèle totalement miscible qui peut être utilisé pour l'équilibre de la pression pour un disque de rupture ouvert dans de multiples anneaux de colonne de tubage ouverts ou fermés. [0006] La FIG. 3 est un modèle totalement immiscible qui peut être utilisé pour 10 l'équilibre de la pression d'un disque de rupture ouvert dans de multiples anneaux de tubage de colonne ouverts ou fermés. [0007] Les FIG. 4A-4E sont des organigrammes illustrant un mode de réalisation d'un procédé permettant d'implémenter la présente divulgation. [0008] La FIG. 5 est un graphique illustrant un équilibrage de la pression paire par paire 15 de multiples anneaux selon le procédé des FIGS. 4A-4E. [0009] La FIG. 6 est un diagramme schématique illustrant de multiples anneaux pour un exemple de puits de forage reliés par de multiples disques de rupture ouverts. [0010] La FIG. 7 est un diagramme schématique illustrant un exemple de puits de forage pour la simulation de l'équilibre de la pression entre deux anneaux connectés. 20 [0011] La FIG. 8 est un organigramme illustrant un mode de réalisation d'un système informatique permettant d'implémenter la présente divulgation. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS [0012] La présente divulgation surmonte une ou plusieurs carences de la technique antérieure en proposant des systèmes et des procédés permettant de simuler les effets d'une 25 défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire dans des anneaux isolés et 3032048 3 ouverts pour atténuer l'accumulation de la pression annulaire dans un puits de forage. [0013] Dans un mode de réalisation, la présente divulgation comprend un méthode permettant de simuler les effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage, qui comprend : a) la détermination du fait qu'une région 5 interne ou une région externe pour une paire d'un ou de colonne de tubage est ouverte ; b) le calcul d'au moins l'une d'une accumulation de la pression annulaire interne ajustée et d'une accumulation de la pression annulaire externe ajustée pour au moins l'une de la région annulaire interne et de la région annulaire externe de l'anneau de la colonne de tubage utilisant des pressions initiales de fluide pour chaque anneau, au moins l'une de l'accumulation initiale de la 10 pression annulaire interne et de l'accumulation initiale de la pression annulaire externe, et l'une de i) l'accumulation de la pression annulaire interne ajustée ou l'accumulation de la pression annulaire externe ajustée ; et ii) un changement de volume entre un volume de la région annulaire interne et un volume de la région annulaire externe ; c) la répétition des étapes a) - b) pour chaque région dans les anneaux de la colonne de tubage ; d) la répétition des étapes a) - c) 15 pour chaque anneau de colonne de tubage dans une colonne de tubage combinée ; et e) la répétition des étapes a) - d) en utilisant un processeur informatique jusqu'à ce qu'un équilibre global de la pression soit obtenu dans les colonnes de tubage combinées. [0014] Dans un autre mode de réalisation, la présente divulgation comprend un dispositif de support de programme non-transitoire transportant de façon tangible des instructions 20 exécutables pour simuler les effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage, les instructions étant exécutables pour implémenter : a) la détermination du fait qu'une région interne ou une région externe pour une paire de colonne de tubage est ouverte ; b) le calcul d'au moins l'une d'une accumulation de la pression interne annulaire ajustée et une accumulation de la pression externe annulaire ajustée pour au moins 25 l'une de la région annulaire interne et de la région annulaire externe des anneaux de la colonne de 3032048 4 tubage utilisant des pressions initiales de fluide pour chaque anneau, au moins l'une de l'accumulation initiale de la pression annulaire interne, et l'une de i) l'accumulation de la pression interne annulaire ajustée ; et ii) un changement de volume entre un volume de la région annulaire interne et un volume de la région annulaire externe ; c) la répétition des étapes a) - b) pour 5 chaque région dans les anneaux de la colonne de tubage ; d) la répétition des étapes a) - c) pour chaque anneau de colonne de tubage dans une colonne de tubage combinée ; et e) la répétition des étapes a) - d) jusqu'à ce qu'un équilibre global de la pression soit obtenu dans la colonne de tubage combinée. [0015] Dans encore un autre mode de réalisation, la présente divulgation comprend un 10 dispositif de support de programme non-transitoire transportant de façon tangible des instructions exécutables par ordinateur pour simuler les effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage, les instructions étant exécutables pour implémenter : a) la détermination du fait qu'une région interne ou qu'une région externe pour une paire d'anneaux de colonne de tubage est ouverte ; b) le calcule d'une 15 accumulation ajustée de la pression annulaire interne et une accumulation ajustée de la pression annulaire externe des anneaux de la colonne de tubage utilisant des pressions initiales de fluide pour chaque anneau, une accumulation initiale de pression annulaire interne, une accumulation initiale de pression annulaire externe, et l'une de i) l'accumulation ajustée de la pression annulaire interne et l'accumulation ajustée de la pression annulaire externe ; et ii) un changement de 20 volume entre un volume de la région annulaire interne et un volume de la région annulaire externe, dans lequel le changement de volume est l'un d'un changement de volume initialisé et un changement de volume ajusté ; c) la répétition des étapes a) - b) pour chaque région dans les anneaux de la colonne de tubage ; d) la répétition des étapes a) - c) pour chaque anneau de la colonne de tubage dans d'une colonne de tubage combinée ; et e) la répétition des étapes a) - d) 25 jusqu'à ce qu'un équilibre global de la pression soit obtenu dans la colonne de tubage combinée. 3032048 5 [0016] L'objet de la présente divulgation est décrit avec spécificité, cependant, la description elle-même n'est pas destinée à limiter la portée de la divulgation. L'objet de l'invention peut donc être réalisé par d'autres façons, afin d'inclure différentes étapes ou combinaisons d'étapes semblables à celles décrites ici, en association avec les technologies 5 présentes ou futures. En outre, même si le terme « étape » peut être utilisé ici pour décrire différents éléments des procédés utilisés, le terme ne doit pas être interprété comme impliquant un quelconque ordre particulier parmi ou entre les diverses étapes décrites ici sauf en cas d'une limite implicite imposée par la description à un ordre donné. Même si la présente divulgation peut être appliquée à l'industrie du gaz et du pétrole, elle n'est pas limitée à celle-ci et peut 10 également être appliquée à d'autres industries afin d'obtenir des résultats semblables. Description du procédé [0017] La simulation des effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire dans un anneau isolé suit une technique numérique. La simulation des effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire dans un anneau ouvert 15 (troué/fuyant) suit une technique analytique. Les deux techniques peuvent reposer sur un ou plusieurs des modèles d'équilibre de pression, dans lesquels les indices sont utilisés pour divers paramètres (par ex., I décrit un anneau externe, 2 décrit un anneau interne, i veut dire initial, f veut dire final et m veut dire intermédiaire). Comme il est également utilisé ici par différentes équations, APB être représenté comme Pbld. 20 Modèle de piston [0018] Dans ce modèle, on assume qu'un piston existe entre les deux anneaux. Lorsque le disque se rompt en présence d'une différence de pression, le fluide peut être déplacé du côté de la pression élevée vers le côté de la faible pression jusqu'à ce que les pressions s'équilibrent. Il n'y a pas d'échange de fluide en raison de l'isolation du piston. 3032048 6 Réel : P(Ti), Ti -> P(Tm), T. défaillance du disque, échange de fluide, équilibre de la pression -> P(Tf), Tf, dans lequel P(TeP(T',) p(Tm), Tm défaillance de disque, échange de fluide, équilibrage de la pression 4 p(Tf), Tr, dans lequel Ti p(Tf), Tf, changement de volume du fluide, équilibrage de la pression. [0023] Après défaillance du disque de rupture, on assume que la densité, la 10 compressibilité et le coefficient d'expansion thermique (CTE) du fluide dans les deux anneaux sont identique comme le démontre la FIG. 2. Par ex., une boue à base d'huile (OBM) avec un poids de boue de (MW)=17,5 ppg est totalement mélangée avec 14,0 ppg d'OBM. Le MW moyen, la compressibilité moyenne et le CTE moyen sont calculés comme suit : MW ',mange = (MW1 x VI + MW2 x V2) (V1 + V2) (5a) 15 Cmélange = (C1 X V1 + C2 X V2) / (V1 + V2) (5b) CTEmélange = (CTEI x V1 + CTE2 x V2) / (V1 + V2) (5c) [0024] Si les deux anneaux sont isolés, alors, le mélange du poids de la boue est utilisé pour calculer le volume AFE et APB. En assumant que P2>P1, dP = P2'- P1' et l'expression APB classique, alors : 20 Pbldi = Pbldi ' + iiPxV2/(V2+VI) (6) Pbld2 = Pbld2' -ZPxV1/(V2+V1 (7) [0025] Mais les valeurs de pression finale ne sont précises qu'au niveau de l'emplacement 3032048 8 du disque de rupture. Les pressions finales à d'autres emplacements peuvent être calculées en utilisant : P(MD) = P@disk + 0,052 x(TVD -TVDdisque) x MWmélange (8) dans lequel P représente la pression à la profondeur mesurée (P(MD)) et au niveau de 5 l'emplacement du disque de rupture (P@disk), et TVD représente la vraie profondeur verticale. [0026] Si un anneau est ouvert, directement ou indirectement, les gradients de pression seront différents de ceux d'avant la défaillance du disque de rupture. Ils doivent être calculés en utilisant la densité du fluide de mélange. En assumant une expression APB classique et si le fluide s'écoule vers l'extérieur, alors : 10 Pbld2= P ef)@disque P2(Ti)@disque (9) dans lequel PI(Tf)@disque = Pbldi + Pi(Tetop + 0,052 x( TVDdisque VDtop) x MWmélange pour un anneau externe troué ouvert ; et P t(Tedisque = Pruite + 0,052 x(TVDfuite-TVDdisque) MWmélange pour un anneau externe fuyant ouvert. [0027] Si l'anneau externe est indirectement troué/fuyant à travers un autre disque, alors 15 ce disque peut être traité comme un point de fuite. L'équation est semblable pour le cas où le fluide s'écoule vers l'intérieur. Modèle de fluide totalement immiscible [0028] Ce modèle est destiné aux anneaux internes et externes avec différents fluides. Dans ce modèle, on assume que les fluides sont totalement immiscibles. Les propriétés sont 20 préservées même après échange de fluide. On assume que le fluide le plus léger remonte vers le haut et reste en haut d'un anneau avoisinant alors qu'un fluide plus lourd tombe vers le bas tel que le démontre la FIG. 3. Un exemple type d'un anneau OBM relié à un anneau de boue à base d'eau (BBE) à travers un disque de rupture ouvert. 3032048 9 Réel : p(Ti), Ti -> p(Tm), Tm défaillance du disque, échange de fluide, équilibrage de la pression-) p(Tf), Tf), dans lequel Ti p(Tf), Tf, le volume de fluide est redistribué, les pressions sont équilibrées. [0029] Si les deux anneaux sont isolés et P2 > PI, MW2 MW1 (c.- 15 à-d., le fluide de l'anneau interne envahit se dépose au bas de l'anneau externe). Si seulement un ou deux anneaux sont impliqués et qu'un des deux est troué ou fuit, les valeurs d'APB maximales peuvent être calculées à l'aide d'un calcul inversé. Si Pb1d1=0, alors l'anneau externe est troué et l'APB de l'anneau interne est Pbld2 = -4P = P1'-P2'. La pression maximale de l'anneau interne est 20 P2,nax = + spécification (18) [0033] En se référant maintenant aux FIGS. 4A-4E, à la fois la technique analytique et la technique numérique sont incorporées dans le procédé 400 permettant de simuler les effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire dans des anneaux isolés ou 3032048 11 ouverts. Le procédé 400 utilise une approche paire par paire pour obtenir un équilibre global de la pression. [0034] À l'étape 402, de multiples réseaux sont initialisés en utilisant un fichier de données d'entrée et des techniques bien connues dans le domaine. Les réseaux initialisés peuvent 5 comprendre, par ex. : i) des pressions initiales de fluide (P11, P21) à des profondeurs prédéterminées, le poids initial de la boue, également appelé les densités de fluide (MWH, MW2i), les densités de fluide finales (MW1f, MW2f), les volumes initiaux de l'anneau (V11, V2C, les accumulations initiales de la pression de l'anneau (Pbldii, Pb1d2i) ; et ii) un tableau de densité de fluide (MW1, MW2) vs. la pression et la température. Les réseaux initialisés pour i) sont pour 10 chaque région dans chaque anneau de colonne de tubage. Si un anneau interne/externe est absent, alors, la densité initiale du fluide (MWi) et le volume initial du fluide (V1) sont définis à 0. En fonction du type de fluide et du modèle qui est utilisé, les réseaux initialisés peuvent également comprendre une pression de fuite initiale (Pfuite), une vraie profondeur verticale au niveau d'une interface supérieure (TVDinterface supérieure), au niveau d'une interface inférieure (TVDinterface 15 inférieure), et au niveau d'un emplacement du disque de rupture (TVDaisque), au niveau supérieur (TVD supérieur), au niveau d'un point de fuite (TVD fuite), au niveau inférieur (TVD inférieur), des zones en coupe de l'anneau (A1, A2) et un angle d'inclinaison (a) du puits de forage au niveau de l'emplacement du disque de rupture. [0035] À l'étape 404, une pression finale de fluide interne (P2f) et une pression finale de 20 fluide externe (Pif) sont calculées pour la région annulaire interne et externe des anneaux de la colonne de tubage utilisant les pressions initiales de fluide (Pli, P21) de l'étape 402 et une des accumulations initiales de la pression annulaire (Pbldli, Pb1d2i) de l'étape 402 et une accumulation ajustée de la pression annulaire (Pbld1 or Pbld2) de l'étape 414. La pression finale interne (P2f), si elle n'est pas actualisée à l'étape 420, est calculée en ajoutant la pression interne 25 initiale (P21) et l'une des accumulations de la pression annulaire interne initiale (Pb1d2i) de l'étape 3032048 12 402 et l'accumulation de la pression annulaire interne ajustée (Pbld2) de l'étape 414. La pression finale externe (Pif), si elle n'est pas actualisée à l'étape 420, est calculée en ajoutant la pression externe initiale (PH) et l'une des accumulations de la pression annulaire interne initiale (Pbldii) de l'étape 402 et l'accumulation de la pression annulaire interne ajustée (Pbldi) de l'étape 414. 5 [0036] À l'étape 406, le procédé400 détermine si un disque de rupture actuel dans la région de l'anneau de la colonne de tubage s'est rompu en utilisant les pressions finales (Pir, Pu) calculées à l'étape 404 et les techniques bien connues dans le domaine. Si le disque de rupture actuel dans la région de l'anneau de la colonne de tubage ne s'est pas rompu, alors le procédé 400 passe à l'étape 428. Sinon, le procédé 400 passe à l'étape 408. 10 [0037] À l'étape 408, le procédé 400 détermine s'il faut utiliser ou non un modèle de piston pour l'équilibre de la pression du disque de rupture ouvert dans la région de l'anneau de la colonne de tubage basé sur le type de fluide dans les régions annulaires interne et externe de l'anneau de la colonne de tubage. Si le modèle de piston doit être utilisé, alors le procédé 400 passe à l'étape 412. Sinon, le procédé 400 passe à l'étape410 pour calculer un nouveau gradient 15 de pression qui doit être utilisé en relation avec le modèle de fluide miscible ou le modèle de fluide immiscible. [0038] À l'étape 410, un nouveau gradient de pression (Tnouveau) est calculé en utilisant la densité de fluide initiale (MWii, MW2i) de l'étape 402, avec un facteur de conversion d'unité prédéterminé (g.) et, éventuellement, les volumes initiaux de l'anneau (V1i, V2i) de l'étape 402 20 lorsqu'un modèle de fluide miscible est nécessaire. Si un modèle de fluide immiscible est nécessaire, alors, le nouveau gradient de pression peut être calculé pour chaque fluide en utilisant Trtouveaul=MW2i*(go) et Tnouveau2=MWe(g.). Si cependant, un modèle de fluide miscible peut être utilisé, alors, le nouveau gradient de pression peut être calculé pour le fluide miscible utilisant Tnouvcau = MWmélange x(go) dans lequel MW - tnélange = (MW1i x VI i MW2i X V2;) / (V 1 V2i). 3032048 13 [0039] À l'étape 412, le procédé 400 détermine si la région interne ou la région externe de l'anneau de la colonne de tubage est ouverte (trouée ou fuyante) à une extrémité (au-dessus et en-dessous) en utilisant le fichier de données d'entrée de l'étape 402 et les techniques bien connues dans le domaine. Si la région interne et la région externe de l'anneau de la colonne de 5 tubage sont fermées, alors, le procédé 400 passe à l'étape 416. Sinon, le procédé 400 passe à l'étape 414. [0040] À l'étape 414, une accumulation de pression annulaire interne ou externe ajustée (Pbld2 ou Pbldi) est calculée pour la région annulaire interne ou externe des anneaux de la colonne de tubage utilisant les pressions initiales de fluide (Pli, P21) de l'étape 402, l'une des 10 accumulations de la pression interne ou externe initiale (Pbld2 ou Pbldi) de l'étape 402, l'accumulation de la pression annulaire interne ou externe ajustée (Pbld2 ou Pbld1) provenant d'une itération précédente de cette étape et, éventuellement, le nouveau gradient de pression (-6-','''',) calculée à l'étape 410, la pression de fuite initiale (Pfuite) de l'étape 402 et la vraie profondeur verticale (TVD) de l'étape 402 lorsqu'un modèle de fluide miscible ou immiscible est 15 utilisé. Les équations suivantes sont illustratives et assument que l'accumulation de la pression annulaire externe (Pbldi) de l'étape 402 ou l'accumulation de la pression annulaire externe ajustée (Pbldi) provenant d'une itération précédente à cette étape est connue. Modèle de piston : Pb1d2 = Pbld1+ Pu - P2i 20 Modèle miscible : Pi (Tr)@disk = Pbldi + Pli@toP "rnouveaui x( TVDdisque -TVDtop) pour un anneau externe troué ; ou P1(Tf)@disk = Pfuite 'enouveau x(TVDfuite-TVDdisque) pour un anneau externe fuyant. Pbld2= PI(Tf)@disque - P21 3032048 14 Modèle immiscible : Pour un anneau externe indirectement fuyant/ouvert : Pb1d2= Pbld1 + - P21 pour un anneau externe directement troué/ouvert : 5 Pb1d2= Pbldi + Peboas + _nouveau, x(TVDbas-TVDaisque) P2i pour un anneau externe directement troué/ouvert : Pfuite Tnewl x(TVDfuite-TVDdisque) P2i [0041] À l'étape 416, un changement de volume (AN') entre le volume de l'anneau interne (V2) et le volume de l'anneau externe (V1) est initialisé pour la région annulaire interne et externe 10 de l'anneau de la colonne de tubage utilisant les densités initiales de fluide (MWii, MW2i) de l'étape 402, les volumes initiaux de l'anneau (V11, V2i) de l'étape 402, les pressions initiales de fluide (P11, P21) de l'étape 402, la densité du fluide (MW1, MW2) vs. le tableau de pression et de température de l'étape 402 et les pressions finales du fluide (Pie, P2 f) calculées à l'étape 404. Le changement de volume initialisé (1V)= dp_rupt*ci*c2*Vii*V21/(c1*V2i+c2*V1i), dans lequel dp_rupt = 15 (P2i) - (Pif) et l(P 1i+10psi)-MW1i)/MW Opsi c2-(MW2(P20-10psi)-MW2YMW2i/1Opsi MW1 et MW2 sont une fonction de la pression et peuvent être déterminés par interpolation linéaire utilisant la densité du fluide (MW1, MW2) vs. le tableau de pression et de température de 20 l'étape 402. [0042] À l'étape 418, une accumulation de pression annulaire interne ajustée (Pbld2) et une accumulation de pression annulaire externe ajustée (Pbld1) sont calculées pour la région annulaire interne et externe de l'anneau de la colonne de tubage en utilisant le volume initial de 3032048 15 l'anneau externe (V11) de l'étape 402, les accumulations initiales de pression annulaire (Pbldi, Pbld2) de l'étape 402, les densités initiales de fluide (MWii, MW2i) de l'étape 402, la densité de fluide (MW1, MW2) vs. le tableau de pression et de température de l'étape 402, les pressions initiales de fluide (P11, P21) de l'étape 402, le changement de volume (AV) de l'étape 416 ou de 5 l'étape 426 et éventuellement l'aire en coupe de l'anneau (A1) de l'étape 402, l'angle d'inclinaison du puits de forage (a) au niveau de l'emplacement du disque de rupture de l'étape 402, la vraie profondeur verticale au niveau de l'emplacement du disque de rupture (TVDdlk) et le haut (TVDtop) de l'étape 402 lorsque le modèle de fluide immiscible est nécessaire. Si un changement de volume (AV) a été calculé à l'étape 426, alors il est utilisé plutôt que le changement de 10 volume (d V) de l'étape 416. MWE - f(Pii) MWi = f(Pii + Pbld1) MW21= f(P21) mw2= f(Pzi + Pbldz) 15 V1=f2(Vii, Pbld1, Pb1d2) V2=f2(V21, Pbldi, Pbld2) MWi, MW2 et MWmélange sont une fonction de la pression et peuvent être déterminés par l'interpolation linéaire utilisant la densité de fluide (MW1, MW2) vs. le tableau de pression et de température de l'étape 402. 20 Modèle de piston : MW1 x (Vi + AV) MW, x MW2 x (V2 - AV) = MW2; x V2 3032048 16 Modèle de fluide miscible : MWméiange = (MW1 X Vi + MW2 x V2) (VI + V2) MWmélange@(Pif + Pbld1) X (VI AV) = MWmélange&Pli) x VI MWmélange@(P2i Pbld2) x (V2 - AV)l 1 = - mwmélange,e-P X V 2i, 2 5 Modèle de fluide immiscible : Pbldi= Pb1d2+P2I-P13+0.052x MW2X (TVDdisque TVDtopl -Z1VXCOSa/A1) 1.0 + V2 X (MW2;/MW2 - 1.0) /VI = MW1; / MWiePir Pbldi) [0043] À l'étape 420, une pression interne finale ajustée (P2f) et une pression externe finale ajustée (Pif) sont calculées pour la région annulaire interne et externe de l'anneau de la 10 colonne de tubage en utilisant les accumulations de pression annulaire ajustée (Pbldi, Pbld2) de l'étape 418, les pressions initiales de fluide (PH, P2) de l'étape 402 et, éventuellement, le nouveau gradient de pression ( \r'..) calculé à l'étape 410, les aires de surface de l'anneau (Ai, A2) de l'étape 402, la vraie profondeur verticale (TVD), la vraie profondeur verticale au niveau de l'emplacement du disque de rupture (TVDdisque), au niveau de l'interface supérieure (TVD interface 15 supérieure), au niveau de l'interface inférieure (TVD inter face inférieure) de l'étape 402, et le volume de changement (dV) de l'étape 416 ou l'étape 426 selon le modèle utilisé est l'emplacement des pressions finales interne et externe ajustées(P2f, Pif) qui sont calculées. Si un changement de volume (AV) a été calculé à l'étape 426, alors il est utilisé plutôt que le changement de volume (AV) de l'étape 416. 20 Modèle de piston et d'autres modèles au niveau de l'emplacement du disque de rupture : Pif= Pli + Pbldi P2f = P2; + Pbld2 Modèle de fluide miscible à d'autres emplacements : 3032048 17 Pi f®MD = P2f@MD = P2i@disk+ Pbld2 +1-nouveau x(TVD TVDdisque) Modèle de fluide imrniscible à d'autres emplacements : En assumant que MW2 P2i) de l'étape 402, les densités initiales de fluide (MWii, MW21) de l'étape 402, et la différence de pression (11P) déterminée à l'étape 422. Le volume progressif (dV)= rétroaction *i1P, dans lequel la rétroaction= c1 *c2*V11*V21/(ci*V21+c,*V h) et 3032048 18 c =(MWI(Pi c2=(MW2(132i-F1Opsi)-MW2i)/MW21/10psi MW1 et MW2 sont une fonction de la pression et peuvent être déterminés par interpolation linéaire en utilisant la densité de fluide (MW), MW2) vs. le tableau de pression et de température 5 de l'étape 402. [0046] À l'étape 426, un changement de volume (dV) entre le volume interne de l'anneau (V2) et le volume externe de l'anneau (V1) est calculé pour la région annulaire interne et externe de l'anneau de la colonne de tubage en utilisant la somme du volume progressif (dV) calculée à l'étape 424 et l'un des changements de volume (dV) de l'étape 416 et le dernier changement de 10 volume (AV) de l'étape 426. Si un changement de volume (dV) a été calculé à cette étape, alors, il est utilisé plutôt que le changement de volume (d V) de l'étape 416. Le procédé 400 revient à l'étape 418 après cette étape pour calculer une autre accumulation de pression annulaire interne et externe ajustée (Pb1d2, Pb1di) pour la région annulaire interne et externe de l'anneau de la colonne de tubage. 15 [0047] À l'étape 428, le procédé 400 détermine s'il existe une autre région dans l'anneau de la colonne de tubage utilisant des techniques bien connues dans le domaine. S'il existe une autre région dans l'anneau de la colonne de tubage, alors le procédé 400 passe à l'étape 432. Sinon, le procédé 400 passe à l'étape 430. [0048] À l'étape 430, la prochaine région dans l'anneau de la colonne de tubage est choisie et le 20 procédé 400 revient à l'étape 404. Les étapes 404-428 sont donc répétées pour chaque région dans l'anneau de la colonne de tubage jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de régions dans l'anneau de la colonne de tubage. [0049] À l'étape 432, le procédé 400 détermine s'il existe une autre région dans l'anneau de la colonne de tubage utilisant des techniques bien connues dans le domaine. S'il n'existe aucune autre région 25 dans l'anneau de la colonne de tubage, alors le procédé 400 passe à l'étape 436. Sinon, le procédé 400 3032048 19 passe à l'étape 434. [0050] À l'étape 434, le prochain anneau de colonne de tubage est sélectionné et le procédé 400 revient à l'étape 404. Les étapes 404-432 sont donc répétées pour chaque anneau de colonne de tubage jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'anneaux de colonne de tubage. 5 [0051] À l'étape 436, le procédé 400 détermine s'il y a un équilibre global de la pression dans la colonne de tubage combinée comprenant chaque anneau de colonne de tubage. S'il existe un équilibre global de la pression dans la colonne de tubage combinée, alors le procédé 400 passe à l'étape 438. Sinon, le procédé 400 se termine. L'équilibre global de la pression peut être obtenu lorsque i) la différence entre la dernière accumulation de pression annulaire ajustée 10 (Pbldi, Pbld2) de l'étape 414 ou la dernière accumulation de pression annulaire ajustée (Pbldi, Pbld2) de l'étape 418 est l'avant-dernière accumulation de la pression annulaire ajustée (Pbldi, PbId2) de l'étape 414 ou l'avant-dernière accumulation de pression annulaire ajustée (Pbld1, Pbld2) de l'étape 418 est proche de zéro (par ex., acheminement); et ii) toutes les autres forces appliquées à la colonne de tubage combinée sont équilibrées. 15 [0052] À l'étape 438, la première région du premier anneau de la colonne de tubage est choisie et le procédé 400 revient à l'étape 404 et répète les étapes 404-436 jusqu'à obtention d'un équilibre global de la pression dans la colonne de tubage combinée. [0053] Comme le démontre la FIG. 5, le procédé 400 équilibre la pression des deux régions fluide connectées à chaque fois. Pour chaque paire de régions de fluide, le changement 20 de volume (dV) est utilisé comme une variable de rétroaction. Différents gradients de pression peuvent être compris dans les équations d'équilibrage de la pression lorsque le modèle totalement miscible ou le modèle de fluide totalement immiscible est nécessaire. Après une ou plusieurs itérations de ce procédé 400, l'équilibre global de la pression peut être obtenu. [0054] L'équilibre global de la pression dans la colonne de tubage combinée peut ainsi 3032048 20 être réalisé à l'aide de la technique analytique ou de la technique numérique. La technique analytique (étape 410, 414) nécessite donc au moins un anneau ouvert relié à un autre anneau à travers un ou plusieurs disques de rupture. Dans la FIG. 6, par ex., la région supérieure de l'anneau 602 est ouvert et connecté à travers des disques de rupture ouverts 604 à l'anneau 606, 5 608 et610. Le trajet fluide 618 passe à travers l'anneau 602, 606, 608 et 610. Les disques de rupture 616 sont fermés. L'état (troué/fityant ou isolé) de chaque région AFE peut être déterminé de cette manière. Par contre, la technique numérique (étape 410 est 416-426) n'a pas besoin d'au moins un anneau ouvert. [0055] La technique analytique est généralement rapide en termes de calcul. Mais pour 10 les régions AFE isolées et connectées dans un ou plusieurs anneaux, les volumes de fluide de l'anneau (V1 et V2) dans les équations (1-12) changent avec les pressions de l'anneau en raison des effets de ballonnement du tubage. Ainsi, la technique analytique pourrait ne pas être pratique et valide. En outre, si trois ou plus de trois régions AFE isolées sont connectées à travers des disques de rupture ouverts, il est très difficile de résoudre ces équations d'équilibrage de la 15 pression en utilisant la technique analytique. Exemple [0056] En se référant maintenant à la FIG. 7, dans lequel un schéma d'un exemple de puits de forage est illustré avec plusieurs anneaux. Le 2'ne anneau 702 et le 6ème anneau 704 sont complètement cimentés. Le 4" anneau 706 est presque complètement cimenté, laissant un 20 espace très étroit (3 m) en haut (TOC) comme on le voit dans la vue explosée. Deux régions AFE piégées (eme et ene anneau) 708, 710 sont connectés à travers deux disque de rupture ouverts 712, 714 et le passage de fluide très peu profond dans le eine anneau 706. Dans le puits de forage, ces effets de ballonnements de tubage sont négligeables pour le 3è' et 5è' anneaux 708, 710. Ainsi, la technique analytique est pratique et acceptable. Afin de simplifier les calculs, les 3032048 21 températures initiales de fluide et la température de fluide finale sont définies comme étant identique de haut en bas. Le Tableau 2 compare les résultats APB simulés pour le puits de forage dans la HG. 7 utilisant la technique numérique et calculé en utilisant Microsoft Excel (;) . Les valeurs APB provenant de la technique numérique s'accordent très bien avec celles du calcul 5 Microsoft Excel®. I.D., 0.0., longueur, APB APB Diff., % de Diff. in. in. pied Psi Psi psi (Microsoft (Technique numérique) Excele) 13,52 18,40 500 15558,9 15570 -11,1 -0,07% -0,05% 24,03 29,04 3000 15558,9 15567 -8,1 Tableau 2 Le procédé 400 aidera donc les ingénieurs de conception de tubage dans la conception de leurs puits avec des marges de sécurité assurées et des coûts acceptables. 3032048 22 Description du système [0057] La présente divulgation peut être implémentée à travers un programme d'instructions exécutable par ordinateur, tel que des modules de programme, généralement appelés applications logicielles ou programme d'application exécuté par un ordinateur. Le 5 logiciel peut comprendre, par ex., des routines, des programmes, des objets, des composants, des structures de données, etc., qui réalisent des tâches particulières ou implémentent des types de données abstrait particuliers. Le logiciel forme une interface pour permettre à un ordinateur de réagir en fonction de la source d'entrée. WellCatTM, qui est une application logicielle commerciale commercialisée par Landmark Graphics Corporation, peut être utilisée comme 10 application d'interface pour implémenter la présente divulgation. Le logiciel peut également coopérer avec d'autres segments de code pour initier une variété de tâches en réponse aux données reçues en association avec la source des données reçues. Le logiciel peut être stocké et/ou transporté sur une diversité de mémoires telles qu'un CD-ROM, un disque magnétique, une mémoire à bulles et une mémoire à semi-conducteur (par ex., divers types de RAM ou ROM). 15 En outre, le logiciel et ses résultats peuvent être transmis sur une diversité de supports médiatiques telle que la fibre optique, un fil métallique et/ou à travers une quelconque diversité de réseaux, telle que l'Internet. [0058] En outre, les spécialistes du domaine apprécieront que cette divulgation peut être pratiquée avec une diversité de configurations de système informatique, comprenant des 20 dispositifs portatifs, des systèmes multiprocesseurs, et des dispositifs électroniques programmables par l'utilisateur ou à base de microprocesseur, des mini-ordinateurs, des ordinateurs centraux, etc. Un nombre quelconque de systèmes informatiques et de réseaux informatiques sont acceptables pour une utilisation avec la présente divulgation. Cette divulgation peut être pratiquée dans des environnements informatiques distribués dans lesquels 25 les tâches sont réalisées par des dispositifs télécommandés qui sont reliés à travers un réseau de 3032048 23 communication. Dans un environnement informatique distribué, les modules de programme peuvent être localisés à la fois sur un support de stockage informatique local ou à distance, y compris des dispositifs de stockage à mémoire. La présente divulgation peut donc être implémentée en relation à divers matériels, logiciels ou une combinaison de ceux-ci dans un 5 système informatique ou un autre système de traitement. [0059] En se référant maintenant à la FIG. 8, un organigramme illustre un mode de réalisation d'un système permettant d'implémenter la présente divulgation dans un ordinateur. Le système comprend une unité de calcul, quelquefois appelée un système informatique, qui contient une mémoire, des programmes d'applications, une interface client, une interface vidéo et 10 une unité de traitement. L'unité informatique représente seulement un exemple d'un environnement de calcul approprié et elle n'est pas destinée à suggérer une quelconque limitation par rapport à la portée de l'utilisation ou de la fonctionnalité de cette divulgation. [0060] La mémoire stocke principalement les programmes d'applications, qui peuvent également être décrits comme des modules de programme contenant des instructions exécutables 15 par un ordinateur, exécutées par l'unité informatique pour implémenter la présente divulgation décrite ici est illustrée dans les FIGS. 1-7. Ainsi, la mémoire comprend un module de simulation APB, qui active les étapes 410-426 des FIGS. 4A-4D. Le module de simulation APB peut intégrer des fonctionnalités provenant des autres programmes d'applications illustrés dans la FIG. 8. En particulier, WellCatTM peut être utilisé comme une application d'interface permettant 20 de réaliser les étapes 402-408 et 428-436 dans les FIGS. 4A et 4E. Même si WellCatTM peut être utilisé comme une application d'interface, d'autres applications d'interface peuvent être utilisées, à la place, ou le module simulation APB peut être utilisé en tant qu'application autonome. [0061] Même si l'unité informatique est illustrée comme ayant une mémoire généralisée, l'unité informatique comprend généralement une diversité de supports lisibles par 25 ordinateur. Comme exemple, et non de limitation, un support lisible par ordinateur peut 3032048 24 comprendre un support de stockage informatique et un support de communication. La mémoire du système de calcul peut comprendre un support de stockage informatique sous la forme d'une mémoire volatile et/ou non-volatile telle une mémoire ROM et une mémoire RAM. Un système de base entrée-sortie (BIOS), contenant les routines de base qui aident à transférer les 5 informations entre les éléments de l'unité informatique, par ex., au cours du démarrage, est généralement stocké dans la ROM. La RAM contient généralement des données et/ou des modules de programme qui sont immédiatement accessibles à et/ou présentement exécutés par une unité de traitement. Comme exemple, et non de limitation, l'unité informatique comprend un système d'exploitation, des programmes d'applications, d'autres modules de programme et des 10 données de programme. [0062] Les composants illustrés dans la mémoire peuvent également être compris dans le support de stockage informatique amovible/non-amovible, volatile/non-volatile ou ils peuvent être implémentés dans l'unité informatique à travers une interface de programme d'applications (« API ») ou un nuage informatique, qui peut se trouver sur une unité informatique distincte à 15 travers un système informatique ou un réseau. Comme exemple seulement, un disque dur peut être lu à partir d'un support magnétique non-volatile, non-amovible, ou enregistré à partir de celui-ci, ou un disque dur optique peut être lu à partir d'un disque optique amovible, non volatile, ou enregistré à partir de celui-ci, tel qu'un CD-ROM ou un autre support optique. D'autres supports de stockage informatiques amovibles/non-amovibles, volatiles/non-volatiles qui 20 peuvent être utilisés dans un exemple d'environnement d'exploitation peuvent comprendre, sans limitation, des cassettes de bande magnétique, des cartes de mémoire flash, des disques versatiles numériques, des bandes vidéo numériques, des RAM à semi-conducteurs, des ROM à semiconducteurs, etc. Les disques et leurs supports de stockage informatique associés susmentionnés permettent le stockage des instructions lisibles par ordinateur, des structures de données, des 25 modules de programme et d'autres données pour l'unité informatique. 3032048 25 [0063] Un client peut saisir une commande et des informations dans l'unité informatique à travers une interface client, qui peut être des dispositifs de saisie tels qu'un clavier est un dispositif de pointage, généralement appelé une souris, une boule de commande ou un pavé tactile. Les dispositifs de saisie peuvent comprendre un microphone, une manette, un disque 5 satellite, un scanner, etc. Ces dispositifs et d'autres dispositifs de saisie sont souvent connectés à l'unité de traitement à travers l'interface client qui est couplée à un système de bus, mais peut être connecté par d'autres interfaces ou structures de bus, tel qu'un port parallèle ou un bus USB. [0064] Un moniteur ou un autre type de dispositif d'affichage peut être connecté au bus du système à travers une interface, telle qu'une interface vidéo. Une interface utilisateur 10 graphique (GUI) peut également être utilisée avec l'interface vidéo pour recevoir des instructions provenant de l'interface client et pour transmettre ces instructions à l'unité de traitement. En sus du moniteur, les ordinateurs peuvent également comprendre d'autres dispositifs de sortie périphériques tels que des haut-parleurs et des imprimantes, qui peuvent être connectés à travers une interface de sortie périphérique. 15 [0065] Même si d'autres composants internes de l'unité informatique ne sont pas illustrés, il sera compris des hommes de métier que de tels composants et leur interconnexion sont bien connus. [0066] Bien que la présente divulgation ait été décrite en relation avec les modes de réalisation actuellement préférés, il sera compris par un spécialiste du domaine que ceux-ci ne 20 sont pas destinés à limiter la divulgation à ces modes de réalisation. Il est donc envisagé que divers modes de réalisation alternatifs et des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation divulgués sans s'écarter de l'esprit et de la portée de la divulgation définie par les revendications ci-jointes et les équivalents de celles-ci. REVENDICATIONS1. Procédé de simulation des effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage, qui comprend: a) la détermination si une région interne ou une région externe pour une paire d'anneaux de colonne de tubage est ouverte; b) le calcul d'au moins l'une de l'accumulation de la pression annulaire interne ajustée et d'une accumulation de pression annulaire externe ajustée pour au moins l'une de la région annulaire interne et de la région annulaire externe de l'anneau de la colonne de tubage utilisant des pressions initiales de fluide pour chaque anneau, au moins l'une d'une accumulation de pression annulaire interne initiale et une accumulation de pression annulaire externe initiale, et l'une de i) l'accumulation de la pression annulaire interne ajustée ou l'accumulation de la pression annulaire externe ajustée ; et ii) un changement de volume entre un volume de la région annulaire interne et un volume de la région annulaire externe ; c) la répétition des étapes a) - b) pour chaque région dans les anneaux de la colonne de tubage ; d) la répétition des étapes a) - c) pour chaque anneau de la colonne de tubage dans une colonne de tubage combinée ; et e) la répétition des étapes a) - d) en utilisant un processeur informatique jusqu'à ce qu'un équilibre global de la pression soit obtenu dans la colonne de tubage combinée. 3032048 27 2. Procédé de la revendication 1, dans lequel le changement de volume est l'un d'un changement de volume initialisé et d'un changement de volume ajusté. 3. Procédé de la revendication 2, dans lequel le changemerd de volume initialisé est calculé pour la région annulaire interne et pour la région annulaire externe des anneaux de la 5 colonne de tubage en utilisant des densités initiales de fluide pour chaque anneau, des volumes initiaux pour chaque anneau, les pressions initiales de fluide pour chaque anneau et les pressions finales de fluide pour chaque anneau. 4. Procédé de la revendication 2, dans lequel le changement de volume ajusté est calculé pour la région annulaire interne et la région annulaire externe des anneaux de la colonne 10 de tubage en utilisant une somme du volume progressif et l'un du changement de volume initialisé et un dernier changement de volume ajusté. 5. Procédé de la revendication 4, dans lequel le volume progressif est calculé pour la région annulaire interne et la région annulaire externe des anneaux de la colonne de tubage en utilisant des volumes initiaux pour chaque anneau, les pressions initiales de fluide pour chaque 15 anneau, les densités initiales de fluide pour chaque anneau et une différence de pression entre une pression finale externe ajustée pour la région annulaire externe et une pression finale interne ajustée pour la région annulaire interne. 6. Procédé de la revendication 5, dans lequel la pression finale interne ajustée et la pression finale externe ajustée sont calculées en utilisant l'accumulation de la pression annulaire 20 interne, l'accumulation de la pression annulaire externe et les pressions initiales de fluide. 7. Procédé de la revendication 6, comprenant également la répétition du calcul du changement de volume ajusté jusqu'à ce que la différence de pression soit inférieure à 1 psi. 3032048 28 8. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le changement de volume initialisé est calculé par : MT= (Pu Pir)*ci*c2*Vi i*V2i/(ci*V2i+c2*V ii) ci=(MW, (PIFF1Opsi)-MW1 i)/MWI i/ I Opsi 5 c2=(MW2(P2i+10psi)-MW2i)/MW2i/1Opsi Dans laquelle Pis P2f sont les pressions finales de fluide pour chaque anneau, Vfl, V2i sont les volumes initiaux pour chaque anneau, Pli, P2; sont les pressions initiales de fluide pour chaque anneau et MW1, MW2 sont les densités de fluide pour chaque anneau en fonction de la pression. 9. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le volume progressif est calculé par : 10 dV=[c)*c2*V1i*V2i/(c*V2i-Fe2*Vii)] * LIP cl =(MW1(P 1i-Fl0psi)-MWIYMW11/10psi c2=(MW2(P2i+10psi)-MW2i)/MW21/10psi dans laquelle Pli, P2; sont les pressions initiales de fluide pour chaque anneau, VIi, V2i sont les volumes initiaux pour chaque anneau et MW1, MW2 sont les densités de fluide pour chaque 15 anneau en fonction de la pression. 10. Dispositif de support de programme non-transitoire transportant de façon tangible des instructions exécutables par un ordinateur pour simuler les effets d'une défaillance du disque de rupture sur la dilatation du fluide annulaire dans un puits de forage, les instructions étant exécutables pour implémenter un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 20