Brevet FR3041682A1 — publié le 20170331

CONTEXTE Dans des opérations de cimentation primaire exécutées dans des puits de pétrole et de gaz, une composition de ciment hydraulique est placée entre les parois du puits de forage et l'extérieur d'un train de tiges, un train de tubage par exemple, qui est placé à l'intérieur du puits de forage. La composition de ciment est laissée à faire prise dans l'espace annulaire, formant ainsi une gaine annulaire de ciment imperméable sensiblement durci à l'intérieur de celui-ci. La gaine de ciment supporte physiquement et positionne la tige dans le puits de io forage et lie la tige aux parois du puits de forage moyennant quoi la migration indésirable de fluides entre des zones ou des formations pénétrées par le puits de forage est empêchée. Un procédé de cimentation primaire consiste à pomper la composition de ciment vers le bas à travers le tubage puis vers le haut à travers l'espace 15 annulaire. Dans ce procédé, le volume de ciment requis pour remplir l'espace annulaire doit être calculé. Une fois que le volume de ciment calculé a été pompé dans le tubage, un bouchon de ciment est placé dans le tubage. Un fluide de déplacement (de la boue de forage, par exemple) est ensuite pompé derrière le bouchon de ciment de sorte que le ciment est forcé à l'intérieur et vers le haut 20 de l'espace annulaire depuis l'extrémité distante du train de tubage jusqu'à la surface ou une autre profondeur souhaitée. Lorsque le bouchon de ciment atteint un sabot flottant placé à proximité de l'extrémité distante du tubage, le ciment doit avoir rempli le volume prédéterminé ou le volume total de l'espace annulaire. À ce stade, le ciment est laissé à sécher dans l'espace annulaire, dans 25 la masse durcie, sensiblement imperméable. À mesure que l'industrie du forage continue d'évoluer vers des environnements plus durs avec des pressions élevées et des températures élevées en résultat de puits en eau ultra profonde, de champ matures, et d'hydrocarbures/gaz non conventionnels, les marges de gradients de pression de 30 pores de formation et de fracture se réduisent. En résultat, il s'avère que, en raison de la pression élevée à laquelle le ciment doit être pompé, à une pression supérieure à la pression hydrostatique de la colonne de ciment dans l'espace annulaire à laquelle s'ajoute la pression de friction du système (ECD, Equivalent Circulating Density (pression manométrique de la boue)= P hydrostatic Pfriction), un 35 fluide émanant de la composition de ciment peut fuir dans une zone de basse 3041682 2 pression traversée par le puits de forage, en particulier à des endroits où les marges de gradients de pression de pores/fracture sont extrêmement réduites. Lorsqu'une fuite de ce genre se produit, le reste de la composition de ciment à proximité de cette zone de basse pression ne suffit pas à fournir un isolement s zonal optimum à la zone requise. Il s'ensuit que des opérations de cimentation de remédiation, couramment appelée cimentation latérale par injection, doivent être utilisées pour placer du ciment dans le reste de l'espace annulaire. Par conséquent, des tentatives de la technique antérieure ont été faites pour éviter les problèmes associés à la fuite de fluide dans des zones de basse pression lors d'opérations de cimentation, en particulier dans le cas de marges réduites. Un procédé permettant d'empêcher de tels problèmes est appelé cimentation à circulation inverse, dans lequel la composition de ciment est pompée directement dans l'espace annulaire. Lorsque cette approche est utilisée, la pression requise pour pomper le ciment à l'extrémité distante de l'espace annulaire est nettement inférieure à celle requise dans des opérations de cimentation classiques. De ce fait, la pression de pompage du ciment et, partant, l'ECD, sont significativement réduites ce qui, à son tour, diminue la probabilité de fracturation de la formation, et le fait d'avoir des pertes significatives avant que l'espace annulaire tout entier ou une zone prévue soient remplis de ciment est considérablement réduit. Il a été déterminé, cependant, qu'avec la cimentation à circulation inverse, il est nécessaire d'identifier le moment où le ciment commence à pénétrer dans l'extrémité distante du tubage et atteint la profondeur souhaitée à l'intérieur du tubage pour laisser la longueur de piste de sabot souhaitée de telle sorte que les pompes à ciment puissent être arrêtées. En continuant à pomper le ciment dans l'espace annulaire après que le ciment a atteint la position souhaitée après avoir traversé l'extrémité distante du tubage, on force des quantités indésirables de ciment dans le tubage ce qui, à son tour, peut nécessiter des durées de débourrage supplémentaires. Un procédé utilisé pour identifier le moment où le ciment a atteint l'extrémité distante de l'espace annulaire consiste à faire descendre un outil de mesurage de la densité neutronique en bas du tubage sur une ligne électrique. L'outil de mesurage de la densité neutronique surveille la densité jusqu'à une profondeur prédéterminée dans la formation. Lorsque le ciment commence à remplacer la boue de forage dans l'espace annulaire adjacent à l'outil de 3041682 3 mesurage de la densité neutronique, l'outil de mesurage de la densité neutronique détecte le changement de densité et indique à la surface qu'il est temps de cesser de pomper plus de ciment dans l'espace annulaire. Un autre procédé utilisé pour identifier le moment où le ciment a atteint l'extrémité s distante de l'espace annulaire consiste à faire descendre un outil de mesurage de la résistivité et un système de télémétrie sans fil en bas du tubage sur une ligne câblée. L'outil de mesurage de la résistivité surveille la résistivité du fluide dans le tubage de telle sorte que lorsque le ciment commence à remplacer la boue de forage dans le tubage un signal sans fil est envoyé à la surface pour indiquer 10 qu'il est temps de cesser de pomper plus de ciment dans l'espace annulaire. Il a été déterminé, cependant, que le coût d'utilisation de tels systèmes d'outils récupérables est prohibitif. En fait, un grand nombre d'outils de mesurage de la densité neutronique et d'outils de mesurage de la résistivité ont été ruinés durant de telles opérations en résultat du fait que le ciment pénètre 15 dans l'extrémité distante du tubage et entre en contact avec ces outils. Par conséquent, un besoin est apparu pour un système et un procédé adaptés pour cimenter l'espace annulaire entre le puits de forage et le tubage, qui n'exigent pas de pomper le ciment à des pressions qui permettent des fuites dans des zones de basse pression, en particulier dans des opérations où les 20 marges sont réduites. Un besoin est également apparu pour un système et un procédé adaptés pour identifier à quel moment il faut cesser de pomper plus de ciment dans le puits de forage. En outre, un besoin est apparu pour un système et un procédé qui n'exigent pas d'utiliser un équipement onéreux, comprenant des outils qui doivent être récupérés dans le puits une fois que l'opération de 25 cimentation est accomplie. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Les figures suivantes sont incluses afin d'illustrer certains aspects de la présente invention et ne doivent pas être considérées comme des modes de 30 réalisation exclusifs. L'objet décrit dans la présente divulgation peut être soumis à d'importantes modifications, altérations, et équivalents en termes de forme et de fonction, comme cela semblera évident à l'homme du métier connaissant les avantages de la présente divulgation. La figure 1 est un organigramme d'un mode de réalisation de la présente 35 divulgation. 3041682 4 La figure 2 est une illustration schématique d'une plate-forme de forage de pétrole ou de gaz à terre utilisant un système pour commander à une soupape souterraine de terminer une opération de cimentation ou de cimentation à circulation inverse de la présente invention. s La figure 3 est une illustration schématique d'une soupape souterraine à actionnement automatique. Les figures 4A, 4B et 4C illustrent le mécanisme de commande de la soupape souterraine à actionnement automatique dans diverses conditions de déclenchement. io Les figures 5A et 5B illustrent le changement de la pression de surface et l'épaisseur de gonflement des éléments capables de gonfler d'une soupape lors de l'activation. Les figures 6A et 6B illustrent une opération de cimentation à circulation inverse selon des modes de réalisation de la présente divulgation. 15 Les figures 7A et 7B illustrent une opération de cimentation à circulation inverse comprenant un fluide activant selon des modes de réalisation de la présente divulgation. La figure 8 est un organigramme d'une opération de cimentation à circulation inverse selon des modes de réalisation de la présente divulgation. 20 Les figures 9A, 9B et 9C sont des illustrations de dispositifs de régulation de débit selon des modes de réalisation de la présente divulgation. DESCRIPTION DÉTAILLÉE La présente invention concerne la détection de la présence d'un matériau 25 ou d'un fluide particuliers de fond de puits, ainsi que les actions prises lors de la détection. En particulier, la présente invention concerne l'utilisation de matériaux capables de gonfler pour détecter et réagir à la présence de certains matériaux de fond de puits. La présente invention fournit des systèmes et des procédés de commande 30 d'un dispositif de régulation de débit souterrain. Même si les systèmes et les procédés sont décrits comme étant utiles pour actionner des soupapes durant une opération de cimentation à circulation inverse, l'homme du métier comprendra sans difficulté que les systèmes et les procédés décrits dans le présent document sont également parfaitement adaptés pour commander des 3041682 5 soupapes durant d'autres opérations de puits et pour commander des équipements de fond de puits autres que des soupapes. La figure 1 est un organigramme illustrant une procédure de détection de la position d'un fluide de fond de puits dans un puits de forage selon un mode de s réalisation de la présente divulgation. Dans la procédure, un fluide activant est pompé dans le puits de forage 2. Le fluide activant entre en contact avec un dispositif de régulation de débit dans un train de tubage de colonne 3, et active un élément capable de gonfler dans le dispositif de régulation de débit 4. Le gonflement de l'élément bloque ou régule le fluide qui entre ou sort du tubage 5, 10 et peut augmenter la pression due à la réaction de gonflement du dispositif de régulation de débit au fluide activant 6. La pression de surface est surveillée à la surface 7. Si la pression de surface n'augmente pas, la pression de surface continue alors d'être surveillée 7. Si la pression de surface augmente, cela indique que le fluide de fond de puits a été détecté à une position particulière 8. 15 Des dispositifs sans électronique sont un avantage des procédés et des dispositifs de la présente divulgation. Dans un grand nombre de modes de réalisation, les dispositifs et les procédés n'ont pas besoin d'une communication câblée de fond de puits fil, ou de tout autre type de communication de fond de puits, ce qui les rend particulièrement adaptés à des applications de détection de 20 fluide de fond de puits. Les avantages peuvent réduire le temps passé à envoyer et/ou récupérer l'équipement de la ligne câblée, depuis le fond de puits. Un autre avantage est que les dispositifs et les procédés n'ont pas besoin de dépendre de la fiabilité des composants électroniques dans l'environnement de fond de puits. Un mode de réalisation de la présente divulgation concerne un procédé de 25 détection de la présence d'un fluide de fond de puits à une position particulière dans un puits de forage, le procédé comprenant le pompage d'un fluide activant dans un puits de forage comprenant un train de tubage de colonne ; la mise en contact d'un dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne avec le fluide activant, le dispositif de régulation de débit 30 étant placé dans le train de tubage de colonne, et le dispositif de régulation de débit comprenant au moins un élément capable de gonfler, dans lequel lors d'une activation, l'au moins un élément capable de gonfler gonfle et scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit, régulant de ce fait au moins l'un d'un débit 35 d'écoulement, d'une pression, et d'une combinaison de ces éléments ; 3041682 6 l'activation de l'au moins un élément capable de gonfler dans le dispositif de régulation de débit, créant ainsi un dispositif de régulation de débit activé ; le blocage des fluides ou la régulation du débit de fluides entrant ou sortant du tubage avec le dispositif de régulation de débit activé ; le fait de permettre un 5 changement de pression ; et la détection du changement de pression. Dans un mode de réalisation, le dispositif de régulation de débit est une soupape. Dans un mode de réalisation, l'au moins un élément capable de gonfler comprend au moins l'un de matériaux sensibles au pH, d'hydrogels, de polyélectrolytes et de combinaisons de ces éléments. L'activation peut comprendre au moins un io déclencheur sélectionné parmi un changement de pH, une oxydation et une réduction, un échange de solvant, un changement de force ionique, un changement basé sur du pétrole, une irradiation lumineuse, un changement de température, une déformation physique, une application de champ magnétique, une application de champ électrique, une irradiation microonde, une 15 température, des gradients de pression, et des combinaisons de ces éléments. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une pluralité de dispositifs de régulation de débit à différentes positions, résultant en une série d'impulsions de pression qui sont communiquées à la surface en résultat d'une pluralité d'événements de pression créés par la pluralité de gonflement de la 20 pluralité de dispositifs de régulation de débit. Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de régulation de débit est une soupape de masse-tige ou une soupape de sabot, ou tout autre type de soupape placée à n'importe quelle position souhaitée à l'intérieur du train de tubage. Dans un mode de réalisation, l'élément capable de gonfler de la soupape comprend un matériau capable de 25 gonfler sur au moins l'une de la tête de la soupape, de la queue de la soupape, et de combinaisons de celles-ci. Le procédé peut comprendre en outre la désactivation de l'élément capable de gonfler. Dans un autre mode de réalisation, la désactivation comprend le pompage d'un fluide dans le puits de forage qui provoque la contraction de l'élément capable de gonfler. 30 Un mode de réalisation de la présente divulgation concerne un procédé de cimentation dans un puits de forage, comprenant le pompage d'un fluide activant à travers un espace annulaire entre un train de tiges et le puits de forage ou à travers le train de tubage de colonne ; le pompage d'au moins l'un d'une bouillie de ciment, d'un fluide à base de résine, et de combinaisons de ces éléments, à 35 travers un espace annulaire entre un train de tiges et le puits de forage ou à 3041682 7 travers le train de tubage de colonne ; la mise en contact d'un dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne avec le fluide activant, le dispositif de régulation de débit comprenant au moins un élément capable de gonfler, dans lequel lors d'une activation, l'au moins un élément capable de s gonfler gonfle et scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit, régulant de ce fait au moins un du débit d'écoulement, d'une pression, et d'une combinaison de ces éléments ; l'activation de l'au moins un élément capable de gonfler dans le dispositif de régulation de débit, créant ainsi un dispositif de régulation de débit activé ; et le 10 blocage ou la régulation du fluide activant avec le dispositif de régulation de débit activé. Dans un mode de réalisation, la bouillie de ciment et le fluide activant sont pompés à travers le train de tubage de colonne, et l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine est pompé avant le fluide activant. Le procédé peut comprendre en outre le placement d'un bouchon de 15 ciment dans le tubage entre le pompage de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine et le pompage du fluide activant. Dans un autre mode de réalisation, l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide basé sur une résine et le fluide activant sont pompés à travers l'espace annulaire entre le train de tiges et le puits de forage, et le fluide activant est pompé avant zo l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine. Dans un mode de réalisation, le fluide activant est également l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine. Dans un mode de réalisation, le dispositif de régulation de débit est une soupape. Dans un mode de réalisation, l'au moins un élément capable de gonfler comprend au moins l'un de matériaux 25 sensibles au pH, d'hydrogels, de polyélectrolytes et de combinaisons de ces éléments. L'activation peut comprendre au moins un déclencheur sélectionné parmi un changement de pH, une oxydation et une réduction, un échange de solvant, un changement de force ionique, un changement basé sur du pétrole, une irradiation lumineuse, un changement de température, une déformation 30 physique, une application de champ magnétique, une application de champ électrique, une irradiation microonde, une température, des gradients de pression, et des combinaisons de ces éléments. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre le fait de permettre à la pression de changer et à détecter le changement de pression. Dans un mode de réalisation, la détection 35 comprend la surveillance des augmentations de pression de la pression de 3041682 8 surface. Le procédé peut comprendre en outre une pluralité de dispositifs de régulation de débit à différentes positions, résultant en une série d'impulsions de pression qui sont communiquées à la surface en résultat d'une pluralité d'événements de pression créés par la pluralité de dispositifs de régulation de s débit comprenant une pluralité d'éléments de gonflement. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre l'ajustement du débit de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine lorsque la pression de surface augmente rapidement ou qu'une série d'impulsions de pression sont communiquées à la surface. Le procédé peut comprendre en outre l'un de l'arrêt io du débit de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine, l'ajustement du débit de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine, et des combinaisons de ces étapes. Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend en outre le pompage d'un fluide de déplacement à travers l'espace annulaire derrière l'au moins un d'une bouillie de 15 ciment et d'un fluide à base de résine avant que l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine est entré en contact avec la soupape. Dans certains modes de réalisation, la soupape peut être une soupape de masse-tige ou une soupape de sabot, qui peut être placée à n'importe quelle position souhaitée à l'intérieur du train de tubage. L'élément capable de gonfler de la 20 soupape comprend un matériau capable de gonfler sur au moins l'une de la tête de la soupape, de la queue de la soupape, et de combinaisons de celles-ci. L'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine comprend au moins un d'un additif, d'un traceur, et de combinaisons de ces éléments, qui active l'au moins un élément capable de gonfler. Dans un mode de réalisation, le 25 procédé comprend en outre la désactivation de l'élément capable de gonfler. Dans un mode de réalisation fourni à titre d'exemple, la désactivation comprend le pompage d'un fluide en bas du tubage ou de l'espace annulaire qui provoque la contraction de l'élément capable de gonfler. Un mode de réalisation de la présente divulgation concerne un appareil 30 pour bloquer ou réguler un débit de fluide dans un puits de forage, l'appareil comprenant : un train de tiges dans un puits de forage ; et un dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne, dans lequel la soupape comprend au moins un élément capable de gonfler, dans lequel lors d'un déclenchement d'activation, l'au moins un élément capable de gonfler gonfle et 35 scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du 3041682 9 dispositif de régulation de débit, bloquant ou régulant de ce fait le débit de fluides dans ou en dehors du train de tiges. Dans certains modes de réalisation, le dispositif de régulation de débit est une soupape. L'au moins un élément capable de gonfler comprend au moins un 5 de matériaux sensibles au pH, d'hydrogels, de polyélectrolytes et de combinaisons de ces éléments. Le déclenchement d'activation peut comprendre au moins un déclencheur sélectionné parmi un changement de pH, une oxydation et une réduction, un échange de solvant, un changement de force ionique, un changement basé sur du pétrole, une irradiation lumineuse, un changement de 10 température, une déformation physique, une application de champ magnétique, une application de champ électrique, une irradiation microonde, une température, des gradients de pression, et des combinaisons de ces éléments. Dans certains modes de réalisation, la soupape peut être une soupape de masse-tige ou une soupape de sabot. L'élément capable de gonfler de la soupape 15 comprend un matériau capable de gonfler sur au moins l'une de la tête de la soupape, de la queue de la soupape, et de combinaisons de celles-ci. Un système pour générer une pointe de pression ou des impulsions de pression lorsqu'un fluide de fond de puits est présent à une position particulière dans un puits de forage comprend : un appareil comprenant : un train de tiges 20 dans un puits de forage ; et un dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne à proximité du fond du puits de forage, dans lequel la soupape comprend au moins un élément capable de gonfler, dans lequel lors d'un déclenchement d'activation, l'au moins un élément capable de gonfler gonfle et scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement 25 du dispositif de régulation de débit, bloquant ou régulant de ce fait le débit de fluides dans ou en dehors du train de tiges ; pomper un fluide activant dans le puits de forage ; pomper un fluide de fond de puits dans le puits de forage ; mettre en contact le dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne avec le fluide activant ; activer l'au moins un élément capable de gonfler 30 dans le dispositif de régulation de débit, créant ainsi un dispositif de régulation de débit activé ; bloquer ou réguler le débit de fluides de fond de puits ou de fluides activant qui entrent ou sortent du tubage avec le dispositif de régulation de débit activé ; et permettre à la pression de provoquer au moins une pointe ou au moins une impulsion. Le système peut comprendre en outre la détection de la 35 pointe ou de l'impulsion de pression sur la surface du puits de forage. Dans un 3041682 I0 mode de réalisation, la détection de la pointe ou de l'impulsion de pression indique qu'un fluide de fond de puits est présent à proximité d'une certaine position de fond de puits. Dans un mode de réalisation, l'indication selon laquelle le fluide de fond de puits est présent à proximité d'une certaine position de fond s de puits est exécutée sans communications câblées de fond de puits. Comme montré sur la figure 2, une plate-forme de forage de pétrole ou de gaz à terre utilisant un système pour commander à une soupape souterraine de terminer une opération de cimentation ou de cimentation à circulation inverse de la présente invention est illustrée de façon schématique et globalement désignée 10 en 10. Une plate-forme similaire peut également être utilisée pour un forage en mer. La plate-forme 12 est centrée sur une formation souterraine de pétrole ou de gaz 14 placée sous la surface de la terre 16. Un puits de forage 18 s'étend à travers les diverses strates terrestres comprenant la formation 14. Le puits de forage 18 est doublé d'un train de tubage 20. Le tubage 20 comprend une 15 soupape 22 qui est placée à proximité de l'extrémité distante du tubage 20 ou à toute autre position souhaitée. La soupape 22 est utilisée pour autoriser et empêcher sélectivement l'écoulement de fluides à travers elle. Par exemple, durant une opération de cimentation à circulation inverse, la soupape 22 reste ouverte tandis qu'un fluide de forage 24 est forcé, depuis un espace annulaire 26 20 jusque dans l'extrémité distante du tubage 20, lorsque du ciment 28 est pompé, via une pompe de ciment 30, dans l'extrémité proximale de l'espace annulaire 26. Lorsque le bord antérieur du ciment 28 atteint l'extrémité distante du tubage 20 ou la position souhaitée, la soupape 22 se ferme afin d'empêcher qu'une quantité excessive de ciment 28 ne circule à l'intérieur de tubage 20. Ensuite, le 25 ciment 28 est laissé à faire prise dans l'espace annulaire 26 de sorte à former une masse durcie sensiblement imperméable qui supporte physiquement et positionne le tubage 20 dans le puits de forage 18 et lie le tubage 20 aux parois du puits de forage 18. La plate-forme 12 comprend un pont de travail 32 qui supporte un derrick 30 34. Le derrick 34 supporte un appareil de levage 36, pour lever et abaisser des trains de tiges, le tubage 20 par exemple. Une pompe 30 sur le pont de travail 32 est de construction classique et du type pouvant pomper une variété de fluides dans le puits. La pompe 30 comprend un dispositif de mesurage de pression qui fournit une lecture de pression à l'orifice de refoulement de la 35 pompe. 3041682 11 Dans des opérations de cimentation, en règle générale, une partie du ciment est laissée dans le tubage (c'est ce que l'on appelle une piste de sabot), de 80 ft généralement (deux jonctions de tubage), mais cela peut varier en fonction des conditions et des simulations par logiciel. Cela peut garantir que s l'espace annulaire ne contient aucun reste de ciment contaminé, lorsqu'un isolement maximum est requis. L'appareil de détection de la présente divulgation est suffisamment flexible pour être placé à la jonction de tubage souhaitée, de telle sorte que la longueur de la piste de sabot souhaitée soit laissée à l'intérieur du tubage. Si la détection 10 n'est pas faite correctement ou qu'elle n'est pas faite du tout, la piste de sabot peut être, soit trop longue, et exiger alors une durée de forage supplémentaire, soit trop courte, ce qui risque de compromettre potentiellement l'intégrité du ciment aux profondeurs les plus basses. La figure 3 illustre une soupape 40 selon des modes de réalisation de la 15 présente divulgation. La soupape 40 est placée sur une masse-tige ou un sabot 42. L'ensemble soupape 44 peut comprendre un ressort 46, un premier élément capable de gonfler 48, et éventuellement un second élément capable de gonfler 50. Dans un mode de réalisation, le premier élément capable de gonfler 48 a une épaisseur au repos 52 de So avant l'exposition à un fluide activant, un fluide 20 activant pouvant être le ciment lui-même ou tout autre fluide prédéfini pour une telle fonction et une réactivité souhaitée. Les figures 4A, B et C illustrent ce qui arrive aux éléments capables de gonfler après qu'ils ont été exposés à un fluide activant. Sur la figure 4A, un fluide activant 56 a juste commencé à activer les éléments capables de gonfler 58, 62. Le fluide 56 continue de circuler 60 dans le 25 tubage. À ce stade, la durée = to, l'épaisseur de l'élément capable de gonfler = So, et la pression = Po, la pression étant mesurée entre l'orifice de refoulement de la pompe et l'entrée de la soupape en bas du tubage. Comme montré sur la figure 4B, le fluide activant 56 continue d'amener les éléments capables de gonfler 64, 68 à gonfler, et bloque lentement ou immédiatement 30 l'écoulement 66 du fluide activant dans le tubage. À ce stade, la durée = t1, l'épaisseur de l'élément capable de gonfler = Si, et la pression = P1. La figure 4C montre l'état de la soupape après que les éléments capables de gonfler 70, 72 ont complètement gonflé. Plus aucun fluide activant 56 n'est autorisé à s'écouler dans le tubage. À ce stade, la durée = tf, l'épaisseur de l'élément capable de 35 gonfler = Sf, et la pression = Pf. 3041682 12 Comme illustré sur les figures 5A et 5B, à mesure que l'épaisseur de l'élément capable de gonfler S augmente, la pression de surface P augmente, les résultats illustrant que Pf>P1>P0. Lorsque la pression de surface a augmenté à Pf, la pompe sur la surface peut être arrêtée. Cela peut être fait, soit par une 5 commande d'arrêt automatique dépendant d'une pression maximale prédéterminée, soit par une intervention d'un opérateur. En se référant à la figure 6A, le système de soupape 100 est placé à l'intérieur de puits de forage 102, la soupape 104 étant placée à l'intérieur du tubage 106. La soupape 104 est montrée dans la position ouverte et les lo éléments capables de gonfler 108, 110 en contact avec un fluide non activant 112. Dans certains modes de réalisation, le fluide non activant 112 est un fluide de forage, et s'écoule à travers la soupape 104 dans le tubage 106. Une composition de ciment 114 est pompée à travers l'espace annulaire 116 vers le fond du tubage 106 et dans la soupape 104. Comme illustré sur la figure 6B, 15 lorsque la composition de ciment 114 entre en contact avec les éléments capables de gonfler 108, 110 de la soupape 104, les éléments capables de gonfler 114, 116 gonflent, et ferment la soupape 104. La composition de ciment 114 est empêchée d'entrer dans la partie du tubage 106 située en dessus de la soupape 104. 20 Dans un autre mode de réalisation, un fluide activant, séparé de la composition de ciment, est utilisé pour déclencher les éléments capables de gonfler de la soupape. Comme illustré sur la figure 7A, le système de soupape 200 est placé à l'intérieur de puits de forage 202, la soupape 204 étant placée à l'intérieur de tubage 206. La soupape 204 est montrée dans la position ouverte 25 et les éléments capables de gonfler 208, 210 en contact avec un fluide non activant 212. Dans certains modes de réalisation, le fluide non activant 212 est un fluide de forage, et s'écoule à travers la soupape 204 dans le tubage 206. Un fluide activant 218 est pompé à travers l'espace annulaire 216 vers le fond du tubage 206 et dans la soupape 204. À la suite du fluide activant 218 vient la 30 composition de ciment 214, qui est pompée à travers l'espace annulaire 216 vers le fond du tubage 206. Comme illustré sur la figure 7B, lorsque le fluide activant 218 entre en contact avec les éléments capables de gonfler 208, 210 de la soupape 204, les éléments capables de gonfler 214, 216 gonflent, et ferment la soupape 204. La composition de ciment 214 est empêchée d'entrer dans la partie 35 du tubage 206 située en dessus de la soupape 204. 3041682 13 La figure 8 est un organigramme détaillant une procédure pour l'exécution d'une opération de cimentation à circulation inverse. Dans l'opération de cimentation à circulation inverse 300, la bouillie de ciment est mélangée 302 et des additifs ou des traceurs supplémentaires pouvant déclencher les éléments 5 capables de gonfler peuvent être ajoutés à 304. Ensuite, le ciment est pompé vers le bas dans l'espace annulaire 306 et un fluide de déplacement est pompé derrière la bouillie de ciment 308. La pression de surface peut augmenter en raison du déclenchement du gonflement des éléments de soupape en fond de trou par les additifs ou par le ciment 310. La pression est surveillée à la surface 10 312. Si la pression de surface n'augmente pas 314, la pression de surface continue alors d'être surveillée 312. Si la pression de surface augmente 314, alors la tâche de cimentation à circulation inverse alors la pompe est arrêtée 316 et la tâche est accomplie lors du séchage du ciment. Une pluralité de dispositifs peut être placée le long du train de tubage avec 15 différentes capacités d'expansion attendues (soupapes d'expansion maximum à minimum placées de haut en bas) dans le but de générer une pluralité de signaux (pointes de pression) à la surface en tant que mesure de redondance ou communication binaire (en d'autres termes, des impulsions de pression) de l'action de détection. 20 Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de régulation de fluide capable de gonfler peut être conçu de sorte à empêcher également un reflux de fluides annulaires dans le tubage, évitant de ce fait le calcul et l'application d'une contre-pression durant l'hydratation du ciment afin d'empêcher tout reflux. Dispositifs de régulation de débit 25 Les procédés et les appareils de la présente divulgation comprennent un dispositif de régulation de débit. Dans certains modes de réalisation, ce dispositif se trouve dans le tubage à proximité du fond d'un puits de forage ou à toute autre position souhaitée. Dans un mode de réalisation, le dispositif est une soupape, comme illustré dans les sections qui précèdent. N'importe quelle 30 soupape de construction appropriée peut être utilisée comme, par exemple, des clapets à bille, des clapets à manchon, des robinets à papillon, des clapets anti retour, des soupapes d'étranglement, des soupapes à diaphragme, des détendeurs de pression, des soupapes d'expansion thermique, des soupapes à fluide électro-rhéologique, mais cela sans caractère limitatif. 3041682 14 Les figures 9A à 9C illustrent des dispositifs de régulation de débit alternatifs. Un dispositif en forme de capsule revêtu d'un matériau capable de gonfler est montré sur la figure 9A et la coupe transversale 9B. Le dispositif 400 comprend un tubage 402, un croisillon de la tour 404, et un revêtement capable s de gonfler 406 entourant une capsule 408. Au contact avec un fluide activant, le revêtement capable de gonfler 406 gonfle, fermant ainsi un trajet d'écoulement de fluide. La figure 9C illustre la section transversale d'un dispositif en forme de nid d'abeille comprenant un revêtement capable de gonfler à l'intérieur de celui-ci. io Un dispositif 410 comprend un tubage 412 ainsi qu'une matrice de cellules creuses 414 contenant chacune un revêtement capable de gonfler 416 sur les parois de chaque cellule individuelle 414. Au contact avec un fluide activant, le revêtement capable de gonfler 416 gonfle et ferme complètement ou partiellement les cellules à l'écoulement d'un fluide. 15 Déclencheurs Les procédés et les appareils de la présente divulgation peuvent être activés par un événement déclencheur. Le déclencheur peut être de nature chimique, physique, ou les deux. Des déclencheurs chimiques comprennent un changement de pH, une oxydation et une réduction, un échange de solvant, un 20 changement de force ionique, un changement basé sur du pétrole. Certains matériaux sont sensibles à des changements de pH comme, par exemple, un matériau de latex sensible à l'alcalinité. Ce matériau gonfle lorsqu'il est exposé à des fluides de fort pH, du ciment par exemple. Une boue de forage d'un pH de 7 environ pourrait être déplacée avec un ciment d'un pH de 11 à 13 environ, 25 provoquant le gonflement du matériau. Le matériau peut également se contracter lorsqu'il est exposé à un pH faible comme, par exemple, une pilule acide pour des effets réversibles. Des déclencheurs physiques peuvent comprendre une irradiation lumineuse, un changement de température, une déformation physique, une 30 application de champ magnétique, une application de champ électrique, une irradiation microonde, une température, des gradients de pression, et des combinaisons de ces éléments. Matériaux capables de gonfler Les procédés et les appareils de la présente divulgation comprennent des 35 matériaux capables de gonfler. Le matériau peut être n'importe quel matériau 3041682 15 qui gonfle lorsqu'il est exposé à l'un des déclencheurs mentionnés ci-dessus. En règle générale, les dimensions des matériaux capables de gonfler appliqués à un dispositif de régulation sont telles que, lorsque ce matériau gonfle complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit est 5 hermétiquement scellée complètement ou partiellement selon les exigences de conception. Un matériau capable de gonfler utile est un polymère sensible au pH, comme celui décrit par Dai et al. dans Soft Matter, 2008, 4, 435-449. La solubilité, le volume, la configuration et la conformation d'un polymère sensible io au pH peuvent être manipulés réversiblement par un changement du pH externe. La plupart des polymères sensibles au pH et des microgels sont synthétisés au moyen d'une polymérisation en émulsion par lots utilisant des initiateurs solubles dans l'eau. De plus, des polymères sensibles au pH peuvent être produits au moyen de techniques de polymérisation contrôlée comme, par exemple, une 15 polymérisation anionique et une polymérisation à transfert de groupe. Un autre matériau capable de gonfler utile est un matériau de latex sensible à l'alcalinité, qui peut être défini comme une émulsion de latex qui, lorsqu'elle est exposée à des matériaux augmentant le pH, peut gonfler et présenter une augmentation de sa viscosité. Des matériaux de latex sensibles à 20 l'alcalinité capables de gonfler contiennent, en règle générale, en plus de monomères types de formation de latex, des monomères ayant des groupes acides capables de réagir avec des matériaux augmentant le pH, et former de ce fait des groupes pendants anioniques sur le squelette polymère. En raison de la présence de groupes acides, des émulsions de latex sensibles à l'alcalinité 25 capables de gonfler ont un pH se situant dans la plage allant de 2 environ à 8 environ et sont principalement des fluides de faible viscosité avec des viscosités de moins de 100 centipoises environ pour une émulsion contenant 30 % de solides. Lorsque le pH est augmenté par l'ajout d'un matériau augmentant le pH, l'augmentation de la viscosité peut se situer dans la plage allant de cinq fois 30 environ à plus d'un million de fois environ pour une émulsion à 30 °/0. La viscosité de l'émulsion de latex classique n'augmente pas significativement lorsqu'un matériau augmentant le pH est ajouté. Dans certains modes de réalisation, l'émulsion de latex peut être réticulée durant la phase de polymérisation des monomères. Des exemples de monomères types de 35 formation de latex qui peuvent être utilisés pour produire des matériaux de latex 3041682 16 sensibles à l'alcalinité capables de gonfler comprennent, mais sans caractère limitatif, des monomères vinyle-aromatique (des monomères à base de styrène, par exemple), de l'éthylène, du butadiène, du vinyle-nitrile (de l'acrylonitrile, par exemple), des esters oléfiniquement insaturés d'un alcool C1-C8, ou des s combinaisons de ces éléments. Dans certains modes de réalisation, des monomères non ioniques qui présentent des effets stériques et qui contiennent de longues queues hydrocarbonées ou éthoxylées peuvent également être présents. Les monomères contenant des groupes acides capables de réagir avec des matériaux augmentant le pH comprennent des monomères éthyléniquement 10 insaturés contenant au moins un groupe fonctionnel d'acide carboxylique. De tels monomères contenant de l'acide carboxylique peuvent être présents dans la plage allant de 5 % environ à 30 % environ en poids de la composition monomère totale utilisée dans la préparation du matériau de latex sensible à l'alcalinité capable de gonfler. Sans caractère limitatif, des exemples de tels 15 groupes contenant de l'acide carboxylique comprennent de l'acide acrylique, des acides acryliques alkyles comme de l'acide méthacrylique et de l'acide éthacrylique, de l'acide alpha-chloro-acrylique, de l'acide alpha-cyano acrylique, de l'acide alpha-chloro-méthacrylique, de l'acide alpha-cyano méthacrylique, de l'acide crotonique, de l'acide alpha-phényl acrylique, de l'acide beta-acryloxy 20 propionique, de l'acide sorbique, de l'acide alpha-chloro sorbique, de l'acide angélique, de l'acide cinnamique, de l'acide p-chloro cinnamique, de l'acide betastyryl acrylique (1-carboxy-4-phenyl butadiene-1,3), de l'acide itaconique, de l'acide maléique, de l'acide citraconique, de l'acide mésaconique, de l'acide glutaconique, de l'acide aconitique, de l'acide fumarique, du tricarboxy éthylène, 25 ou des combinaisons de ces éléments. Dans un mode de réalisation, les groupes contenant de l'acide carboxylique peuvent comprendre de l'acide itaconique, de l'acide acrylique, ou des combinaisons de ces éléments. Divers matériaux capables de gonfler sont connus de l'homme du métier, ces matériaux gonflant lorsqu'ils sont mis en contact avec de l'eau et/ou un 30 fluide hydrocarboné, de sorte qu'une liste exhaustive de ces matériaux ne sera pas présentée dans le présent document. Des listes partielles de matériaux capables de gonfler peuvent être trouvées dans les brevets U.S. N° 3 385 367 et 7 059 415, et dans la demande U.S. publiée N° 2004/0020662. Le matériau polymère capable de gonfler à l'eau peut être un mélange 35 caoutchouteux comprenant du caoutchouc naturel (NR) ou un caoutchouc 3041682 17 synthétique comme, par exemple, un caoutchouc synthétique cis-1,4 polyisoprène (IR), un caoutchouc polybutadiène (BR), un caoutchouc aléatoirement copolymérisé de styrène et d'un monomère diénique (SBR ou SIR), un caoutchouc copolymère d'acrylonitrile et d'un monomère diénique (NBR 5 ou NIR), un caoutchouc chloroprène (CR), un caoutchouc copolymère d'isobutylène et isoprène (IIR), un caoutchouc copolymère ternaire d'éthylène, propylène et d'un monomère diénique (EPDM), un caoutchouc poly(trans-1,4- isoprène), un caoutchouc copolymérisé en bloc de styrène et d'un monomère diénique, et similaire, une résine à forte capacité d'absorption d'eau, un agent de 10 vulcanisation, un accélérant de vulcanisation, une charge, une retardateur de vieillissement, et similaire. En variante, le matériau polymère capable de gonfler à l'eau peut être un mélange d'une résine synthétique ayant une certaine flexibilité comme, par exemple, des polyéthylènes chlorés, des copolymères d'éthylène et de vinyle is acétate, des résines plastifiées de polychlorure de vinyle, des polyuréthanes, et similaire, avec une résine à forte capacité d'absorption d'eau et d'autres additifs. D'autres matériaux comprennent des sol-gels capables de gonfler comme ceux décrits dans le brevet U.S. N° 8 119 759, qui sont activés lorsqu'ils sont exposés à un sorbat non polaire. 20 Bouillie de ciment Une variété de ciments peut être utilisée dans la présente invention, comme, par exemple, des ciments comprenant du calcium, de l'aluminium, du silicium, de l'oxygène, et/ou du soufre, qui font prise et durcissent par réaction avec de l'eau ; ou ceux tels que des systèmes à base de résine qui ont 25 également au moins deux composants qui réagissent et durcissent avec le temps. De tels ciments hydrauliques comprennent les ciments Portland, les plâtres durs, les ciments à forte teneur en aluminium, les ciments au laitier, les ciments à forte teneur en magnésium, les ciments au schiste, les ciments acide/base, les ciments contenant des cendres volantes, les systèmes ciment- 30 zéolite, les systèmes de poussière de four à ciment, les ciments microfins, le métakaolin, la ponce, et leurs combinaisons, ainsi que des systèmes à base de résine. Dans certains modes de réalisation, les ciments API Portland adéquats sont ceux des classes A, C, H et G. Les compositions de ciment de l'invention peuvent contenir des additifs. 35 Dans certains modes de réalisation, les additifs comprennent au moins un de 3041682 18 résines, latex, stabilisateurs, silice, pouzzolanes, microsphères, superabsorbants aqueux, agents de viscosification, agents de suspension, agents de dispersion, sel, accélérants, surfactants, ralentissants, agents antimousse, agents de prévention de sédimentation, matériaux de pondération, agents de contrôle de s perte de fluide, élastomères, schiste vitrifié, additifs de contrôle de migration de gaz, agents de conditionnement de formation, et des combinaisons de ces éléments. Dans certains modes de réalisation, les compositions de ciment ont une densité de bouillie permettant le pompage et l'introduction de fond de puits. 10 Dans des modes de réalisation fournis à titre d'exemple, la densité de la composition de ciment sous forme de bouillie est de 7 livres par gallon (ppg) environ à 20 ppg environ (soit approximativement de 840 kg/m3 environ à 2400 kg/m3 environ), de 8 ppg environ à 18 ppg environ (soit approximativement de 960 kg/m3 environ à 2200 kg/m3 environ), ou de 9 ppg environ à 17 ppg 15 environ (soit approximativement de 1100 kg/m3 environ à 2000 kg/m3 environ). Fluide de déplacement Le fluide de déplacement peut comprendre un fluide à base aqueuse. Dans certains modes de réalisation, le fluide à base aqueuse comprend au moins une 20 d'une eau fraîche ; d'une eau saumâtre ; d'une eau salée ; et des combinaisons de ces éléments. L'eau peut être de l'eau fraîche, de l'eau saumâtre, de l'eau salée, ou n'importe quelle combinaison de ces éléments. Le fluide de déplacement peut également être un fluide à base de pétrole. Fluide activant 25 Le fluide activant est n'importe quel fluide qui provoque le gonflement des matériaux capables de gonfler. Ce fluide peut contenir de l'eau et/ou des fluides hydrocarbonés (comme du pétrole ou du gaz, par exemple). Le fluide activant doit être suffisamment visqueux pour être capable de maintenir une séparation sensible entre un fluide placé en premier, comme un fluide de forage par 30 exemple, et une composition de ciment. Dans un mode de réalisation, le fluide activant est un fluide à base d'eau ou un fluide à base de pétrole. L'homme du métier sera familiarisé avec la façon de modifier des fluides ou « pilules » afin de maintenir la séparation entre deux fluides de traitement différents. Le fluide activant peut contenir des particules qui amènent les matériaux capables de 3041682 19 gonfler à gonfler. Dans un mode de réalisation, le fluide activant peut être le système de ciment lui-même. Puits de forage et Formation D'une façon générale, une zone fait référence à un intervalle de roche le s long d'un puits de forage, qui se distingue des roches environnantes par sa teneur en hydrocarbure ou d'autres caractéristiques comme, par exemple, des perforations ou un autre type de communication de fluide avec le puits de forage, des défauts ou des fractures. Tel qu'il est employé dans le présent document, le terme « dans un puits » signifie introduit au moins dans et à io travers the tête de puits. Selon divers procédés connus dans l'art, un équipement, des outils ou des fluides de puits peuvent être dirigés, depuis la tête de puits, dans n'importe quelle partie souhaitée du puits de forage. De plus, un fluide de puits peut être dirigé depuis une partie du puits de forage dans la matrice rocheuse d'une zone. 15 Bien que des modes de réalisation préférés de l'invention aient été montrés et décrits, des modifications de ceux-ci peuvent être faites par l'homme du métier sans s'éloigner de l'esprit des enseignements de l'invention. Les modes de réalisation décrits dans le présent document sont fournis à titre d'exemple uniquement et ne sont pas prévus pour être limitatifs. Un grand nombre de 20 variantes et de modifications de l'invention décrites dans le présent document sont possibles et entrent dans la portée de l'invention. L'utilisation du terme « en option » par rapport à n'importe quel élément d'une revendication est prévue pour indiquer que l'élément objet est requis ou, en variante, qu'il n'est pas requis. Les deux alternatives sont prévues pour entrer dans la portée de la 25 revendication. Les modes de réalisation décrits dans la présente divulgation comprennent : A : Un procédé de détection de la présence d'un fluide de fond de puits à une position particulière dans un puits de forage, le pompage d'un fluide activant 30 dans un puits de forage comprenant un train de tubage de colonne la mise en contact d'un dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne avec le fluide activant, le dispositif de régulation de débit étant placé dans le train de tubage de colonne, et le dispositif de régulation de débit comprenant au moins un élément capable de gonfler, dans lequel lors d'une activation, I'au 35 moins un élément capable de gonfler gonfle et scelle hermétiquement, 3041682 20 partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit, régulant de ce fait au moins l'un d'un débit d'écoulement, d'une pression, et d'une combinaison de ces éléments ; l'activation de l'au moins un élément capable de gonfler dans le dispositif de régulation de débit, créant ainsi 5 un dispositif de régulation de débit activé ; le blocage des fluides ou la régulation du débit de fluides entrant ou sortant du tubage avec le dispositif de régulation de débit activé ; le fait de permettre un changement de pression ; et la détection du changement de pression. B : Un procédé de cimentation dans un puits de forage, comprenant le 10 pompage d'un fluide activant à travers un espace annulaire entre un train de tiges et le puits de forage ou à travers le train de tubage de colonne ; le pompage d'au moins l'un d'une bouillie de ciment, d'un fluide à base de résine, et de combinaisons de ces éléments, à travers un espace annulaire entre un train de tiges et le puits de forage ou à travers le train de tubage de colonne ; la mise 15 en contact d'un dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne avec le fluide activant, le dispositif de régulation de débit comprenant au moins un élément capable de gonfler, dans lequel lors d'une activation, l'au moins un élément capable de gonfler gonfle et scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation 20 de débit, régulant de ce fait au moins l'un d'un débit d'écoulement, d'une pression, et d'une combinaison de ces éléments ; l'activation de l'au moins un élément capable de gonfler dans le dispositif de régulation de débit, créant ainsi un dispositif de régulation de débit activé ; et le blocage ou la régulation du fluide activant avec le dispositif de régulation de débit activé. 25 C : Un appareil pour bloquer ou réguler un débit de fluide dans un puits de forage, l'appareil comprenant : un train de tiges dans un puits de forage ; et un dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne, dans lequel le dispositif de régulation de débit comprend au moins un élément capable de gonfler, dans lequel lors d'un déclenchement d'activation, l'au moins un élément 30 capable de gonfler gonfle et scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit, bloquant ou régulant de ce fait le débit de fluides dans ou en dehors du train de tiges. D : Un système pour générer une pointe de pression ou des impulsions de 35 pression lorsqu'un fluide de fond de puits est présent à une position particulière 3041682 21 dans un puits de forage, le système comprenant : un appareil comprenant un train de tiges dans un puits de forage ; et un dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne à proximité du fond du puits de forage, dans lequel la soupape comprend au moins un élément capable de gonfler, dans lequel s lors d'un déclenchement d'activation, l'au moins un élément capable de gonfler gonfle et scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit, bloquant ou régulant de ce fait le débit de fluides dans ou en dehors du train de tiges ; pomper un fluide activant dans le puits de forage ; pomper un fluide de fond de puits dans le puits io de forage ; mettre en contact le dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne avec le fluide activant ; activer l'au moins un élément capable de gonfler dans le dispositif de régulation de débit, créant ainsi un dispositif de régulation de débit activé ; bloquer ou réguler le débit de fluides de fond de puits ou de fluides activant qui entrent ou sortent du tubage avec le dispositif de 15 régulation de débit activé ; et permettre une pointe ou une impulsion de pression. E : Un procédé pour générer une pointe de pression ou des impulsions de pression lorsqu'un fluide de fond de puits est présent à une position particulière dans un puits de forage, le procédé comprenant : la fourniture et/ou l'utilisation 20 d'un appareil comprenant un train de tiges dans un puits de forage ; et un dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne à proximité du fond du puits de forage, dans lequel la soupape comprend au moins un élément capable de gonfler, dans lequel lors d'un déclenchement d'activation, l'au moins un élément capable de gonfler gonfle et scelle hermétiquement, 25 partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit, bloquant ou régulant de ce fait le débit de fluides dans ou en dehors du train de tiges ; pomper un fluide activant dans le puits de forage ; pomper un fluide de fond de puits dans le puits de forage ; mettre en contact le dispositif de régulation de débit dans le train de tubage de colonne avec le fluide activant ; 30 activer l'au moins un élément capable de gonfler dans le dispositif de régulation de débit, créant ainsi un dispositif de régulation de débit activé ; bloquer ou réguler le débit de fluides de fond de puits ou de fluides activant qui entrent ou sortent du tubage avec le dispositif de régulation de débit activé ; et permettre une pointe ou une impulsion de pression. 35 3041682 22 Chacun des modes de réalisation A, B, C, D et E peut comprendre un ou plusieurs des éléments supplémentaires suivants, dans n'importe quelle combinaison : Élément 1 : dans lequel le dispositif de régulation de débit est une soupape. Élément 2 : dans lequel l'au moins un élément capable de gonfler s comprend au moins l'un de matériaux sensibles au pH, d'hydrogels, de polyélectrolytes et de combinaisons de ces éléments. Élément 3 : dans lequel l'activation comprend au moins un déclencheur sélectionné parmi un changement de pH, une oxydation et une réduction, un échange de solvant, un changement de force ionique, un changement basé sur du pétrole, une irradiation lumineuse, 10 un changement de température, une déformation physique, une application de champ magnétique, une application de champ électrique, une irradiation microonde, une température, des gradients de pression, et de leurs combinaisons. Élément 4 : dans lequel la détection comprend la surveillance des augmentations de pression de la pression de surface. Élément 5 : comprenant en 15 outre une pluralité de dispositifs de régulation de débit à différentes positions, résultant en une série d'impulsions de pression qui sont communiquées à la surface en résultat d'une pluralité d'événements de pression créés par la pluralité de gonflements de la pluralité de dispositifs de régulation de débit. Élément 6 : dans lequel le dispositif de régulation de débit est une soupape de masse-tige ou 20 une soupape de sabot, ou tout autre type de soupape placée à n'importe quelle position souhaitée à l'intérieur du train de tubage. Élément 7 : dans lequel l'élément capable de gonfler de la soupape comprend un matériau capable de gonfler sur au moins l'une de la tête de la soupape, de la queue de la soupape, et de combinaisons de celles-ci. Élément 8: comprenant en outre la 25 désactivation de l'élément capable de gonfler. Élément 9 : dans lequel la désactivation comprend le pompage d'un fluide dans le puits de forage qui provoque la contraction de l'élément capable de gonfler. Élément 10 : dans lequel l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine et le fluide activant sont pompés à travers le train de tubage de colonne, et l'au moins 30 un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine est pompé avant le fluide activant. Élément 11 : comprenant en outre le placement d'un bouchon de ciment dans le tubage entre le pompage de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine et le pompage du fluide activant. Élément 12 : dans lequel l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide basé sur 35 une résine et le fluide activant sont pompés à travers l'espace annulaire entre le 3041682 23 train de tiges et le puits de forage, et le fluide activant est pompé avant l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine. Élément 13 : dans lequel le fluide activant est également l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine. Élément 14 : dans lequel le dispositif de 5 régulation de débit est une soupape. Élément 15 : comprenant en outre le fait de permettre un changement de pression, et la détection du changement de pression. Élément 16 : dans lequel la détection comprend la surveillance des augmentations de pression de la pression de surface. Élément 17 : comprenant en outre une pluralité de dispositifs de régulation de débit à différentes positions, 10 résultant en une série d'impulsions de pression qui sont communiquées à la surface en résultat d'une pluralité d'événements de pression créés par la pluralité de gonflements de la pluralité de dispositifs de régulation de débit. Élément 18 : comprenant en outre l'ajustement du débit de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine lorsque la pression de surface augmente 15 rapidement ou qu'une série d'impulsions de pression sont communiquées à la surface. Élément 19 : comprenant en outre au moins l'un de l'arrêt du débit de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine, de l'ajustement du débit de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine, et de leur combinaison. Élément 20 : comprenant en outre le 20 pompage d'un fluide de déplacement à travers l'espace annulaire derrière l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine avant que l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine soit entré en contact avec le dispositif de régulation de débit. Élément 21 : dans lequel l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine comprend au 25 moins l'un d'un additif, d'un traceur, et de combinaisons de ces éléments, qui active l'au moins un élément capable de gonfler. Élément 22 : dans lequel la désactivation comprend le pompage d'un fluide en bas du tubage ou de l'espace annulaire qui provoque la contraction de l'élément capable de gonfler. Élément 23 : comprenant en outre la détection de la pointe ou de l'impulsion de pression 30 sur la surface du puits de forage. Élément 24 : dans lequel la détection de la pointe ou de l'impulsion de pression indique qu'un fluide de fond de puits est présent à proximité d'une certaine position de fond de puits. Élément 25 : dans lequel l'indication selon laquelle le fluide de fond de puits est présent à proximité d'une certaine position de fond de puits est exécutée sans communications 35 câblées de fond de puits. 3041682 24 Un grand nombre d'autres modifications, équivalents et variantes sembleront rapidement évidents à l'homme du métier une fois que la pleine mesure de la divulgation qui précède aura été complètement prise. Il est prévu que les revendications suivantes soient interprétées de sorte à englober toutes s ces modifications, équivalents et variantes le cas échéant. REVENDICATIONS1. Procédé de détection de la présence d'un fluide de fond de puits à une position particulière dans un puits de forage (18, 102, 202), caractérisé en ce que le procédé comprend : le pompage d'un fluide activant (56) dans un puits de forage (18, 102, 202) comprenant un train de tubage de colonne (20) ; la mise en contact d'un dispositif de régulation de débit (40, 100, 200) dans le train de tubage de colonne (20) avec le fluide activant (56), le dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) étant placé dans le train de io tubage de colonne (20), et le dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) comprenant au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216), dans lequel lors d'une activation, l'au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) gonfle et scelle hermétiquement, 15 partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410), régulant de ce fait au moins l'un d'un débit d'écoulement, d'une pression, et d'une combinaison de ces éléments ; l'activation de l'au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) dans le dispositif de 20 régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410), créant ainsi un dispositif de régulation de débit activé ; le blocage des fluides ou la régulation du débit de fluides entrant ou sortant du tubage (106, 206) avec le dispositif de régulation de débit activé ; le fait de permettre un changement de pression ; et 25 la détection du changement de pression. 2. Procédé de cimentation dans un puits de forage (18, 102, 202), caractérisé en ce que le procédé comprend : le pompage d'un fluide activant (56) à travers un espace annulaire (26, 116, 216) entre un train de tiges et le puits de forage (18, 102, 202) ou à 30 travers le train de tubage de colonne (20) ; le pompage d'au moins l'un d'une bouillie de ciment, d'un fluide à base de résine, et de combinaisons de ces éléments, à travers un espace annulaire (26, 116, 216) entre un train de tiges et le puits de forage (18, 102, 202) ou à travers le train de tubage de colonne (20) ; 3041682 26 la mise en contact d'un dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) dans le train de tubage de colonne (20) avec le fluide activant (56), le dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) comprenant au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 5 116, 208, 210, 214, 216), dans lequel lors d'une activation, l'au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) gonfle et scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410), régulant de ce fait au moins l'un d'un débit d'écoulement, d'une pression, et d'une combinaison de ces éléments ; l'activation de l'au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) dans le dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410), créant ainsi un dispositif de régulation de débit activé ; et le blocage ou la régulation du fluide activant (56) avec le dispositif de régulation de débit activé. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine et le fluide activant (56) sont pompés à travers le train de tubage de colonne (20), et l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine est pompé avant le fluide activant (56). 4. Procédé selon la revendication 3, comprenant en outre le placement d'un bouchon de ciment dans le tubage (106, 206) entre le pompage de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine et le pompage du fluide activant (56). 5. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide basé sur une résine et le fluide activant sont pompés à travers l'espace annulaire (26, 116, 216) entre le train de tiges et le puits de forage (18, 102, 202), et le fluide activant (56) est pompé avant l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine. 6. Procédé selon la revendication 5, comprenant en outre le pompage d'un fluide de déplacement à travers l'espace annulaire (26, 116, 216) derrière l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine avant que l'au 3041682 27 moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine soit entré en contact avec le dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410). 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le fluide activant (56) est également l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de s résine. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine comprend au moins l'un d'un additif, d'un traceur, et de combinaisons de ces éléments, qui active l'au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 10 208, 210, 214, 216). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, comprenant en outre le fait de permettre un changement de pression et la détection du changement de pression. 10. Procédé selon la revendication 1 ou 9, dans lequel la détection comprend 15 la surveillance des augmentations de pression de la pression de surface. 11. Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre une pluralité de dispositifs de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) à différentes positions, résultant en une série d'impulsions de pression qui sont communiquées à la surface en résultat d'une pluralité d'événements de pression 20 créés par la pluralité de gonflements de la pluralité de dispositifs de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410). 12. Procédé selon les revendications 9 et 11, comprenant en outre l'ajustement du débit de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine lorsque la pression de surface augmente rapidement ou qu'une 25 série d'impulsions de pression sont communiquées à la surface (16). 13. Procédé selon les revendications 9 et 11, comprenant en outre au moins l'un de l'arrêt du débit de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine, de l'ajustement du débit de l'au moins un d'une bouillie de ciment et d'un fluide à base de résine, et de leur combinaison. 30 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) est une soupape de 3041682 28 masse-tige ou une soupape de sabot (42), ou tout autre type de soupape placée à n'importe quelle position souhaitée à l'intérieur du train de tubage. 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) s de la soupape comprend un matériau capable de gonfler sur au moins l'une de la tête de la soupape, de la queue de la soupape, et de combinaisons de celles-ci. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, comprenant en outre la désactivation de l'élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216). 10 17. Procédé selon les revendications 1 et 16, dans lequel la désactivation comprend le pompage d'un fluide dans le puits de forage (18, 102, 202) qui provoque la contraction de l'élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216). 18. Procédé selon les revendications 2 et 16, dans lequel la désactivation 15 comprend le pompage d'un fluide en bas du tubage (106, 206) ou de l'espace annulaire (26, 116, 216) qui provoque la contraction de l'élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216). 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, dans lequel le 20 dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) est une soupape. 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, dans lequel l'au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) comprend au moins l'un de matériaux sensibles au pH, d'hydrogels, de polyélectrolytes et de combinaisons de ces éléments. 25 21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, dans lequel l'activation comprend au moins un déclencheur sélectionné parmi un changement de pH, une oxydation et une réduction, un échange de solvant, un changement de force ionique, un changement basé sur du pétrole, une irradiation lumineuse, un changement de température, une déformation physique, une application de 30 champ magnétique, une application de champ électrique, une irradiation 3041682 29 microonde, une température, des gradients de pression, et de leurs combinaisons. 22. Appareil pour bloquer ou réguler un débit de fluide dans un puits de forage (18, 102, 202), caractérisé en ce que l'appareil comprend : 5 un train de tiges dans un puits de forage (18, 102, 202) ; et un dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) dans le train de tubage de colonne (20), dans lequel la soupape comprend au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216), dans lequel lors d'un déclenchement d'activation, l'au io moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) gonfle et scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410), bloquant ou régulant de ce fait le débit de fluides dans ou en dehors du train de tiges. 15 23. Appareil selon la revendication 22, dans lequel l'au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) comprend au moins l'un de matériaux sensibles au pH, d'hydrogels, de polyélectrolytes et de combinaisons de ces éléments. 24. Appareil selon la revendication 22 ou 23, dans lequel le déclenchement 20 d'activation comprend au moins un déclencheur sélectionné parmi un changement de pH, une oxydation et une réduction, un échange de solvant, un changement de force ionique, un changement basé sur du pétrole, une irradiation lumineuse, un changement de température, une déformation physique, une application de champ magnétique, une application de champ 25 électrique, une irradiation microonde, une température, des gradients de pression, et de leurs combinaisons. 25. Appareil selon l'une quelconque des revendications 22 à 24, dans lequel le dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) est une soupape. 26. Appareil selon la revendication 25, dans lequel l'élément capable de 30 gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) de la soupape comprend un matériau capable de gonfler sur au moins l'une de la tête de la soupape, de la queue de la soupape, et de combinaisons de celles-ci. 3041682 30 27. Système pour générer une pointe de pression ou des impulsions de pression lorsqu'un fluide de fond de puits est présent à une position particulière dans un puits de forage, caractérisé en ce que le système comprend : un appareil comprenant : un train de tiges dans un puits de forage (18, 102, 202) ; et un dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) dans le train de tubage de colonne (20) à proximité du fond du puits de forage, dans lequel la soupape comprend au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216), dans lequel lors 10 d'un déclenchement d'activation, l'au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) gonfle et scelle hermétiquement, partiellement ou complètement, la zone d'écoulement du dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410), bloquant ou régulant de ce fait le débit de fluides dans ou en dehors du train de tiges ; 15 pomper un fluide activant (56) dans le puits de forage (18, 102, 202) ; pomper un fluide de fond de puits dans le puits de forage (18, 102, 202) ; mettre en contact le dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410) dans le train de tubage de colonne (20) avec le fluide activant (56) ; activer l'au moins un élément capable de gonfler (48, 50, 58, 62, 64, 68, 20 70, 72, 108, 110, 114, 116, 208, 210, 214, 216) dans le dispositif de régulation de débit (40, 100, 200, 400, 410), créant ainsi un dispositif de régulation de débit activé ; bloquer ou réguler le débit de fluides de fond de puits ou de fluides activant (56) qui entrent ou sortent du tubage (106, 206) avec le dispositif de 25 régulation de débit activé ; et permettre une pointe ou une impulsion de pression. 28. Système selon la revendication 27, comprenant en outre la détection de la pointe ou de l'impulsion de pression sur la surface (16) du puits de forage (18, 102, 202). 3041682 31 29. Système selon la revendication 28, dans lequel la détection de la pointe ou de l'impulsion de pression indique qu'un fluide de fond de puits est présent à proximité d'une certaine position de fond de puits. 30. Système selon la revendication 29, dans lequel l'indication selon laquelle le s fluide de fond de puits est présent à proximité d'une certaine position de fond de puits est exécutée sans communications câblées de fond de puits.