Brevet FR3040729A1 — publié le 20170310

Contexte [00011 Cette section vise à introduire le lecteur à divers aspects de la technique susceptibles d'être liés à divers aspects des modes de réalisation présentement décrits. On considère que la discussion est utile pour procurer au lecteur des informations de fond, afin de faciliter une meilleure compréhension des divers aspects des modes de réalisation décrits. En conséquence, on comprendra que ces déclarations doivent être lues à la lumière de cela et non comme des admissions de l'état de la technique. 10002] Lors des opérations de cimentation réalisées dans des puits de pétrole et de gaz, une composition de ciment hydraulique est disposée entre les parois du puits de forage et à l'extérieur d'un train de forage, tel qu'un train de tubage, qui est placé dans le puits de forage. La composition de ciment peut durcir dans l'espace annulaire, ce qui forme une gaine annulaire de ciment durci, sensiblement imperméable à l'intérieur. La gaine de ciment soutient physiquement et positionne le tuyau dans le puits de forage et relie le tuyau aux parois du puits de forage, moyennant quoi on empêche la migration de fluide entre les zones ou les formations pénétrées par le puits de forage. 100031 Un procédé de cimentation implique le pompage de la composition de ciment vers le bas à travers le tubage puis vers le haut à travers l'espace annulaire. Selon ce procédé, il faut calculer le volume de ciment nécessaire pour remplir l'espace annulaire. Une fois que le volume calculé de ciment a été pompé dans le tubage, on place un bouchon de ciment dans le tubage. Une boue de forage est alors pompée derrière le bouchon de ciment pour que le ciment passe en force dans l'espace annulaire et vers le haut de celui-ci, de l'extrémité éloignée de la colonne de tubage à la surface ou à une autre profondeur voulue. Quand le bouchon de ciment atteint un sabot à soupape disposé à proximité de l'extrémité éloignée du tubage, le ciment doit avoir rempli tout le volume de l'espace annulaire. À ce stade, on laisse le ciment sécher dans l'espace annulaire dans la masse dure, sensiblement imperméable. 3040729 2 10004] Toutefois, ce procédé peut ne pas convenir pour tous les puits, comme il nécessite le pompage du ciment à hautes pressions, ce qui le rend potentiellement inapproprié pour les puits à formations plus douces ou à formation encline à la fracturation. La cimentation inverse est un autre procédé de cimentation dans lequel la 5 composition de ciment est pompée directement dans l'espace annulaire entre la colonne de tubage et le puits de forage. Selon ce procédé, la pression nécessaire pour pomper le ciment jusqu'à l'extrémité éloignée de l'espace annulaire est bien moindre que celle nécessaire dans les opérations classiques de cimentation. Une fois que le ciment atteint le fond du puits, le ciment commence à monter à l'intérieur de la 10 colonne de tubage, sauf si le pompage est arrêté. Dans les opérations de cimentation inverse, il est nécessaire d'identifier quand le ciment commence à pénétrer dans l'extrémité éloignée du tubage pour que les pompes à ciment puissent s'arrêter. Brève description des figures 100051 Pour une description détaillée des modes de réalisation de l'invention, on se 15 référera aux illustrations ci-jointes dans lesquelles : 100061 La figure 1 est une illustration d'un système de puits de pétrole ou de gaz subissant une opération de cimentation inverse ; [0007] La figure 2 montre une vue en coupe transversale d'un dispositif de détection et d'étanchement par cimentation inverse situé dans une colonne de tubage. 20 100081 La figure 3 illustre une vue en coupe transversale d'un dispositif de détection de matière et d'étanchement ; et [0009] La figure 4 est un diagramme d'un procédé de cimentation inverse. Description détaillée 100101 La présente divulgation concerne des procédés et des systèmes servant à 25 détecter quand un espace annulaire est rempli de ciment, qui signale l'achèvement d'une opération de cimentation inverse ou une étape de celle-ci. La détection a lieu par un capteur de densité placé dans un tubage qui détermine la présence de ciment à 3040729 3 l'intérieur du tubage ou au fond du puits. Quand le capteur de densité détecte la présence de ciment, une soupape associée placée dans le tubage ou près de celui-ci est fermée, ce qui empêche le ciment de s'écouler plus loin dans le tubage. Cela engendre un pic de pression à la source de ciment, ce qui indique la fin du pompage du ciment. 5 100111 Si l'on se réfère aux figures, on voit que la figure 1 illustre un système de puits de pétrole ou de gaz 100 subissant une opération de cimentation inverse. Le système 100 comprend une plate-forme 102 centrée sur une formation souterraine 104 d'exploitation pétrolière ou gazière située en-dessous de la surface terrestre 106. Un puits de forage 108 se prolonge à travers les diverses strates terrestres, y compris la 10 formation 104. Une colonne de tubage 110 se trouve dans le puits de forage 108 et un espace annulaire 112 est formé entre la colonne de tubage 110 et le puits de forage 108. La plate-forme 102 comprend un pont de travail 118 qui soutient un derrick 120. Le derrick 120 soutient un appareil de levage 122 pour élever et pour abaisser des trains de tige tels qu'une colonne de tubage 110. Une pompe 116 peut se trouver sur le 15 pont de travail 118 et est à même de pomper un certain nombre de fluides dans le puits. La pompe 116 peut contenir un moyen de détection de pression qui donne une lecture de la contrepression à la sortie de la pompe. 100121 Lors d'une opération de cimentation inverse, une matière de cimentation est pompé, par la pompe 116 située à la surface 106, dans l'espace annulaire 112 d'une 20 extrémité supérieure 114 d'espace annulaire 112 près de la surface 106 à une extrémité inférieure 124 de l'espace annulaire 112. Le puits de forage 108 est typiquement rempli de divers fluides tels qu'un fluide de forage qui peut être déplacé vers le haut du puits à travers l'intérieur de la colonne de tubage 110 tandis que la matière de cimentation est pompée vers le bas à travers l'espace annulaire 112. Le fluide de forage 25 a un profil différent de densités par rapport à la matière de cimentation. Spécifiquement, le fluide de forage a une densité moindre que la matière de cimentation. Le fluide de forage peut être tout fluide typique de forage tel qu'un fluide de forage à base d'eau ou à base d'huile. La matière de cimentation utilisée peut être 3040729 4 n'importe quel matériau cimentaire hydraulique typique, par exemple et non limitativement, ceux comprenant du calcium, de l'aluminium, du silicium, de l'oxygène et/ou du soufre qui prend et se durcit par réaction avec de l'eau. Ces matériaux hydrauliques peuvent contenir des ciments Portland, des ciments pouzzolane, des 5 ciments de gypse, des ciments à teneur élevée en aluminium, des ciments de silice et des ciments à alcalinité élevée. [0013] Dans certains modes de réalisation, l'extrémité inférieure 124 de l'espace annulaire 112 peut être directement adjacente à la partie basse du puits 126. Ainsi, la matière de cimentation a une propension à s'écouler vers le haut et dans la colonne de 10 tubage 110, quand une pression supérieure de fluide est introduite dans l'espace annulaire 112, à moins d'arrêter le pompage de la matière de cimentation. Un dispositif d'étanchement 128 se trouve dans la colonne de tubage 110 et il est configuré pour détecter la présence de matière de cimentation. Au moment de la détection de la matière de cimentation, le dispositif d'étanchement est actionné pour former une 15 barrière dans la colonne de tubage 110, ce qui empêche la matière de cimentation de s'élever plus haut dans la colonne de tubage 110. Le dispositif d'étanchement 128 donne aussi une indication d'arrêter le pompage de la matière de cimentation au niveau de la pompe 116. Ensuite, on laisse la matière de cimentation durcir dans l'espace annulaire 112 pour former une masse dure, sensiblement imperméable qui soutient 20 physiquement et qui positionne la colonne de tubage 110 dans le puits de forage 108 et qui relie la colonne de tubage 110 aux parois du puits de forage 108. [0014] La figure 2 montre le dispositif d'étanchement 128 situé dans la colonne de tubage 110. Le dispositif d'étanchement 128 peut être installé dans la colonne de tubage 110, avant que la colonne de tubage 110 ne soit abaissée en bas du puits. Dans 25 certains modes de réalisation, un sabot à soupape 210 est installé à l'extrémité distale de la colonne de tubage 110 et le dispositif d'étanchement 128 se trouve au-dessus ou en partie dans le sabot à soupape 210. Le dispositif 126 forme un joint contre l'intérieur de la colonne de tubage 110, en bouchant efficacement la colonne de tubage 3040729 5 110 de sorte que le fluide ne puisse pas s'écouler entre le dispositif 126 et la colonne de tubage 110. Ainsi, le fluide ne peut que monter dans la colonne de tubage 110 à travers le dispositif d'étanchement 128. [00151 Le dispositif d'étanchement 128 peut contenir un corps 202 contenant une 5 extrémité supérieure 212 et une extrémité inférieure 214. Le corps 202 loge dans la colonne de tubage 110, et agit surtout comme un bouchon dans la colonne de tubage 110. Le corps 202 est défini entre une surface extérieure 216 et un orifice intérieur 208 formé à travers celui-ci de l'extrémité supérieure 212 à l'extrémité inférieure 214, l'orifice intérieur procurant une voie d'écoulement à travers laquelle du fluide peut 10 s'écouler dans la colonne de tubage 110 et hors de celle-ci. Dans certains modes de réalisation, le corps 202 peut être en matière plastique ou en caoutchouc à même de former un joint contre la colonne de tubage 110. Le corps 202 peut être solide ou rempli d'un matériau tel que du ciment. 100161 Le dispositif d'étanchement 128 comprend en outre une soupape 204 située 15 dans le corps 202 configurée pour ouvrir et pour fermer l'orifice intérieur 208. Le dispositif d'étanchement 128 contient un densimètre 206 situé sur ou dans le corps 202 et configuré pour détecter la densité d'un fluide. La soupape 204 est configurée pour se fermer lorsque le densimètre 206 détecte une certaine condition de densité du fluide. Dans certains modes de réalisation, la condition de densité correspond à une variation 20 de la densité détectée du fluide. Dans certains modes de réalisation, le densimètre 206 comprend un détecteur 218 ou une sonde qui s'étend hors du corps 202 et qui est en communication fluidique avec le fluide, qui peut se trouver à l'intérieur de la colonne de tubage 110, pour détecter ainsi la densité du fluide à l'intérieur de la colonne de tubage 110. Sinon, le détecteur 218 ou la sonde s'étend vers l'extérieur à travers la 25 colonne de tubage 110 et dans l'espace annulaire 112, pour détecter ainsi la densité du fluide dans l'espace annulaire 112 à la position du détecteur 218. Le fluide peut être tout fluide situé à côté du détecteur 218 du densimètre 206. 3040729 6 [00171 Comme on l'a indiqué, la colonne de tubage 110 peut être remplie d'un fluide initial tel qu'un fluide de forage ou un autre fluide avant l'opération de cimentation inverse. Ainsi, le fluide est initialement celui situé près du dispositif d'étanchement 128 avant l'opération de cimentation inverse. Alors que du ciment est pompé dans 5 l'espace annulaire 112 pendant la cimentation inverse, le fluide initial est progressivement déplacé par le ciment qui s'élève à travers l'orifice intérieur 208 du dispositif 202 et vers le haut dans la colonne de tubage 110. Comme le fluide de cimentation a une densité différente que le fluide initial, le densimètre 206 doit détecter une variation de la densité mesurée du fluide, qui signale la présence de la 10 matière de cimentation. Dans certains modes de réalisation, le dispositif 128 se trouve en tout lieu dans la colonne de tubage 110 où l'on doit arrêter la matière de cimentation. Dans de nombreuses applications, le dispositif d'étanchement 128 sera placé à l'extrémité distale de la colonne de tubage 110. 10018] Quand le densimètre 206 détecte une variation de la densité mesurée du 15 fluide, la soupape 204 est fermée, parfois automatiquement, ce qui empêche le ciment de s'écouler plus loin dans la colonne de tubage 110. Quand la soupape 204 est fermée ou partiellement fermée, une augmentation de la contrepression doit être mesurée au niveau de la pompe 116. Cela indique que l'espace annulaire 112 est entièrement rempli de ciment et d'arrêter le pompage de ciment supplémentaire en bas du puits. 20 Dans de nombreuses applications, la pompe 116 mesure l'augmentation de contrepression et arrête automatiquement le pompage. 100191 Le densimètre 206 est couplé à la soupape 204 par le biais d'un processeur 220. Le processeur 220 peut faire partie d'un circuit auquel le densimètre 206 et la soupape 204 sont tous deux couplés. Dans certains modes de réalisation, le processeur 25 220 est configuré pour recevoir un signal depuis le densimètre 206, qui indique la densité détectée. En recevant un signal du densimètre 206 indiquant une variation suffisante de la densité, le processeur 220 envoie un signal d'actionnement à la soupape 204, ce qui ferme la soupape 204. Sinon, le densimètre 206 et/ou le 3040729 7 processeur 220 peut être configuré pour détecter quand la densité du fluide tombe dans une certaine fourchette de valeurs ou un certain seuil, ce qui signale aussi la présence de ciment. Le processeur 220 peut effectuer tout type de traitement de signal nécessaire pour déterminer la présence de ciment en fonction des lectures du 5 densimètre 206, et pour transmettre tout type de signal nécessaire pour fermer la soupape 204. On peut préprogrammer le processeur 220 avec des règles d'exploitation et avec des valeurs de seuil. 100201 La soupape 204 peut correspondre à une grande variété de soupapes ou de dispositifs de type soupape qu'on peut actionner pour permettre et pour bloquer 10 l'écoulement de fluide. La soupape 204 peut être une soupape manuelle entraînée par un moteur telle qu'une soupape à battant. La soupape 204 peut aussi être un clapet à bille, une vanne papillon, entre autres. Les exemples de soupapes 204 décrites ici ne limitent pas le type de soupapes ou de dispositifs de type soupape permettant d'implémenter la présente divulgation, mais plutôt servent d'exemples pour aider à 15 illustrer le concept de la présente divulgation. 100211 Les aspects électroniques du dispositif d'étanchement 128 tels que le processeur/microcontrôleur 220, le densimètre 206 et la soupape 204 peuvent être alimentés par une alimentation électrique locale telle qu'une batterie ou un autre dispositif d'accumulation d'électricité. La batterie peut être couplée au 20 processeur/microcontrôleur 220, qui transmet de l'électricité au densimètre et à la soupape 204 au besoin. L'alimentation électrique peut être d'autres types, tel qu'un générateur hydraulique embarqué ou voisin. Tout type d'alimentation électrique existant ou nouveau peut servir à procurer de la puissance aux aspects électroniques du dispositif d'étanchement 128. Dans certains modes de réalisation, un dispositif 25 d'actionnement tel qu'un moteur est couplé entre le processeur/microcontrôleur 220 et la soupape 204, le dispositif d'actionnement recevant de l'électricité et des signaux du processeur/microcontrôleur 220 et activant la soupape 204 en conséquence. 3040729 8 [0022] Dans certains modes de réalisation, un élément d'acquisition et de traitement de données peut être intégré à la soupape 204. L'élément d'acquisition et de traitement de données peut être programmable pour donner une meilleure commande de la soupape 204. Par exemple, l'élément d'acquisition et de traitement de données peut être 5 configuré pour retarder la fermeture de la soupape 204 pour procurer au sabot un suivi de la contamination dans la colonne de tubage 110. Dans certains modes de réalisation, l'élément d'acquisition et de traitement de données peut fermer la soupape lentement et réduire la contrepression élevée. 100231 Le dispositif d'étanchement 128 peut être configuré pour détecter la présence 10 d'une substance autre que du ciment. Par exemple, le dispositif 128 peut être configuré pour détecter la présence d'un certain gaz, d'huile, d'eau, d'un fluide de forage ou de tout autre fluide par configuration des réglages et des règles de fonctionnement du densimètre ou du processeur 220 par rapport aux valeurs respectives corrélées aux densités de ces matières. 15 [0024] La figure 3 illustre une vue en coupe transversale d'un autre exemple de dispositif de détection et d'étanchement 300. Le dispositif 300 contient un corps 302. Le corps 302 peut comporter un corps tubulaire défini par une surface extérieure 322 et par une surface intérieure 324 définissant un orifice intérieur 304 traversant la longueur du dispositif 300. Le corps 302 comprend aussi une extrémité inférieure 316 20 et une extrémité supérieure 318. De même que le dispositif d'étanchéité 128 de la figure 2, le dispositif est configuré pour être couplé à une colonne de tubage 110. Dans certains modes de réalisation, le corps 302 peut être solide ou rempli de ciment. 100251 Le dispositif 300 contient un clapet anti-retour 306 et une soupape commandée 324. Le clapet anti-retour 306 se trouve dans l'orifice intérieur 304 plus 25 près de l'extrémité supérieure 318 et la soupape commandée 324 se trouve dans l'orifice intérieur 304 plus près de l'extrémité inférieure 318. Dans certains modes de réalisation, le clapet antiretour 306 est configuré pour permettre l'écoulement de l'extrémité inférieure 316 vers l'extrémité supérieure 318 et pour empêcher 3040729 9 l'écoulement dans le sens opposé. Quand la colonne de tubage 110 et le dispositif 300 sont abaissés dans le puits de forage, tout fluide déjà présent dans le puits de forage peut s'écouler à travers le clapet antiretour 306. Le clapet antiretour 306 peut être de tout type de soupape unidirectionnelle telle qu'une soupape à battant, un clapet à bille, 5 un clapet antiretour à bascule, un clapet antiretour à disque basculant, entre autres. [0026] Le clapet anti-retour 306 illustré à la figure 3 est un clapet à battant qui contient une base 326a et un battant 328a. La base 326a contient une couverture formée à travers elle, qui procure une voie d'écoulement. Le battant 328a peut être articulé ou couplé de manière souple à la base 326a de sorte que le battant 328a couvre 10 l'ouverture quand il se ferme. Dans certains modes de réalisation, le battant 328a peut bouger librement et couvre généralement l'ouverture 328a sauf si on l'ouvre en poussant selon une force appliquée à l'extrémité inférieure 316 vers l'extrémité supérieure 318 telle que celle causée par un écoulement de fluide. [0027] Dans certains modes de réalisation, la soupape commandée 324 peut aussi 15 être un clapet à battant et contenir une base 326b et un battant 328b. Toutefois, l'ouverture et la fermeture du battant 328b est commandée par un dispositif de commande. Le dispositif de commande peut comprendre moteur 310 en lien avec un processeur/microcontrôleur 312. Spécifiquement, le moteur 310 peut être un moteur linéaire configuré pour ouvrir le battant 328b en tirant par un câble 330 ou un cordon, 20 pour permettre l'écoulement à travers celui-ci et le déroulement du câble 330 ou du cordon, pour permettre la fermeture du battant 328b. Le moteur 310 peut être commandé par le processeur/microcontrôleur 312 pour ouvrir ou pour fermer le battant 328b. Dans certains modes de réalisation, la fermeture du battant 328b peut être commandée par une force de rappel ou par une force hydraulique lorsque le battant 25 328b est libéré par le moteur 310. [0028] La soupape commandée 324 peut être de tout type de soupape ou de mécanisme qu'on peut commander électriquement, ou bloquer l'écoulement à travers 3040729 10 l'orifice intérieur 304, comprenant un clapet à battant, un clapet à bille, une vanne papillon, entre autres. [0029] Le dispositif d'étanchement 300 contient un densimètre 308 configuré pour détecter la densité d'un fluide à l'intérieur de l'orifice intérieur 304 ou à l'extérieur du 5 dispositif d'étanchement 300. Le densimètre 308 peut se trouver n'importe où dans le dispositif 300 ou autour de celui-ci, et il est couplé en communication au processeur/microcontrôleur 312. Le processeur/microcontrôleur 312 est configuré pour recevoir en continu un signal depuis le densimètre 308, qui indique la densité détectée. Le processeur/microcontrôleur 312 ou le densimètre 308 est configuré pour détecter 10 l'occurrence d'une certaine condition de densité du fluide. La condition de densité peut correspondre à une variation qui est la densité mesurée du fluide, ou le fait que la densité mesurée du fluide tombe dans une certaine fourchette de valeurs ou franchisse un certain seuil, ce qui peut indiquer la présence du ciment, point auquel le pompage du ciment peut être arrêté. 15 [0030] Lors de la détection de la condition de densité, le processeur/microcontrôleur 312 actionne le moteur 310 ou un autre actionneur mécanique, pour fermer la soupape commandée 324, ce qui bloque le débit de ciment plus loin dans la colonne de tubage 110. Dans certains modes de réalisation, le moteur 310 est absent et les mécanismes d'actionnement sont intégrés à la soupape commandée 324. Dans ces modes de 20 réalisation, le processeur/microcontrôleur 312 transmet directement un signal d'actionnement à la soupape commandée 324. L'inclusion du clapet antiretour 306 avec le clapet commandé 324 peut donner un certain niveau de redondance alors que le clapet antiretour 306 empêche les fluides de refluer dans le dispositif d'étanchement 128 qui peut autrement repousser le clapet commandé 324. 25 [0031] Les exemples de dispositifs de détection matérielle et d'étanchement 128, 300 des figures 2 et 3 peuvent être utilisés dans des opérations de cimentation inverse. La figure 4 est un diagramme illustrant un procédé 400 de réalisation d'une opération de cimentation inverse. Si l'on se réfère aux figures 2 et 4, on voit que le procédé 400 3040729 11 commence par la détection matérielle et l'ouverture du dispositif d'étanchement 128 (étape 402). Le dispositif d'étanchement 128 peut être installé au fond à l'intérieur d'une colonne de tubage, typiquement vers l'extrémité distale de la colonne de tubage, mais pas nécessairement. Le procédé comprend alors le début du pompage de fluide de 5 cimentation en bas du puits (étape 404). Le pompage du fluide de cimentation continue jusqu'à l'arrêt à l'étape 412. Lors du pompage du fluide de cimentation vers le fond, le densimètre 206 situé sur le dispositif d'étanchement 128 détecte en continu la densité d'un fluide (406). Le processeur 220 reçoit des données du densimètre 206 et compare continuellement les données de densité à un certain seuil (étape 408). 10 100321 Si la densité détectée du fluide est inférieure au seuil, alors le densimètre 206 continue à prendre des mesures de densité (étape 406) et le processeur continue de vérifier les données de mesure vis-à-vis du seuil (étape 408) ; aucune autre action n'est prise et le pompage du ciment se poursuit. Toutefois, si la densité détectée du fluide est supérieure ou égale au seuil, la soupape 204 située à l'intérieur du dispositif 15 d'étanchement 128 est fermée (410). 100331 La fermeture de la soupape 204 ferme la colonne de tubage 110 jusqu'à l'espace annulaire, en empêchant toute matière de cimentation de pénétrer dans la colonne de tubage 110. On notera que la comparaison de la mesure de densité à un certain seuil est un exemple de moyen de détection de la présence de ciment. Le 20 processeur 220 peut aussi détecter une baisse ou une hausse de la valeur de densité ou en fonction de toute autre règle similaire de traitement ou d'exploitation de données. La fermeture de la soupape 204 provoque une augmentation de la contrepression qui est détectée par la pompe 116 (cf. figure 1) (étape 412). Le pic de pression indique l'arrêt du pompage du ciment en bas du puits. Ainsi, le pompage est arrêté (étape 414). 25 100341 Le dispositif d'étanchement 128 et la pompe de surface 116 peuvent être configurés tous les deux pour effectuer les étapes du procédé 400 de manière autonome et sans intervention humaine. Ainsi, la pompe de surface 116 et le dispositif d'étanchement 128 peuvent communiquer sans fil. L'indication d'arrêt du pompage 3040729 12 peut être communiquée du dispositif d'étanchement 128 à la pompe de surface 116 par le pic de pression quand la soupape 204 est fermée, ce que peut détecter la pompe 116. Le pic de pression indique aussi que la colonne de tubage 110 a bien été étanchée par le dispositif d'étanchement 128. Dans certains modes de réalisation, la pompe de 5 surface 116 et le dispositif 128 peuvent communiquer par communication filaire ou non filaire. [00351 En plus des modes de réalisation décrits ci-dessus, de nombreux exemples de combinaisons spécifiques font partie de la portée de la divulgation, et on en détaille certains ci-après : 10 Exemple 1 : Dispositif de détection de matière et d'étanchement, comprenant : un corps configuré pour être logé à l'intérieur d'une colonne de tubage ; une soupape située dans le corps et configurée pour ouvrir et pour fermer un orifice formé à travers le corps ; un densimètre configuré pour détecter la densité d'un fluide ; et 15 dans lequel la soupape est configurée pour se fermer lorsque le densimètre détecte une certaine condition de densité du fluide. Exemple 2 : Dispositif selon l'exemple 1, dans lequel la soupape comprend un clapet à battant, un clapet à bille, un clapet anti-retour, une soupape commandée ou toute combinaison de ceux-ci. 20 Exemple 3 : Dispositif selon l'exemple 1 ou 2, comprenant une soupape unidirectionnelle située dans le corps et configurée pour permettre un écoulement de fluide à travers le corps dans un seul sens. Exemple 4 : Dispositif selon l'un quelconque des exemples 1 à 3, dans lequel la condition de densité comprend une variation de la densité détectée du fluide, ou le fait 25 que la densité détectée soit dans un intervalle de valeurs ou au-delà d'une valeur seuil. Exemple 5 : Dispositif selon l'un quelconque des exemples 1 à 4, dans lequel le fluide se trouve dans l'orifice. 3040729 13 Exemple 6 : Dispositif selon l'un quelconque des exemples 1 à 5, comprenant en outre un microcontrôleur configuré pour recevoir des données de densité à partir du densimètre et pour envoyer un signal électrique pour fermer la soupape lorsque les données de densité satisfont à la condition de densité. 5 Exemple 7 : Dispositif selon l'un quelconque des exemples 1 à 6, dans lequel le densimètre est configuré pour détecter en continu la densité du fluide. Exemple 8 : Système de cimentation pour cimenter un tubage dans un puits de forage, comprenant : une colonne de tubage située dans le puits de forage, un espace annulaire étant 10 formé entre la colonne de tubage et le puits de forage ; une pompe configurée pour pomper une matière de cimentation dans l'espace annulaire ; et un dispositif d'étanchement situé dans la colonne de tubage, comprenant : une soupape configurée pour permettre un écoulement dans la colonne 15 de tubage à partir de l'espace annulaire dans un état ouvert et pour bloquer l'écoulement dans la colonne de tubage dans un état fermé ; un densimètre configuré pour détecter la densité d'un fluide ; et dans lequel la soupape est configurée pour se fermer lorsque le 20 densimètre détecte une certaine condition de densité du fluide. Exemple 9 : Système selon l'exemple 8, dans lequel le fluide se trouve à l'intérieur de la colonne de tubage ou dans l'espace annulaire. Exemple 10 : Système selon l'exemple 8 ou 9, dans lequel le dispositif d'étanchement comprend un corps configuré pour réaliser une étanchéité contre l'intérieur de la 25 colonne de tubage, le corps comprenant un orifice qui est formé dans ledit corps et qui permet l'écoulement dans la colonne de tubage, et dans lequel l'ouverture et la fermeture de l'orifice est commandée par la soupape. 3040729 14 Exemple 11 : Système selon l'un quelconque des exemples 8 à 10, dans lequel la pompe est configurée pour arrêter le pompage de la matière de cimentation lors de la détection d'une élévation de contrepression. Exemple 12 : Système selon l'un quelconque des exemples 8 à 11, dans lequel la 5 soupape contient au moins l'un ou plusieurs d'un clapet à battant, d'un clapet à bille, d'un clapet anti-retour, d'une soupape commandée ou toute combinaison de ceux-ci. Exemple 13 : Système selon l'un quelconque des exemples 8 à 12, dans lequel la condition de densité comprend une variation de la densité détectée du fluide, ou le fait que la densité détectée du fluide soit dans un intervalle de valeurs ou au-delà d'une 10 valeur seuil. Exemple 14 : Système selon l'un quelconque des exemples 8 à 13, dans lequel le dispositif d'étanchement comprend en outre un microcontrôleur configuré pour recevoir des données de densité à partir du densimètre et pour envoyer un signal électrique pour fermer la soupape lorsque les données de densité satisfont à la 15 condition de densité. Exemple 15 : Système selon l'un quelconque des exemples 8 à 14, dans lequel le fluide se trouve à une extrémité distale de la colonne de tubage. Exemple 16 : Procédé de cimentation d'un puits de forage, comprenant : le pompage d'une matière de cimentation dans un espace annulaire défini entre 20 une colonne de tubage et le puits de forage ; la détection de la présence de la matière de cimentation en un emplacement le long de la colonne de tubage ; la fermeture d'une soupape dans la colonne de tubage lors de la détection de la matière de cimentation ; et 25 l'arrêt du pompage de la matière de cimentation après fermeture de la soupape. Exemple 17 : Procédé selon l'exemple 16, comprenant en outre la détection d'une élévation de la contrepression au niveau de la pompe lors de la fermeture de la 3040729 15 soupape, et l'arrêt du pompage de la matière de cimentation lors de la détection de l'élévation de la contrepression. Exemple 18 : Procédé selon l'exemple 16 ou 17, dans lequel la détection de la présence de la matière de cimentation comprend la détection d'une certaine condition de densité 5 dans un fluide, le fluide se trouvant dans l'espace annulaire, à l'intérieur de la colonne de tubage ou au fond du puits. Exemple 19 : Procédé selon l'un quelconque des exemples 16 à 18, dans lequel la fermeture de la soupape comprend le fait d'empêcher la matière de cimentation de s'écouler plus loin à l'intérieur du tubage. 10 Exemple 20 : Procédé selon l'un quelconque des exemples 16 à 19, comprenant le fait de laisser la matière de cimentation durcir. 100361 La discussion concerne divers modes de réalisation de l'invention. Les figures des dessins ne sont pas nécessairement à l'échelle. Certaines caractéristiques des modes de réalisation peuvent être représentées exagérées à l'échelle ou sous une forme 15 quelque peu schématique, et certains détails d'éléments classiques peuvent ne pas apparaître par souci de clarté et de concision. Même si plusieurs exemples de ces modes de réalisation peuvent être préférés, les modes de réalisation décrits ne doivent pas être interprétés ou sinon utilisés comme limitant la portée de la divulgation, y compris les revendications. Il faut bien reconnaître que les différents enseignements 20 des modes de réalisation envisagés peuvent être employés séparément ou en une combinaison appropriée quelconque pour produire les résultats voulus. De plus, un spécialiste doit comprendre que la description a une application large, et la discussion de tout mode de réalisation ne doit être qu'un exemple de ce mode de réalisation, et ne vise pas à laisser entendre que la portée de la divulgation, y compris les 25 revendications, se limite à ce mode de réalisation. [00371 Certains termes sont utilisés à travers toute la description et les revendications correspondent à des caractéristiques ou à des composants particuliers. Comme le 3040729 16 comprendra un spécialiste, différentes personnes peuvent désigner la même caractéristique ou le même composant par des noms différents. Ce document n'est pas destiné à différencier entre les composants ou les caractéristiques qui diffèrent en nom mais non en fonction, sauf indication spécifique. Dans la discussion et dans les 5 revendications, les termes « incluant » et « comprenant » sont utilisés de façon ouverte, et doivent donc être interprétés pour signifier « comprenant, sans limitation... ». De plus, le terme « couple » ou « couples » vise à désigner un raccordement soit indirect soit direct. De plus, les termes « axial » et « axialement » désignent généralement le long ou parallèle à un axe central (par ex. l'axe central d'un 10 corps ou d'un orifice), tandis que les termes « radial » et « radialement » signifient généralement perpendiculaire à l'axe central. L'emploi de « haut », « bas », « au-dessus », « au-dessous » et des variantes de ces termes se fait par commodité, mais ne nécessite pas d'orientation particulière des composants. 10038] Tout au long de cette description, la référence à « un mode de réalisation », ou 15 une expression similaire signifie qu'une structure ou une caractéristique particulière décrite en lien avec le mode de réalisation peut faire partie d'au moins un mode de réalisation de la présente divulgation. Ainsi, l'apparition des phrases « dans un mode de réalisation » et les expressions similaires tout au long de cette description peuvent correspondre toutes, mais pas nécessairement, au même mode de réalisation. 20 10039] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des détails spécifiques, on ne vise pas à ce que ces détails soient considérés comme des limitations de la portée de l'invention, sauf dans la mesure où ils font partie des revendications annexées. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection de matière et d'étanchement (128, 300), caractérisé en ce que ledit dispositif (128, 300) comprend : un corps (202, 302) configuré pour être logé à l'intérieur d'une colonne de tubage (110); une soupape (204, 306, 324) située dans le corps (202, 302) et configurée pour ouvrir et pour fermer un orifice (208, 304) formé à travers le corps (202, 302); un densimètre (206, 308) configuré pour détecter la densité d'un fluide ; et en ce que la soupape (204, 306, 324) est configurée pour se fermer lorsque le densimètre (206, 308) détecte une certaine condition de densité du fluide. 2. Dispositif (128, 300) selon la revendication 1, dans lequel la soupape (204, 306, 324) comprend un clapet à battant, un clapet à bille, un clapet anti-retour (306), une 15 soupape commandée (324) ou toute combinaison de ceux-ci. 3. Dispositif (128, 300) selon la revendication 1 ou 2, comprenant une soupape (204, 306, 324) unidirectionnelle située dans le corps (202, 302) et configurée pour permettre un écoulement de fluide à travers le corps (202, 302) dans un seul sens. 4. Dispositif (128, 300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la 20 condition de densité comprend une variation de la densité détectée du fluide, ou le fait que la densité détectée soit dans un intervalle de valeurs ou au-delà d'une valeur seuil. 5. Dispositif (128, 300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le fluide se trouve dans l'orifice (208, 304). 6. Dispositif (128, 300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant 25 en outre un microcontrêleur (220, 312) configuré pour recevoir des données de densité à partir du densimètre (206, 308) et pour envoyer un signal électrique pour fermer la 3040729 18 soupape (204, 306, 324) lorsque les données de densité satisfont à la condition de densité. 7. Dispositif (128, 300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le densimètre (206, 308) est configuré pour détecter en continu la densité du fluide. 5 8. Système de cimentation pour cimenter un tubage dans un puits de forage (108), caractérisé en ce que ledit système comprend : une colonne de tubage (110) située dans le puits de forage (108), un espace annulaire (112) étant formé entre la colonne de tubage (110) et le puits de forage (108); 10 une pompe (116) configurée pour pomper une matière de cimentation dans l'espace annulaire (112); et un dispositif d'étanchement (128, 300) situé dans la colonne de tubage (110), comprenant : une soupape (204, 306, 324) configurée pour permettre un écoulement dans la colonne de tubage (110) à partir de l'espace annulaire (112) dans un état ouvert et pour bloquer l'écoulement dans la colonne de tubage (110) dans un état fermé ; un densimètre (206, 308) configuré pour détecter la densité d'un fluide ; et en ce que la soupape (204, 306, 324) est configurée pour se fermer lorsque le densimètre (206, 308) détecte une certaine condition de densité du fluide. 9. Système selon la revendication 8, dans lequel le fluide se trouve à l'intérieur de la colonne de tubage (110) ou dans l'espace annulaire (112). 10. Système selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le dispositif d'étanchement (128, 300) comprend un corps (202, 302) configuré pour réaliser une étanchéité contre 25 l'intérieur de la colonne de tubage (110), le corps (202, 302) comprenant un orifice (208, 304) qui est formé dans ledit corps et qui permet l'écoulement dans la colonne de 3040729 19 tubage (110), et dans lequel l'ouverture et la fermeture de l'orifice (208, 304) est commandée par la soupape (204, 306, 324). 11. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la pompe (116) est configurée pour arrêter le pompage de la matière de cimentation lors de la 5 détection d'une élévation de contrepression. 12. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel la soupape (204, 306, 324) contient au moins l'un ou plusieurs d'un clapet à battant, d'un clapet à bille, d'un clapet anti-retour (306), d'une soupape commandée (324) ou toute combinaison de ceux-ci. 10 13. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, dans lequel la condition de densité comprend une variation de la densité détectée du fluide, ou le fait que la densité détectée du fluide soit dans un intervalle de valeurs ou au-delà d'une valeur seuil. 14. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, dans lequel le dispositif 15 d'étanchement (128, 300) comprend en outre un microcontrôleur (220, 312) configuré pour recevoir des données de densité à partir du densimètre (206, 308) et pour envoyer un signal électrique pour fermer la soupape (204, 306, 324) lorsque les données de densité satisfont à la condition de densité. 15. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, dans lequel le fluide se 20 trouve à une extrémité distale de la colonne de tubage (110). 16. Procédé de cimentation d'un puits de forage (108), caractérisé en ce que ledit procédé comprend : le pompage d'une matière de cimentation dans un espace annulaire (112) défini entre une colonne de tubage (110) et le puits de forage (108); la détection de la présence de la matière de cimentation en un emplacement le long de la colonne de tubage (110); 3040729 20 la fermeture d'une soupape (204, 306, 324) dans la colonne de tubage (110) lors de la détection de la matière de cimentation ; et l'arrêt du pompage de la matière de cimentation après la fermeture de la soupape (204, 306, 324). 5 17. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre la détection d'une élévation de contrepression au niveau de la pompe (116) lors de la fermeture de la soupape (204, 306, 324), et l'arrêt du pompage de la matière de cimentation lors de la détection de l'élévation de la contrepression. 18. Procédé selon la revendication 16 ou 17, dans lequel la détection de la présence de 10 la matière de cimentation comprend la détection d'une certaine condition de densité dans un fluide, le fluide se trouvant dans l'espace annulaire (112), à l'intérieur de la colonne de tubage (110) ou au fond du puits (108). 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel la fermeture de la soupape (204, 306, 324) comprend le fait d'empêcher la matière de 15 cimentation de s'écouler plus loin à l'intérieur du tubage. 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, comprenant le fait de laisser la matière de cimentation durcir.