Brevet FR3122899A1 — publié le 20221118

Procédés et systèmes de cimentation dans un puits de forage (515). Un exemple de procédé comprend l’introduction d’un conduit (510) dans un puits de forage (515). Le conduit (510) comprend un élément métallique réactif (505) disposé sur un extérieur du conduit (510). L’élément métallique réactif (505) comprend un métal réactif (520) ayant un premier volume. Le procédé inclut en outre la circulation d’un ciment sur l’extérieur du conduit (510) et de l’élément métallique réactif (505), la mise en contact de l’élément métallique réactif (505) avec un fluide qui réagit avec le métal réactif (520) pour produire un produit réactionnel ayant un second volume supérieur au premier volume, et la mise en contact d’une surface du ciment adjacente à l’élément métallique réactif (505) avec le produit réactionnel. Figure 6 Métal réactif pour l’assurance du ciment La présente divulgation concerne l’utilisation d’un élément métallique réactif, et plus particulièrement, l’utilisation d’un élément métallique réactif pour améliorer l’isolation zonale dans les opérations de cimentation. CONTEXTE Dans une opération de cimentation, un conduit est cimenté en place dans un puits de forage. Le conduit peut être cimenté à l’intérieur d’un autre conduit ou à l’intérieur des parois de la formation souterraine. L’opération de cimentation fournit une isolation zonale en scellant un puits de forage ou une zone de formation, isolant ainsi la partie cimentée du puits de forage et/ou du conduit. Dans certaines opérations de cimentation, des problèmes d’assurance du ciment peuvent survenir en raison d’un manque de distribution homogène sur l’intervalle prévu. De plus, le conduit peut ne pas être parfaitement centré à l’intérieur du puits de forage et peut être à proximité d’une paroi de formation. Dans une telle opération, la gaine de ciment peut être plus mince là où le conduit est à proximité de la formation. Cela pourrait créer des problèmes où le ciment n’est pas en mesure de déplacer complètement le fluide précédent et ne peut donc pas créer une section transversale homogène et remplie. De plus, une fine couche de ciment augmente le risque de rupture du ciment. Un autre problème est que certaines opérations de puits de forage peuvent dégrader la protection du ciment au fil du temps et induire la formation de micro-anneaux ou de fissures. Une fois que le ciment a durci, le ciment ne peut plus couler ou se dilater pour remplir les vides, ni réparer les fissures qui peuvent se former. La présente divulgation concerne un appareil et des procédés améliorés pour fournir une assurance du ciment dans des opérations de cimentation. Des exemples illustratifs de la présente divulgation sont décrits en détail ci-dessous en référence aux dessins annexés, et dans lesquels : est une coupe transversale d’un exemple de système de conduit pour un puits de forage pénétrant dans une formation souterraine selon les exemples divulgués ici ; est une coupe transversale d’un autre exemple de système de conduit pour un puits de forage primaire pénétrant dans une formation souterraine selon les exemples divulgués ici ; est une illustration en perspective d’un exemple d’élément métallique réactif disposé sur un conduit selon les exemples divulgués ici ; est une illustration en perspective d’un autre exemple d’un élément métallique réactif disposé sur un conduit selon les exemples divulgués ici ; est une illustration en perspective d’un autre exemple d’un élément métallique réactif disposé sur un conduit selon les exemples divulgués ici ; est une illustration en perspective d’un autre exemple d’un élément métallique réactif tel qu’il est disposé sur un conduit selon les exemples divulgués ici ; est une illustration en perspective d’un autre exemple d’un élément métallique réactif tel qu’il est disposé sur un conduit selon les exemples divulgués ici ; est une illustration en coupe transversale d’un vide dans une gaine de ciment de surface selon les exemples divulgués ici ; et est une coupe transversale illustrant la gaine de ciment de surface de la après que le vide a été rempli selon les exemples divulgués ici. Les figures illustrées ne sont que des exemples et ne sont pas destinées à affirmer ou impliquer une quelconque limitation en ce qui concerne l’environnement, l’architecture, la conception ou le processus dans lesquels différents exemples peuvent être mis en œuvre. Procédé de cimentation dans un puits de forage (10, 110, 125, 515, 615, 710) comprenant : l’introduction d’un conduit (210, 310, 410, 510, 610) dans un puits de forage (10, 110, 125, 515, 615, 710) ; dans lequel le conduit (210, 310, 410, 510, 610) comprend un élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) disposé sur un extérieur du conduit (210, 310, 410, 510, 610) ; dans lequel l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) comprend un métal réactif (215, 315, 415, 520, 620) ayant un premier volume ; la mise en circulation d’un ciment sur l’extérieur du conduit (210, 310, 410, 510, 610) et de l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) ; la mise en contact de l’élément métallique réactif (215, 315, 415, 520, 620) avec un fluide qui réagit avec le métal réactif (215, 315, 415, 520, 620) pour produire un produit réactionnel (735) ayant un second volume supérieur au premier volume ; et la mise en contact d’une surface du ciment adjacente à l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) avec le produit réactionnel (735). Procédé selon la revendication 1, dans lequel le métal réactif (215, 315, 415, 520, 620) comprend un métal ou alliage métallique choisi dans le groupe constitué du magnésium, du calcium, de l’aluminium, de l’étain, du zinc, du béryllium, du baryum, du manganèse et de toute combinaison de ceux-ci, du magnésium-zinc, du magnésium-aluminium, du calcium-magnésium, de l’aluminium-cuivre et de toute combinaison de ceux-ci. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) comprend un élément non métallique gonflable (325, 425, 525A, 525B, 630), un élément d’espacement (430, 625) ou une combinaison de ceux-ci. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’élément non métallique gonflable (325, 425, 525A, 525B, 630) est un élastomère. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant en outre une coupelle d’étanchéité, une bague d’extrémité (220, 320, 420, 530, 635) ou une bague estampée à proximité du métal réactif (215, 315, 415, 520, 620). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le conduit (210, 310, 410, 510, 610) est un tubage de surface (20) ou un tubage intermédiaire (35). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) est continu sur toute la longueur extérieure du conduit (210, 310, 410, 510, 610). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) n’est disposé que le long d’une partie de la longueur extérieure du conduit (210, 310, 410, 510, 610). Système de cimentation dans un puits de forage (10, 110, 125, 515, 615, 710) comprenant : un conduit (210, 310, 410, 510, 610) disposé dans le puits de forage (10, 110, 125, 515, 615, 710) ; un élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) disposé sur l’extérieur du conduit (210, 310, 410, 510, 610), l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) comprenant un métal réactif (215, 315, 415, 520, 620) ayant un premier volume ; un fluide inducteur de réaction capable de réagir avec le métal réactif (215, 315, 415, 520, 620) pour produire un produit réactionnel (735) ayant un second volume qui est supérieur au premier volume ; et un ciment mis en circulation dans le puits de forage (10, 110, 125, 515, 615, 710) de sorte qu’il entoure le conduit (210, 310, 410, 510, 610) et l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605). Système selon la revendication 9, dans lequel le métal réactif (215, 315, 415, 520, 620) comprend un métal ou alliage métallique choisi dans le groupe constitué du magnésium, du calcium, de l’aluminium, de l’étain, du zinc, du béryllium, du baryum, du manganèse et de toute combinaison de ceux-ci, du magnésium-zinc, du magnésium-aluminium, du calcium-magnésium, de l’aluminium-cuivre et de toute combinaison de ceux-ci. Système selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) comprend un élément non métallique gonflable (325, 425, 525A, 525B, 630), un élément d’espacement (430, 625) ou une combinaison de ceux-ci. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel l’élément non métallique gonflable (325, 425, 525A, 525B, 630) est un élastomère. Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, comprenant en outre une coupelle d’étanchéité, une bague d’extrémité (220, 320, 420, 530, 635) ou une bague estampée à proximité du métal réactif (215, 315, 415, 520, 620). Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) est continu sur toute la longueur extérieure du conduit (210, 310, 410, 510, 610). Système selon l’une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel l’élément métallique réactif (205, 305, 405, 505, 605) n’est disposé que le long d’une partie de la longueur extérieure du conduit (210, 310, 410, 510, 610).