Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
F

forage (suite)

Le tubage

Au fur et à mesure que l’on fore un puits, il est nécessaire de le cuveler, c’est-à-dire d’en consolider les parois à l’aide d’une colonne de tubes d’acier. Cette opération, dite « de tubage », doit être organisée avec soin puisque, le diamètre du forage s’en trouvant réduit, elle ne peut se renouveler qu’un nombre limité de fois. Généralement, le forage d’un puits profond se déroule suivant le cycle opératoire suivant :
1o Le sol est attaqué au gros trépan de 24 pouces (610 mm), et il ne faut guère plus d’un jour pour atteindre la profondeur correspondant au premier tubage : 150 à 200 m ;
2o On retire le train de tiges et l’on descend à la place la hauteur équivalente de tubage de 18 5/8 pouces (475 mm) ;
3o Une « cimentation » permet de fixer solidement en place le tubage : du ciment introduit dans le circuit de circulation, puis refoulé par de la boue est forcé à remonter à l’extérieur du tubage, où il se solidifie en quelques heures ;
4o Le forage est repris avec un trépan de 17 1/2 pouces (445 mm) de manière à passer aisément dans le premier tubage ;
5o Suivant la roche rencontrée, l’usure du trépan est plus ou moins rapide : il arrive qu’il faille chaque jour effectuer une manœuvre « aller et retour » consistant à remonter tout le train de forage, tige après tige, pour remplacer l’outil. On en profite pour vérifier la verticalité du puits à l’aide d’un inclinomètre, appareil que l’on descend jusqu’au fond à l’intérieur des tiges ;
6o Vers 1 500 m arrive le moment de faire le second tubage, qui se réalise comme le premier, mais avec une colonne de 13 3/8 pouces (340 mm) cimentée à son tour ;
7o Le trépan suivant sera de 12 1/4 pouces (310 mm) et permet d’atteindre 3 000 ou même 4 000 m, profondeur à laquelle on met en place le troisième tubage, colonne de 9 5/8 pouces (245 mm) ;
8o Avec un trépan de 8 1/2 pouces (215 mm), on prépare le tubage profond, le quatrième et dernier, en 7 pouces (178 mm) ;
9o Le forage se termine jusqu’à la profondeur recherchée avec un trépan de 5 pouces (127 mm).


Le repêchage

Il arrive assez souvent qu’une partie du train de tiges ou que le trépan lui-même se détache, par suite de la rupture ou du dévissage d’une tige, et reste au fond du puits après que l’on a remonté à la surface tout ce qui était resté accroché au palan. On descend alors un outil creux en espérant qu’il ira coiffer l’extrémité brisée, ce qui permet de « repêcher » la partie restée en panne (poisson). Malheureusement, celle-ci est le plus souvent coincée, et il faut alors essayer de libérer le trépan de la roche qui le retient prisonnier en imbibant cette dernière d’huile ou d’acide, ou même en l’attaquant à l’explosif. En cas d’échec, on en est réduit à abandonner le poisson en place et à le contourner par un forage oblique : après avoir obturé au ciment l’ancien puits, on y descend un déviateur en biseau (sifflet) et on reprend le forage à un angle de 5 à 10° jusqu’à ce que l’on ait contourné l’obstacle avant de se remettre à la verticale. Cela est possible grâce à la flexibilité de l’acier des tiges et du tubage : en effet, dans un forage profond, la table de rotation doit effectuer plus de 30 tours sur elle-même avant que la torsion appliquée au sommet du train de tiges ne se soit transmise à l’outil, situé à quelques kilomètres plus bas.


Le carottage

La nature du terrain foré est connue par l’examen et l’analyse des débris ramenés à la surface par la boue. Il est néanmoins indispensable de se procurer à intervalles réguliers un échantillon plus important (carotte), qui permettra par l’étude des fossiles une identification sûre des diverses couches géologiques rencontrées.

Le carottage consiste à descendre au fond du puits un outil de découpage annulaire, fourreau de 20 m de hauteur comportant à son extrémité inférieure une couronne armée de diamants. Un bon foreur possède le doigté voulu pour trépaner, couper net et remonter un échantillon cylindrique de roche de la longueur désirée, opération d’autant plus fréquente et délicate que l’on approche d’une zone pétrolifère. Dans ce cas, il est d’ailleurs prudent d’effectuer de véritables essais de production pour vérifier la présence éventuelle d’hydrocarbures au fond du puits : on y descend un appareil spécial dénommé tester, ou éprouvette, petit récipient équipé d’un packer, joint en caoutchouc en forme d’anneau gonflable venant s’appuyer sur la paroi du puits. Cette manœuvre, qui est commandée depuis la surface par rotation du train de tiges, isole la colonne de boue, dont tout le poids repose alors sur le joint, et, par conséquent, met le terrain foré à la pression atmosphérique : tout liquide ou gaz contenu dans les pores de la roche s’écoule immédiatement dans le tester et peut être ramené à la surface. On en profite, à ce moment, pour mesurer la pression régnant au fond du puits.

Pendant tout le forage, il est essentiel que la géophysique des couches rencontrées soit constamment suivie : d’abord par l’examen des débris et l’enregistrement de la vitesse de pénétration du trépan, ensuite par l’analyse, si possible automatique, de la teneur en hydrocarbures de la boue remontant à la surface, mais surtout en descendant divers instruments de mesure au fond du puits pour y effectuer les opérations suivantes :
1o Carottage électrique. C’est la mesure de la résistivité, de la conductivité et de la force électromotrice ;
2o Carottage radio-actif. C’est la mesure de la radio-activité naturelle ou provoquée ;
3o Carottage sonique. C’est la mesure de la vitesse de propagation du son dans la roche.

Ces caractéristiques sont reportées sur un graphique appelé log, ou diagraphie, qui permet à l’équipe de forage de savoir à quelle couche géologique elle a affaire. Un dernier carottage, enfin, permet de vérifier que l’outil a bien pénétré dans le « socle », basalte ou autre roche sous-jacente aux terrains sédimentaires : qualifié de sec, le puits est abandonné. L’appareil de forage est alors démonté et transporté sur un autre site.