En 1900, alors qu'ils foraient un puits de pétrole à Spindletop, au Texas, des ouvriers ont conduit un troupeau de bovins dans une fosse remplie d'eau. La boue ainsi obtenue, un lisier boueux et visqueux composé d'eau et d'argile, a été déversée dans le puits. Les fluides de forage sont toujours appelés boue, mais les ingénieurs n'ont plus recours à l'eau et l'argile. A présent, ils préparent des composés et des mélanges satisfaisant aux besoins spécifiques des différentes conditions de forage. Les fluides de forage modernes constituent réellement l'élément vital du puits. Sans ces fluides, les puits profonds actuels n'existeraient pas.
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Les fluides de forage sont appelés boue. Vous comprenez pourquoi.
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Forage rotary depuis une plate-forme pétrolière. |
Dans le passé, les gens creusaient des trous pour trouver de l'eau, pas du pétrole. En fait, ils étaient vraiment ennuyés lorsqu'ils trouvaient accidentellement du pétrole car celui-ci polluait l'eau ! Les premiers puits ont été creusés pour rechercher de l'eau potable, pouvant être utilisée pour le lavage et l'irrigation, et pour rechercher de la saumure, dont on extrayait le sel. Ce n'est qu'au 19ème siècle que les forages d'exploration pétrolière se sont développés pour répondre aux besoins croissants en produits pétroliers, nés de l'industrialisation.
On retrouve des traces des premiers forages de puits en Chine, trois siècles avant Jésus Christ. La technique utilisée (forage au câble) consistait à lâcher un outil de forage en métal qui s'enfonçait dans le sol par son propre poids et à extraire la roche réduite en poudre à l'aide d'un conteneur cylindrique. Les Chinois étaient relativement en avance en la matière et ont été les premiers à utiliser des fluides. Le fluide utilisé à cette époque était l'eau. En assouplissant la roche, elle permettait une pénétration plus facile et facilitait le retrait des débris de roche pulvérisés appelés déblais. (Il est important de retirer les déblais du puits au fur et à mesure du forage afin que le trépan puisse creuser plus profondément.)
En 1833, un ingénieur français nommé Flauville examinait une opération de forage au câble au cours de laquelle les appareils de forage s'enfonçaient dans l'eau. Il réalisa que l'eau, en jaillissant, permettait d'extraire très facilement les déblais hors du puits. Dès lors, le principe d'utilisation d'un fluide en mouvement pour évacuer les déblais du puits était établi. Il conçut un système dans lequel l'eau est pompée par une barre de fleuret et achemine les déblais jusqu'à la surface, dans l'espace compris entre la barre de fleuret et la paroi du trou. C'est la méthode standard utilisée de nos jours.
Le forage rotary a largement remplacé le forage au câble. Dans cette technique, le trépan se trouve à l'extrémité d'un tuyau rotatif. Le procédé est similaire à celui utilisé avec une perceuse électrique ou une tarière actionnée à la main pour percer un morceau de bois. Mais au lieu de quelques centimètres dans le bois, les outils de forage modernes doivent creuser des puits de plusieurs milliers de mètres de profondeur. Lorsque vous faites un trou dans du bois, les éclats sont évacués par l'intermédiaire des rainures hélicoïdales de l'axe. Ce principe s'applique à un trou peu profond, mais pas à un puits. Dans ce cas, les déblais sont remontés à la surface en même temps que la boue.
Comme les puits sont de plus en plus profonds, les fluides de forage ont pris de l'importance, en répondant à un grand nombre de besoins et en résolvant des problèmes très différents d'un endroit à un autre.
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