 L'environnement des forages pétroliers est particulièrement rude. A 10 km de profondeur, le gradient géothermique de la terre peut générer des températures de 175°C et plus et des pressions pouvant atteindre 137 900 kPa. Les instruments de mesure utilisés dans le cadre du forage doivent résister à cet environnement et être capables de réaliser des mesures quantitatives dans des conditions extrêmes. Les exigences sur les composants électroniques excèdent largement les spécifications militaires.
Les instruments de RMN doivent être suffisamment robustes pour résister aux traitements qu'on leur impose : transportés dans tout type d'environnement (arctique, tropical, désertique et sous-marin), ils sont ensuite largués d'une hauteur de 1 mètre sur une surface métallique, ce qui produit généralement un choc équivalent à 100 g (gravité). Ces instruments doivent également être résistants à l'abrasion car ils sont ensuite traînés sur plusieurs kilomètres contre la paroi rocheuse. Ils doivent être conformes aux lois applicables au transport par avion et hélicoptère, ce qui est particulièrement important pour les équipements RMN contenant de forts aimants permanents. Les conditions et les contraintes causées par l'environnement sont bien plus importantes, à bien des égards, que celles rencontrées lors de missions d'exploration de l'espace ou du fond des océans.
Pendant les mesures, les appareils de forage sont à l'arrêt. Etant donné que le coût d'une opération de forage est compris entre 10 000 et 100 000 euros par jour, les compagnies pétrolières souhaitent limiter les temps de mesure. Cela impose des contraintes importantes au niveau des opérations. Généralement, des mesures s'avèrent nécessaires sur un intervalle de 300 mètres de profondeur ou plus, avec une résolution verticale de 30 centimètres. Pour être économiquement viables, les appareils RMN doivent fonctionner à une fréquence supérieure à 5 centimètres par seconde. Cela signifie qu'une mesure compliquée doit être réalisée en moins de six secondes. Comparez ces chiffres à la technique médicale d'imagerie par résonance magnétique où le patient doit parfois rester allongé, immobile, pendant une demi-heure.
Grumier sur un site de forage |
Les spécialistes de la RMN ne sont pas présents sur le site de forage. L'appareil RMN doit être entretenu, installé et utilisé par les ingénieurs également responsables des autres instruments électromagnétiques, acoustiques et à rayonnement nucléaire, utilisés simultanément. Les instruments pouvant fonctionner de façon autonome dans des conditions en évolution constante sont donc particulièrement recherchés.
Les instruments de mesure utilisés pour le forage sont généralement transportés sur le site des opérations dans un camion, avec un câble armé long de 10 km, muni de 7 conducteurs, servant à descendre les instruments au fond du puits de forage. Avec les pratiques actuelles, 1 kilowatt d'électricité et 500 kilobits-seconde (pour la télémétrie numérique) passent dans le câble. Les mesures RMN requièrent une puissance d'environ 100 watts pour alimenter l'émetteur, le récepteur, les capteurs auxiliaires et l'ordinateur.
|
Activités
Centre
scientifique
Ecoles
Acteurs SEED
