Équipement et services de cimentage

Des services de cimentage sont nécessaires pour maintenir le tubage de puits en place et empêcher tout mouvement de fluide du réservoir vers le puits de forage. Il fournit également une isolation zonale et fournit des joints en cas de besoin. Le ciment est fabriqué par un processus de mélange d'eau, de ciment de puits de pétrole (ciment API, ciment Portland) et de produits chimiques pour produire une suspension de ciment. Cette boue est pompée dans le puits de forage à travers le tubage et remplit l'espace entre le tubage et le puits de forage (zone de trou ouvert sous le tubage).

Un bouchon (bouchon de cimentation ou bouchon d'essuie-glace) est inséré dans le carter, avant le début de l'opération de pompage de ciment. Au fur et à mesure que la boue progresse à travers le tubage, le bouchon se déplace devant la boue de ciment, assurant l'étanchéité et enlève tous les débris ou particules du tubage. Ceci est nécessaire pour garantir que la suspension de ciment n'est pas mélangée avec d'autres fluides de puits et exempte de toute contamination. Un équipement spécialisé situé au fond du tubage (collier de flotteur et sabot de flotteur) permet à la boue de ciment de sortir du tubage et de combler l'espace entre le tubage et le puits de forage. Ces outils empêchent également les fluides de forage de se déplacer pour revenir dans le carter. Une fois la suspension de ciment durcie (temps d'épaississement), un travail de cimentation est considéré comme terminé et tous les outils sont retirés. Le temps de durcissement dépend d'un certain nombre de paramètres du puits et des exigences de forage. Divers produits chimiques utilisés pendant les opérations de cimentation, permettant aux ingénieurs de concevoir une suspension de ciment avec le temps de durcissement requis.

Les opérations de cimentation sont divisées en cimentation primaire / cimentation zonale et cimentation secondaire. Le principal objectif de la cimentation primaire est de maintenir le tubage en place. L'isolation zonale est requise et conçue pour contrôler l'écoulement des liquides entre les zones d'un puits, isoler une zone avec une circulation perdue, réduire / empêcher la pénétration de l'eau dans le puits. La cimentation primaire est utilisée lors du forage d'un nouveau puits. La cimentation secondaire, ou travail de compression, est utilisée pour rectifier tout problème avec le travail de cimentation primaire ou pour traiter les problèmes de cimentation qui ont été causés pendant la production, le tubage endommagé, la section perforée, boucher et abandonner un puits et aider à obtenir de meilleurs confinement.

La préparation de la bouillie de ciment appropriée et l'obtention des propriétés physiques requises sont d'une très grande importance pour garantir que le travail de cimentation primaire est bien effectué et que l'intégrité du puits est maintenue. Si le temps de durcissement du ciment n'a pas été calculé correctement et que les propriétés physiques requises du coulis de ciment ne sont pas atteintes, un puits peut s'effondrer vers l'intérieur, causant des dommages massifs et des coûts importants, après quoi le puits peut être abandonné. Le lisier de ciment est préparé et mélangé en surface (sur une plate-forme de forage) puis pompé vers le puits par de puissantes pompes de cimentation. Dans les applications terrestres, des camions spécialisés sont utilisés pour mélanger et pomper le lisier de ciment.

Produits chimiques ou additifs utilisés pour préparer la suspension de ciment pour inclure des accélérateurs - raccourcissant le temps de durcissement du ciment - et des retardateurs - augmentant le temps de durcissement du ciment. D'autres produits chimiques modifient la densité du ciment, la résistance à la compression et les capacités d'écoulement. Des additifs appelés diluants sont utilisés pour obtenir un volume de ciment plus élevé, donc moins de ciment est utilisé. Les agents anti-mousse sont utilisés pour traiter la mousse. Pour les puits profonds, les puits à haute pression et haute température, les puits à haute teneur en H2S et les systèmes de ciment résistant au CO2, d'autres produits chimiques spéciaux sont utilisés pour préparer la suspension de ciment.

En fonction de la formation et des caractéristiques du puits, la conception de la boue de ciment et les techniques de mise en place jouent l'un des rôles centraux. La qualité du ciment et des additifs pour puits de pétrole peut avoir un impact considérable, à la fois sur l'intégrité des puits et sur les coûts des services de cimentation. Des tests fréquents en laboratoire des additifs et du coulis de ciment lui-même sont nécessaires pour s'assurer que les paramètres réels correspondent aux caractéristiques conçues du coulis de ciment.

En moyenne, les services de cimentation primaire représentent environ 5% du coût du puits. La cimentation secondaire peut entraîner une augmentation progressive allant jusqu'à 20% du coût du puits.

Demande

La demande de services de cimentation est directement tirée par les activités de forage, d'intervention dans les puits et de bouchage et d'abandon dans le monde entier. L'Amérique du Nord est le plus grand marché pour les services de cimentation de puits, suivie de l'Asie-Pacifique. Le Moyen-Orient est l'un des plus petits segments, représentant moins de 5% du marché. Les services de cimentation à terre représentent plus de 85% de la sous-catégorie, bien que la cimentation en mer représente la plus grande zone de croissance.

La cimentation primaire est plus demandée par rapport aux services de cimentation secondaire. Le boom du forage pétrolier et gazier de schiste a eu un impact considérable sur la demande de services de cimentation, en raison du nombre de puits requis pour forer pour développer ces ressources.

Le Moyen-Orient continuera de générer une forte demande de services de cimentation en raison de l'augmentation des activités de réaménagement et des opérations d'intervention sur puits, en raison de l'âge des puits.

Bien que les activités des appareils de forage soient l'indicateur le plus proche de la demande de services de cimentation, la profondeur totale des puits exigerait plus de boue de cimentation. Par conséquent, une combinaison d'activités de forage et de profondeur de puits est les principaux indicateurs de la demande.

Fournir

La fourniture de services de cimentation est composée d'équipements, de personnel et de matériaux. Les matériaux, le ciment et les additifs représentent le plus grand risque d'approvisionnement et la plus grande volatilité. La production mondiale de ciment a été dominée par la Chine, représentant plus de 50% de la production mondiale, suivie de l'Inde, des États-Unis et du Brésil. La capacité de production combinée de ciment du Moyen-Orient représente moins de 5% de la capacité mondiale. L'Arabie saoudite et les Émirats arabes unis sont les principaux producteurs de ciment de la région. Au cours des dernières années, l'utilisation des capacités de production de ciment a été inférieure à 70%. Historiquement, la capacité mondiale n'a jamais atteint sa pleine utilisation. Le taux d'utilisation le plus élevé de 90% a été atteint en 2008. On peut s'attendre à ce que les niveaux d'utilisation du seuil de rentabilité soient d'environ 75%, le producteur bénéficiant d'un pouvoir de tarification significatif à 80% à 85% d'utilisation.

Conjuguée à la demande de services de cimentation dans l'industrie pétrolière et gazière, et au fait que plus de 80% de la production mondiale de ciment est utilisée par des industries non pétrolières et gazières, l'approvisionnement sûr et stable du ciment de puits de pétrole peut devenir un risque pour certains.

En ce qui concerne les additifs pour ciment, plus de 70% des additifs pour ciment utilisés dans l'industrie pétrolière et gazière sont uniques et non utilisés par d'autres industries. Par conséquent, les additifs exclusifs produits par les grandes entreprises de cimentation de puits sont essentiels aux services de cimentation de puits, en particulier pour les puits à haute teneur en H2S, HT / HP et les eaux profondes. Pourtant, il existe un certain nombre de fabricants de produits chimiques qui produisent des additifs standard pour les sociétés de services et capables de servir le marché en dehors de leurs clients traditionnels (sociétés de cimenterie).