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La plupart des puits de pétrole ont été forés par la méthode rotative décrite
pour la première fois en 1844 dans un brevet britannique attribué à R. Beart.
Dans le forage par rotation, la perforatrice, une série de tuyaux reliés les uns
aux autres, est supportée par un derrick. Elle est mise en rotation lors de son
accouplement à la table rotative située sur le plancher du derrick. Le burin
minier placé à l'extrémité de la perforatrice est en général conçu avec trois
roues coniques à tête en dents d'acier trempé. Les débris de forage sont en
permanence amenés à la surface par un système à fluide circulant entraîné par
une pompe.
Le pétrole brut est sous pression; s'il n'était pas
emprisonné dans des roches imperméables, il aurait poursuivi sa migration vers
la surface du fait du différentiel de pression provoqué par sa force
ascensionnelle, jusqu'à s'échapper à la surface de la terre. Ainsi, lorsqu'un
forage est pratiqué dans une telle accumulation de pétrole sous pression,
celui-ci a tendance à se dilater dans ce bassin de faible pression créé par le
forage. Toutefois, lorsque le puits se remplit de liquide, une contre-pression
est exercée sur le gisement et le flux de liquide supplémentaire dans le puits
s'arrêterait si aucune autre contrainte n'était impliquée. Or, la plupart des
pétroles bruts contiennent un pourcentage important de gaz naturel et ce dernier
est maintenu dans le liquide par la forte pression qui s'exerce dans le
gisement. Ce gaz s'extrait du liquide lorsque la pression baisse dans le puits
et le gaz, une fois libéré, commence immédiatement à se dilater. Cette
expansion, ainsi que la dilution de la colonne de pétrole par le gaz moins
dense, entraîne la propulsion du pétrole jusqu'à la surface.
Système de forage
Néanmoins, au fur et à mesure que le pétrole continue de sortir du gisement, la
pression à l'intérieur de celui-ci diminue progressivement et la quantité de gaz
dans le liquide se réduit. En conséquence, la vitesse d'écoulement du fluide
dans le puits se ralentit et une quantité moindre de gaz est libérée. Le fluide
peut alors ne pas atteindre la surface et une pompe (hauteur de refoulement
artificielle) doit être installée dans le puits pour permettre la poursuite de
la production de pétrole brut.
Enfin, la vitesse d'écoulement du pétrole devient si faible et les coûts de son
extraction si élevés que le fonctionnement de ce forage devient plus onéreux que
les revenus tirés de la vente du pétrole (après décompte du prix des coûts de
fonctionnement, des taxes, des assurances et du remboursement du capital). La
limite économique d'un puits est alors atteinte et le puits est abandonné.
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