VAM® SPRINT-FJ : tension élevée et espace résiduel maximal pour les colonnes intermédiaires

Les exigences accrues en matière de cuvelage pour les puits forés sur des terres fédérales américaines ont conduit à une utilisation généralisée de connexions intégrales dites « flush » dans la partie occidentale de la région des schistes permiens. Mais avec une longueur et une profondeur de forage des puits qui s'est accrue, les exigences en matière de tension ont dépassé les performances proposées par les connexions existantes. La connexion VAM^® SPRINT-FJ a donc été développée pour répondre à cette spécification technique plus exigeante, tout en respectant l'impératif de compétitivité des connexions semi-premium, nécessaire pour s'adapter au marché onshore non conventionnel. Lors de sa première utilisation, un opérateur de l'ouest du Texas a installé une colonne intermédiaire de 8-5/8"' 32# de près de 12 000 pieds (3 600m) de long en utilisant VAM^® SPRINT-FJ sur toute la longueur de la colonne.

Répondre à des exigences strictes en matière de charge de traction

Dans le Permien, la partie du bassin Delaware située au Nouveau-Mexique et en partie administrée par le département de gestions des terres, exige que les puits soient équipés d'une colonne de cuvelage intermédiaire supplémentaire. Cette mesure vise à assurer une meilleure protection des formations géologiques et des nappes aquifères environnantes. Il est, en outre, exigé qu'il y ait suffisamment d'espace annulaire pour une cimentation complète de ces colonnes. Par conséquent, concevoir des puits à quatre colonnes demande de répondre à des défis importants en matière de sélection des connexions. Alors que les opérateurs ont commencé à forer plus profondément et à allonger les colonnes latérales pour augmenter l'efficacité de la production, il est apparu que les connexions intégrales existantes, disponibles sur le marché, ne pouvaient pas répondre aux exigences de charge de traction. Les opérateurs du bassin permien ont donc exprimé le besoin d'une connexion intégrale flush, c'est-à-dire du même diamètre que le corps du tube, pour les tailles de cuvelages intermédiaires capables de supporter des charges de tension plus élevées ; et cela, tout en restant rentables, dans une région dominée par les produits API standards et semi-premium.

L'un de ces opérateurs voulait installer, pour l'une de ses plateformes onshore, un cuvelage 8-5/8" 32# avec des connexions intégrales flush à l'intérieur d'un cuvelage de 10 ¾". Les connexions disponibles sur le marché, qu'elles soient premium ou semi-premium, n'avaient pas la tension élevée nécessaire à l'installation des cuvelages intermédiaires à une profondeur suffisante dans la formation. En effet, la mise en place de la colonne à une profondeur d'environ 12 000 pieds (3 600m), tout en tenant compte des facteurs de sécurité relatifs à la conception du cuvelage et définis par l'opérateur pour les connexions intégrales, nécessitait un taux de tension d'au moins 60 %, contre 50 % ou moins pour les connexions flush existantes sur le marché à cette époque.

Compte-tenu de cette contrainte, les opérateurs étaient précédemment obligés d'utiliser des connexions T&C (Threaded & Coupled) API en haut de la colonne, afin d'obtenir une capacité de tension supérieure. La seule autre option pour eux consistait à acheter des tubes à bouts lisses, de bonne réputation et fabriqués localement, puis à y fileter une connexion non disponible en usine et non optimisée pour les tubes sans soudure associés. Ces deux options ont complexifié la logistique, les routes d'approvisionnement, ainsi que les budgets. La recherche visant à concevoir un filetage de qualité supérieure, réalisé dans son propre laminoir haut de gamme sans soudure a permis de créer une solution tout-en-un offrant de meilleures performances, un coût plus compétitif et une logistique plus simple.

VAM® SPRINT-FJ spécifiquement conçue pour les colonnes intermédiaires

VAM USA a travaillé à la conception d'une connexion intégrale rentable permettant d'obtenir jusqu'à 80 % de capacité de traction sur certaines dimensions cibles, repoussant ainsi les limites de conception et dépassant les performances des connexions disponibles sur le marché. Au cours du développement de plusieurs concepts préliminaires, les ingénieurs des équipes R&D et Industrialisation ont collaboré pour rationaliser la production, dans le but d'éviter des spécificités de conception susceptibles d'entraîner des délais et des coûts de cycle plus élevés.

Les opérateurs ont travaillé en étroite collaboration avec Vallourec et VAM^® en fournissant des données très utiles sur la conception des cuvelages, ainsi que des retours sur les protocoles d'essai requis et une liste de fonctionnalités supplémentaires qui pourraient être ajoutées au développement du produit. Cela nous a permis de proposer rapidement des bénéfices supplémentaires, tels que des tests complémentaires avec des pressions de gaz limitées, des tests de pression avec flexion à 10 degrés/100ft, des marquages sur la partie pin de la connexion pour faciliter le vissage sur le terrain, ainsi que des plages de couple pour le vissage et l'exploitation, répondant aux besoins du marché et de l'équipement, sans les dépasser.

VAM^® SPRINT-FJ a été officiellement lancé en novembre 2020. Sa première installation a été réalisée en mai 2021 dans le bassin du Delaware à une profondeur de 11 800 pieds (3 600 m). L'opérateur s'est dit satisfait de sa grande efficacité de fonctionnement, avec environ 25 joints descendus par heure, grâce à 4,9 tours de vissage, contre 6 à 7 tours de vissage pour la connexion utilisée précédemment.

Pour cette première opération, un contrôle du couple de rotation a été effectué, et les marquages placés sur les côtés pin des connexions ont été utilisés comme indicateurs visuels supplémentaires lors du vissage. Chaque vissage a été validé par les techniciens VAM^® Field Service qui surveillaient les opérations. La première descente n'a pas révélé de difficultés particulières, qui auraient pu nécessiter un couple de rotation élevé pour atteindre la profondeur. En revanche, avec une capacité de couple opérationnelle supérieure à 48 000 ft.lbs, il y aurait beaucoup de marge pour un couple supplémentaire si les conditions l'exigeaient.

L'opérateur et le distributeur ont également fait l'éloge de la solution tout-en-un, alliant le tube et les filetages Vallourec. Cette solution apporte une valeur ajoutée en simplifiant la chaîne d'approvisionnement, tout en assurant que le contrôle des spécifications des tubes et du développement des filetages est bien réalisé selon les mêmes normes de haute qualité.

À ce jour, cet opérateur a descendu près de 5 000 joints de VAM^® SPRINT-FJ et continue d'utiliser cette connexion sur plusieurs de ses plates-formes.

Synthèse des résultats

• Espace résiduel maximal : <0,5% sur le diamètre extérieur du tube
• Capacité de tension élevée : jusqu'à 80% PBYS
• Fonctionnement rapide : 4,9 tours pour visser
• Couple opérationnel élevé : 48,000 ft.lb.
• Marquage pour indication visuelle de vissage
• Possibilité d'obtenir une licence locale dans l'ouest du Texas.
• Solution globale, combinant le tube et le filetage d'un seul et même fournisseur pour une meilleure qualité et un coût optimal.
• Placement du cuvelage dans le coude en toute confiance ; test réalisé sous pression avec une flexion à 10°/100ft.