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Plus coriace que le karst

April 9, 2024

Corpian Well Drilling Inc. trouve de l’eau dans une formation hostile.
Les glaciers historiques de l’Upper Midwest ont laissé derrière eux un paysage aplani dans toutes les aires géographiques de la région à l’exception d’une seule appelée «Driftless Area ». L’eau des glaciers qui se sont formés puis ont fondu le long de cette section de l’Upper Mississippi s'est infiltrée de manière répétée à travers le calcaire sous-jacent, créant une formation appelée « karst ».

Le champ d’action de Corpian Well Drilling Inc., basée à Boscobel dans le Wisconsin, englobe la Driftless Area. La zone a été affectée par le ruissellement glaciaire lorsque les glaciers ont fondu. L’eau a érodé par dissolution le calcaire sous-jacent traversé, créant un système d’évacuation souterrain. Les inondations ont creusé les rivières et les ruisseaux de la région.

Dans cette zone, les foreurs ne savent jamais quand ils vont rencontrer des fractures, des fissures, des crevasses, des vides ou même des grottes pendant le forage à travers le karst, seulement qu’ils vont en rencontrer. Ils peuvent être convaincus d’avoir trouvé une roche dure à 91 mètres (300 pieds), tuber à ce point, pour perdre de nouveau la circulation à 80 m (60 pieds) après le tubage.

Ils n’ont que deux possibilités : maintenir le trou ouvert sur les 152 mm (6 pouces) et récupérer le tubage, en découpant chaque section remontée, ou installer un revêtement de 127 mm (5 pouces). Et ils risquent toujours de rencontrer une autre mauvaise surprise sous le tubage. Ils peuvent devoir abandonner la tentative de puits s’ils n’arrivent pas à extraire le tubage, en le comblant avec du ciment et en se décalant pour commencer un nouveau trou. Les foreurs absorbent ce coût.

Une fois, Mike Beinborn, un foreur de cinquième génération et le propriétaire de Corpian Well Drilling, Inc., a perdu un puits supérieur entièrement tubé à cause des strates imprévisibles du karst. Pour éviter que cela se reproduise, il a adopté une méthode de forage unique et utilise exclusivement l’engin pour forage de puits TH60 en raison de sa fiabilité et de l’assistance étroite apportée par le centre de service Epiroc de Milwaukee.

 

Mike Beinborn a reçu un appel un dimanche soir d’un producteur de bétail dont le puits s’était effondré. Le TH60 de Corpian devait forer à cet endroit le lendemain matin. C’était une urgence.

 

Le TH60 de 2014 était équipé d’un Peterbilt 367 avec un moteur Cummins ISX de 447 kW (600 ch). Le même moteur alimente les opérations de forage via une boîte de transfert et sert pour la capacité d’extraction de 40 000 livres de l’engin, la tête rotative à deux vitesses, le treuil de tubage de 80 kN (18 000 livres) et un compresseur de 900 cfm/350 psi.

La taille et les caractéristiques de conduite de l’engin ont permis à Rick Kazda, le chef foreur de Corpian, de l’installer entre la maison du propriétaire du terrain et le garage. Rick Kazda a mis l’engin de niveau et l’a programmé pour forer un pilote.

 

Le forage préalable d’un trou pilote n’est pas la méthode de forage de puits habituellement utilisée ailleurs. De nombreux foreurs commencent par un trou de grand diamètre, trouvent le substrat rocheux, le tubent, injectent le ciment, puis forent l’alésage de production plus petit à la profondeur souhaitée. L’équipe de Mike Beinborn commence, quant à elle, par l’alésage de production en utilisant une méthode similaire au forage d’exploration ou de définition. Rick Kazda a d’abord localisé le substrat rocheux adéquat avec le taillant de 6 pouces avant de poursuivre le forage.

Il a utilisé le marteau à environ 17 bars (250 psi), en injectant de la mousse pour aider à soulever les déblais. Il a affiné le taux de pénétration, l’ajustant en permanence pour continuer à marteler efficacement en traversant les couches. Il a traversé 10,4 mètres (34 pieds) de roche meuble et d’argile avant de rencontrer 53,6 mètres (176 pieds) de calcaire et de crevasses. Puis, après 12 mètres (40 pieds) de grès mou, il a rencontré des schistes tendres, sujets au gonflement et aux écoulements.

 

À 80,4 mètres (264 pieds), il a enfin trouvé ce qu’il cherchait : du schiste dur. Il a poursuivi la descente jusque 104 mètres (340 pieds), en s’assurant de se trouver dans un substrat rocheux sain. Il était prêt à ouvrir le trou pour le tubage de surface.

Rick Kazda a déclenché l’ouverture du trou à 83 mètres (273 pieds), installant un tubage de six pouces dans le schiste dur. Mike Beinborn préfère la sécurité d’un anneau coulé de 51 mm (2 pouces) qui confère une bonne étanchéité dans une formation incohérente.

La grande diversité des couches risquant de dévier la rectitude d’un puits même peu profond, le positionnement parfait d’un tubage concentrique dans des puits jusqu’à 183 mètres (700 pieds) est tout simplement trop difficile. Mike Beinborn s’en tient donc à un anneau de deux pouces.

 

Rick Kazda a terminé le forage de production de six pouces à une profondeur totale de 116 mètres (380 pieds). Puis, il a injecté le ciment lorsque l’eau a commencé à s’écouler et que tout a semblé correct. Si le ciment atteint un vide imprévisible et s’écoule latéralement, il doit contacter les autorités de l’état et demander l’autorisation d’utiliser de la bentonite pour sceller les zones concernées et continuer à cimenter vers la surface.

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