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DrillTech fait appel à la technologie de forage directionnel horizontal pour réaliser un gazoduc dans des conditions de sol difficiles

Une alternance de formations sableuses, argileuses et rocheuses sporadiques a posé de nombreuses difficultés

juil.-2011

Quand Gary Davidson, président et copropriétaire de DrillTech Inc., basée à Clarksville, au Texas, a examiné les résultats des échantillons de sol que lui avait fournis le maître d’ouvrage Regency Energy Partners, il a pensé que le projet de gazoduc confié à son entreprise consisterait en une installation sans tranchée sans difficulté particulière. À première vue, la seule difficulté qui se présentait pour M. Davidson était la longueur du projet.

Impliqué dans le forage et l’installation de pipelines depuis 1991, M. Davidson a fondé DrillTech avec son ami et partenaire Lance Downs en octobre 2007. L’entreprise s’est bien développée depuis, et emploie actuellement plus de 20 personnes. Cet entrepreneur se spécialise dans l’installation de pipelines sans tranchée, avec l’assistance efficace de ce que M. Davidson considère comme la pièce maîtresse de sa flotte, une foreuse directionnelle horizontale Vermeer® D500x500 Navigator®.

Basé à Dallas, le maître d’ouvrage Regency Energy Partners possède plus de 8370 km de collecteur de gaz, y compris un droit de propriété dans le Regency Intrastate Gas System, un gazoduc de 725 km situé dans le Nord de la Louisiane. Les actifs de Regency se trouvent dans l’une des régions les plus riches en gaz des États-Unis, et notamment les schistes de Haynesville, Eagle Ford, Barnett, Fayetteville et Marcellus.

Regency exploite des installations de collecte et de traitement dans quatre secteurs géographiques des États-Unis, et travaille avec des producteurs pour collecter le gaz naturel depuis les différents puits ou depuis des points de convergence alimentés par plusieurs puits. Les puits sont connectés par des collecteurs de gaz à une station de traitement ou directement à un gazoduc.

Le projet octroyé à DrillTech par Regency Energy se trouvait près de Logansport, à l’extrême Ouest de la Louisiane, à deux pas de la frontière entre le Texas et l’Arkansas. Il s’agissait d’une extension d’un gazoduc existant, consistant en une conduite de 61 cm de diamètre, 1,3 cm d’épaisseur, alimentée en gaz brut par la sortie de plusieurs puits.

Le plan de forage spécifiait que la conduite soit installée dans deux forages distincts ; le premier, assez standard, de 590 m, et le second de 1410 m. Ce second forage confrontait l’équipe de DrillTech à des défis. M. Davidson explique les facteurs qui ont conduit à élaborer le plan de forage imposant deux forages distincts.

« Le plan d’installation présentait une intersection avec une autoroute, et se poursuivait dans un espace sensible en matière d’environnement », explique M. Davidson. « La trajectoire était déjà planifiée lorsqu’elle nous a été remise, nous sommes donc allés repérer la topographie des lieux. Après avoir réalisé une inspection physique, nous avons compris que deux forages distincts constituaient la meilleure approche, compte tenu, surtout, de la longueur de la zone sensible en matière d’environnement. Nous n’avions pas anticipé, par contre, les défis qui nous attendaient sous la surface. »

Après une dernière évaluation des profils de sol recueillis par le maître d’ouvrage Regency Energy et avec un calendrier de réalisation fermement établi, l’équipe de M. Davidson a sélectionné les équipements et l’outillage qu’ils pensaient les plus efficaces pour ce travail.

« D’après la longueur à traverser et la taille de conduite spécifiée, nous avons pensé que la foreuse directionnelle horizontale Vermeer D500x500 était la plus adaptée à ce travail », explique M. Davidson. « La D500x500 était le modèle de notre flotte le plus adapté aux deux phases du projet, surtout le long forage qui présentait un caractère environnemental sensible. Le premier forage, le plus court, s’est déroulé sans encombre et sans surprise. Le profil du sol était assez constant sur toute la longueur de ce forage, avec principalement des variations de densité d’argile. »

Une fois tout l’équipement prêt, l’équipe de DrillTech a quitté sa base de Clarksville, au Texas, pour Logansport, en Louisiane : un voyage de 268 km.

Lors du premier forage, l’équipe a rencontré une variété de conditions de sol : sable, argile dure et quelques rochers. Ces variations se sont poursuivies pendant toute la durée du premier forage. Les carottes ont révélé une couche de 5 cm de roche, mais elles n’indiquaient ni la distance, ni la largeur, ni la profondeur de cette formation. Après avoir foré 90 m environ dans ce matériau difficile, le profil de sol initial a brutalement changé, imposant à l’équipe de M. Davidson un retrait et un ajustement de leur approche. Ils ont alors installé un moteur à boue de 17 cm et un trépan à molettes de 22 cm. Le moteur à boue a été sélectionné pour son efficacité à traverser les formations dures.

« Le moteur à boue est alimenté par le flux de boue, et conçu pour percer les formations les plus dures », précise M. Davidson. La pression de boue facilite le travail du trépan en permettant à son extrémité de tourner. Cette décision s’est révélée bonne, et nous a permis de travailler plus efficacement. »

Des difficultés imprévues surviennent
L’équipe DrillTech a terminé le premier forage sans grosses difficultés en huit jours, en avançant de 76 à 91 m par heure après quelques ajustements mineurs. Après un alésage par étapes réalisé à l’aide d’alésoirs de tailles échelonnées, de 46 à 91 cm de diamètre, le trou a été nettoyé et la longueur de 295 m – en sections de conduite de puits de 500, de 12 m de longueur par 61 cm de diamètre et de 1,3 cm d’épaisseur, déjà soudées ensemble et disposées sur des rouleaux de tension – a été tirée d’un bout à l’autre. Les équipements ont ensuite été déplacés pour attaquer le second forage, plus long, d’une longueur de 1410 m.

Les échantillons de sol de la zone environnementale sensible avaient été prélevés aux points prévus d’entrée et de sortie, mais il manquait des informations détaillées sur ce qui serait rencontré entre les deux. Le forage a commencé dans l’argile, suivie de zones de sable, rien qui présente une importance majeure ou des difficultés particulières. Mais soudain, les choses ont changé quand l’opérateur a senti une modification spectaculaire des conditions. La roche.

« Ayant déjà foré dans la zone pour différents projets, nous étions méfiants et savions qu’il pourrait y avoir plusieurs variations du terrain sur la trajectoire de 1400 m », raconte M. Davidson. « Comme prévu, nous avons rencontré de nombreuses variations dans les formations, que les échantillons de sol ne montraient pas, mais beaucoup nous ont surpris. »

« Nous n’avions pas anticipé ces conditions, nous avons donc dû faire appel à un alésoir de roche pour percer la formation », explique M. Davidson. D’après les échantillons de sol, nous ne réalisions pas qu’il y aurait autant de roche, et nous n’avions pas l’outillage approprié pour pour passer à travers, nous avons donc dû commander un alésoir Split Bit. Par chance, nous avons découvert cela en forant le trou pilote, nous avons donc pu faire ce qu’il fallait pour que l’alésoir arrive à temps. La production n’a jamais été interrompue.

L’alésoir Split Bit installé, le forage a commencé et la foreuse directionnelle horizontale D500x500 équipée de l’outillage requis pour attaquer la roche était de nouveau à l’œuvre. La roche pénible et les changements soudains et imprévisibles de la nature du sol – du sable et diverses densités d’argile – ont fait que le second forage a été difficile à diriger, ce qui a ralenti le taux de production et allongé la durée de ce second forage à plus de cinq semaines. Mais tout bien considéré, M. Davidson était satisfait du résultat global.

« Le projet n’a pas manqué de défis », se rappelle-t-il. « Mais avec un bon équipement, un outillage adapté et l’expérience de nos opérateurs de foreuse, qui avaient déjà réalisé des forages dans des conditions similaires, ce qui constituait un avantage énorme, nous sommes passés ! Ce projet, avec toutes ses difficultés, s’est malgré tout bien mieux déroulé que certains autres projets auxquels j’ai participé. J’ai eu l’impression que DrillTech travaillait correctement, proprement. La foreuse Vermeer a fonctionné à merveille, elle a constitué un bon investissement pour nous. »

Des conditions variables vaincues par les compétences de l’opérateur
Il est très probable que les conditions de sol brutalement changeantes rencontrées par l’équipe DrillTech lors de cette installation ont constitué le défi le plus redoutable, combiné au manque de données d’échantillonnage détaillées, qui les auraient mieux renseignés sur ce qui les attendait. Ceci dit, M. Davidson a beaucoup insisté sur le rôle crucial joué par l’expérience de son opérateur de foreuse pour venir à bout des défis que constituaient les conditions de sol.

« Ne sous-estimez jamais la valeur d’un opérateur de foreuse compétent », affirme M. Davidson. « Cette compétence s’acquiert avec du temps, et nos opérateurs sont prêts à relever tous les défis que la terre peut dissimuler. C’est sûr, cet apprentissage demande du temps, mais l’expérience est le meilleur enseignant. Tout le monde peut apprendre à conduire une voiture, mais tout le monde ne peut pas piloter une voiture de stock-car. C’est la même chose pour le forage directionnel horizontal. Tout le monde peut s’installer et manipuler les leviers, mais il vous faut quelqu’un à ce poste qui sache ce qu’il fait et qui soit raisonnable en matière de sécurité. La sécurité compte parmi les attributs les plus importants d’un opérateur, elle est toujours présente à l’esprit des employés DrillTech. »