Histoire du forage
Il s'agit d'une chronologie qui décrit certains des développements majeurs de la technologie et des méthodes de l'industrie du forage.
100 avant notre ère
La technique de forage pétrolier par percussion ou forage rotatif a ses origines remontant à l'ancienne dynastie chinoise Han environ 100 avant notre ère. Le forage à percussion était utilisé à cette époque pour extraire du gaz naturel dans la province du Sichuan.L'équipement a été fabriqué à partir de matériaux disponibles, de lourds forets en fer et de longues perches en bambou.
Les puits de pétrole de la dynastie Han réalisés par forage à percussion ont atteint une profondeur de 30 pieds (10 mètres). Cette profondeur a augmenté avec la technologie pour atteindre 300 pieds (100 mètres) au 10ème siècle. Au 16ème siècle, des profondeurs de plus de 2 000 pieds (600 mètres) ont été atteintes.
La technologie de forage chinoise a été introduite en Europe en 1828. En 1959, une variante modernisée de la technique de forage chinoise a été utilisée par l'homme d'affaires américain Edwin Drake pour forer le premier puits de pétrole de Pennsylvanie.
1800 - 1900
1806 - Premier puits Spring-Pôle Américain
Le premier puits à ressort correctement documenté a été foré par David et Joseph Ruffner en 1806 sur la rivière Kanawha, en Virginie-Occidentale. Une profondeur de 58 pieds - 17,5 mètres a été atteinte, et c'était un précurseur du forage à ressort dans l'industrie pétrolière.
1821 - Premier puits de gaz en Amérique
En 1821, le premier puits spécifiquement destiné à obtenir du gaz naturel est creusé à Fredonia, New York, par William Hart. Hart a creusé un puits de 27 pieds - 9 mètres pour obtenir un plus grand débit de gaz vers la surface. Hart est considéré par beaucoup comme le « père du gaz naturel » en Amérique.
1825 - Premier derrick à 4 pattes
Un brevet pour le premier derrick à quatre pieds a été accordé à L. Disbrow, à l'origine en 1825, puis élaboré en 1830. La structure se composait de pieds en bois équarri. Les entretoises ont été mortaisées et insérées dans les pieds en bois avec des clés afin que la structure puisse être démontée.
1829 - Le premier puits de pétrole Américain
Les foreurs du Kentucky foraient un puits d'exploration pour la saumure. Ils ont frappé un puits de pétrole à la place. La pression du gaz et du pétrole sous la surface a forcé un énorme geyser dans les airs. Il s'agissait du premier puits de pétrole américain.
1833-1841 - Puits de Grenelle
Le puits de Grenelle en France a été atteint par une méthode à tarière rotative sèche. Il a été foré à 1 771 pieds et a pris huit ans.
1841 - Bocaux de forage brevetés
William Morris, un foreur de poteaux à ressort en Virginie-Occidentale, a breveté des bocaux de forage.
1845 - Circulation de l'eau utilisée dans le forage
L'ingénieur français Pierre-Pascal Fauvelle a été le premier à utiliser la circulation de l'eau dans le forage. En utilisant la nouvelle méthode, il a foré 560 pieds en 23 jours.
1845 - Invention de la perceuse rotative
Le premier foret rotatif a été inventé par l'Anglais Robert Beart.
1849 - Perceuse à percussion mécanique inventée
J.J. Couch a inventé la première perceuse à percussion mécanique, qu'il a ensuite perfectionnée avec l'aide de son collègue inventeur J.W. Foule. La vapeur était admise alternativement à chaque extrémité d'un cylindre. La perceuse était lancée comme une lance sur le rocher lors du coup aller, attrapée puis retirée lors du coup inverse, puis lancée à nouveau. C'était le premier exercice qui ne dépendait pas de la gravité. Il est allé travailler sur le projet de tunnel Hoosac, qui a percé un passage pour les trains à travers les collines près de North Adams, Massachusetts.
1857 - Forage à circulation inverse breveté
Bowles a breveté le forage à circulation inverse.
1859 - Puits de Drake
Edwin Drake et George Bissell utilisent avec succès une plate-forme de forage sur un puits commercial foré spécifiquement pour produire du pétrole en Pennsylvanie. Le atteint une profondeur de 69 pieds - 23 mètres.
1860 - Derrick à vapeur
J.C. Rathbone a foré un puits de découverte à 140 pieds à l'aide d'une machine à vapeur sur les rives de la rivière Great Kanawha dans la région de Charleston, W.Va. Le puits produisait environ 100 barils de pétrole par jour.
1863 - Une carotteuse au diamant inventée
La carotteuse diamant a été inventée par Rodolphe Leschot, un ingénieur français. Leschot a breveté l'appareil aux États-Unis.
1866 - Plate-forme rotative de Sweeny
Le 2 janvier 1866, Peter Sweeney de New York a obtenu un brevet américain pour un système de forage avec de nombreuses technologies innovantes. La conception de la plate-forme rotative de 1866 de Sweeny, qui a amélioré un brevet britannique de 1844 de Robert Beart, appliquait la "construction particulière du forage rotatif particulièrement adaptée au forage de puits profonds".
1866 - Perceuse Burleigh à air comprimé
Charles Burleigh, John W. Brooks et Stephen F. Gates ont breveté une perceuse mécanique destinée à être utilisée sur le tunnel de Hoosac : la perceuse à air comprimé Burleigh. Le tunnel a stimulé plusieurs innovations dans la technologie de forage, y compris l'ancienne foreuse Couch/Fowle.
1866 - Invention de la torpille Roberts
Edward A. L. Roberts a développé la première torpille et a déposé une demande de brevet en novembre 1864. Roberts, un vétéran de la guerre de Sécession, a eu l'idée d'utiliser de l'eau pour « tamponner » l'explosion résultante, après avoir vu des obus d'artillerie confédérés exploser dans un canal à la bataille de Fredericksburg. Roberts a développé ses premières torpilles en 1865 et 1866.
1871 - Perceuse à roche Ingersoll
Simon Ingersoll a reçu un brevet pour un marteau perforateur sur trépied. La foreuse a été conçue pour l'exploitation minière et le creusement de tunnels. Il a permis à l'opérateur de forer à pratiquement n'importe quel angle. Il a formé Ingersoll Rock Drill pour capitaliser sur cette invention, une société qui est un précurseur d'Ingersoll-Rand.
1876 - Perceuse au diamant brevetée
John Vivian a reçu le premier brevet américain pour une perceuse au diamant. Alors que d'autres foreuses avant l'heure foraient des trous par une succession de coups, cette invention a permis au noyau de rester intact. Cela le rendait très précieux pour les prospecteurs.
1880 - Fondation de la société Bucyrus-Erie
Fondée à Bucyrus, Ohio. La société est devenue plus tard célèbre dans l'industrie du forage sous le nom de Bucyrus-Erie, un fabricant de plates-formes d'outils à câble.
1882 - Premier puits foré avec un équipement rotatif
Frères M.C. et C.E. Baker a foré le premier puits avec un équipement rotatif. Ils pompaient l'eau avec un moulin à vent.
1884 - Fondation de la société Sargeant Drill
Henry C. Sergeant a lancé la Sergeant Drill Company pour fabriquer un marteau perforateur qu'il avait inventé, qui comprenait l'utilisation d'air comprimé pour déplacer le piston du foret sur l'acier dans un mouvement de martelage. La Sergeant Drill Company a ensuite fusionné avec Ingersoll Rock Drill pour former Ingersoll-Sergeant Drill Company.
1889 - Première perceuse électrique brevetée
Arthur James Arnot a breveté la première perceuse électrique au monde le 20 août. Le nouvel appareil a été conçu pour le forage de roches, principalement dans les mines de charbon.
1890 - Premier trou de carotte de diamant
Edmund J. Longyear a foré le premier trou carotté au diamant dans la chaîne de fer Mesabi dans le nord du Minnesota. Il a formé une société de forage au diamant sous contrat pour desservir l'industrie américaine de l'extraction du minerai de fer et de l'acier en croissance rapide.
1891 - Arbres flexibles pour forets
John Smalley Campbell a délivré le premier brevet américain pour l'utilisation d'arbres flexibles pour faire tourner les forets. Le brevet concernait des applications dentaires, mais était suffisamment large pour couvrir des échelles plus grandes, telles que celles utilisées actuellement dans les puits de pétrole horizontaux.
1893 - Invention du Calyx Drill
Le Calyx Drill a été développé par l'Australien Francis Davis vers 1893. Cet outil, utilisé pour percer de grands trous dans la roche, a été adopté dans de nombreux pays du monde car il réduisait les déchets et était très économique.
1895 - Méthode rotative utilisée dans le forage de puits de pétrole
En 1895, les frères Baker utilisaient leur méthode rotative pour le forage de puits de pétrole, dans le champ Corsicana du comté de Navarro, au Texas.
1897 - Invention de la perceuse refroidie à l'eau
John G. Leyner a inventé une perceuse refroidie à l'eau qui a aidé à amortir la poussière soulevée lors du forage.
1900 à nos jours
1900 - Le forage de boue inventé
Les foreurs de Spindletop, dont les frères Curt et Al Hamill et Peck Byrd, ont remarqué que l'eau douce boueuse pouvait aider à stabiliser une formation et à empêcher l'effondrement du trou de forage.
1901 - Geyser d'huile Spindletop
Le capitaine Anthony F. Lucas de Spindletop a commencé à forer avec une plate-forme rotative à vapeur et un trépan à double queue de poisson. Le jaillissement de Spindletop a duré neuf jours et a inauguré le premier boom pétrolier du Texas.
1902 - Entreprise d'outils Sharp-Hughes
Howard Hughes Sr. et Walter Sharp ont fondé la Sharp-Hughes Tool Company. Le nom Hughes perdure aujourd'hui sous le nom de la société Baker-Hughes.
1903 - Création de Boart Longyear
Edmund J. Longyear et John E. Hodge ont formé Longyear & Hodge, le partenariat de fabrication qui allait éventuellement évoluer vers Boart Longyear. Les premières foreuses de l'entreprise étaient à vapeur.
1909 - "Rock Eater" créé
Howard Hughes Sr. et Walter Sharp ont présenté le Sharp-Hughes Rock Bit, surnommé le « mangeur de roche ». Il était adapté au forage profond dans la roche moyenne et dure.
1911 - Standard Oil doit se démanteler
La Cour suprême des États-Unis a statué que Standard Oil, qui contrôlait à l'époque plus de 90 % de la production américaine, était un monopole et que l'entreprise devait être démantelée pour créer de la concurrence sur le marché.
1912 - Derrick en acier breveté
Lee C. Moore a breveté un système qui serrait et fixait les contreventements aux pieds de tuyaux en acier pour construire un derrick en acier.
1915 - Table rotative et Kelly
La table rotative et le kelly ont été utilisés pour la première fois. La fonction principale de la table rotative était de transmettre le couple au train de tiges via le kelly, une section de tuyau de section carrée qui traversait une forme similaire sur la table rotative.
1915 - Séparateur de noyau
Hugh Roberts, travaillant comme géologue pour Edmund Longyear, a conçu une nouvelle forme de technologie appelée séparateur de carottes, qui divisait les carottes en longueurs de 3 à 5 pouces pour une meilleure analyse. Les entreprises de forage ont utilisé le séparateur de carottes de Roberts comme équipement standard.
1917 - Invention du sous-marin
Hughes Tool Company (anciennement Sharp-Hughes Tool Company) a présenté le sous-marin, un alésoir de grand diamètre placé au-dessus du trépan conçu pour maintenir les trous de forage droits.
1918 - Table tournante Innovations
Victor York et Walter G. Black de Standard Oil Company of California ont obtenu un brevet pour entraîner la table rotative avec un arbre. Cette innovation a garanti le succès continu de la méthode de forage rotatif.
1920 - Développement d'une plate-forme sismique portable
Des plates-formes sismiques portables de type percussion ont été inventées.
1921 - Première centrale géothermique
John D. Grant a foré un puits géothermique pour alimenter la première centrale géothermique au monde en Californie. L'usine a fourni de l'électricité pour éclairer une station appelée The Geysers.
1922 - Développement d'un foret amovible
Arthur L. Hawkesworth de l'Anaconda Copper Mining Company a mis au point le premier foret à roche amovible largement utilisé.
1925 - Puissance diesel
La méthode de forage rotatif a été améliorée grâce à l'utilisation de l'énergie diesel.
1929 - Premier puits de pétrole horizontal
Le premier véritable puits de pétrole horizontal a été foré près de Texon, au Texas.
1930 - Première plate-forme rotative portable
George E. Failing a présenté la première plate-forme rotative portable à l'industrie. L'idée est venue pour la première fois après avoir monté une plate-forme existante sur un camion agricole Ford de 1927, ajoutant une prise de force pour transférer la puissance du moteur du camion à la perceuse.
1931 - Marsh Funnel inventé
Harlen Marsh de la General Petroleum Company a inventé l'entonnoir Marsh qui mesure la viscosité relative du fluide de forage. Il a fait don du concept de l'appareil à l'industrie du forage.
1933 - Foret tricône breveté
La société Hughes Tool a obtenu un brevet américain pour le trépan tricône.
1937 - Mât de forage en porte-à-faux
Lee C. Moore, connu pour le derrick standard, a introduit un mât de forage de type cantilever.
1946 - Augmentation de la capacité des puits d'irrigation
La circulation inverse a été adaptée pour être utilisée dans le forage de puits d'irrigation de grand diamètre. Ces puits de plus grande capacité ont permis aux fermes de prospérer.
1949 - Foreuse portative à tarière continue
Mobile Drilling a produit sa première perceuse portable à tarière continue (CFA).
1951 - Les forets tricônes sont entrés sur le marché général
Le brevet de la Hughes Tool Company sur le trépan de forage tricône a expiré, déclenchant une vague d'activités lorsque des concurrents sont entrés sur le marché.
1953 - Puits d'outil de câble le plus profond
En juin 1953, la New York State Natural Gas Corporation a abandonné un projet après avoir foré le puits de câble le plus profond du monde à une profondeur de 11 145 pieds - 3396 m. Le puits était situé à Van Etten, N.Y. Le projet avait commencé cinq ans plus tôt.
1953 - Système de récupération de noyau filaire breveté
Longyear a déposé une demande de brevet pour le premier système de récupération de cœur filaire.
1958 - Premiers moteurs de forage fond de trou
Les premiers moteurs de forage de fond, ou moteurs à boue, ont été conçus et fabriqués par Dyna-Drill. Le moteur était basé sur la conception Moineau de 1930 pour les pompes à cavité progressive.
1960 - Création de l'OPEP
L'Organisation des pays exportateurs de pétrole (OPEP) est fondée.
1977 - Création de Compax (PDC)
General Electric Research Lab (GE) a introduit un nouveau matériau synthétique composé de grains de diamant frittés avec du cobalt. Ce nouveau matériau, Compax, pouvait être transformé en différentes formes et conservait la propriété naturelle du diamant d'une extrême dureté. Les mèches avec ce type de fraise sont généralement appelées mèches PDC.
1978 - Télémétrie d'impulsion de boue
Teleco Oilfield Services Inc., en collaboration avec le Département américain de l'énergie, a introduit la télémétrie par impulsions de boue, désormais une méthode largement utilisée pour transmettre des mesures lors du forage de données à la surface.
1980 - Fracturation hydraulique
George P. Mitchell de Mitchell Energy & Development Corp. a commencé à expérimenter la fracturation hydraulique dans des puits horizontaux dans les schistes de Barnett près de Fort Worth.
1997 - Forage sonique
La foreuse Versa-Sonic a été mise en service. Versa-Drill International Inc. et Bowser-Morner ont construit cette plate-forme qui intègre la nouvelle tête de forage sonique de Ray Roussy.
2012 - Fracturation à glissière
Des professeurs de la Texas Tech University ont mis au point la « fracturation à glissière », c'est-à-dire lorsque les opérateurs forent deux puits côte à côte. Le processus a permis aux deux puits de produire plus de pétrole et de gaz.