Le secrétaire d'Etat à l'industrie,
Vu le décret no 80-331 du 7 mai 1980 modifié instituant le règlement général des industries extractives ;
Vu le titre Recherche par forage, exploitation de fluides par puits et traitement de ces fluides, du règlement général des industries extractives, et notamment son article 26, annexé au décret no 2000-278 du 22 mars 2000 ;
Vu l'avis du Conseil général des mines en date du 8 décembre 1998 ;
Sur la proposition du directeur de l'action régionale et de la petite et moyenne industrie et du directeur des matières premières et des hydrocarbures,
Arrête :
Art. 1er. - Les dispositions des articles 1er à 9 du présent arrêté sont applicables aux cuvelages des sondages ou des puits situés à terre ou en mer.
Les dispositions des articles 10 à 12 du présent arrêté sont applicables aux cuvelages des sondages ou des puits situés en mer.
Art. 2. - Les caractéristiques des cuvelages doivent être choisies en fonction des sollicitations maximales et selon les gradients de pression auxquels ils peuvent être soumis.
A cet effet, les valeurs des contraintes maximales auxquelles les cuvelages peuvent être soumis doivent être déterminées non seulement pour leur mise en place, mais aussi pour les phases opérationnelles, notamment pour les pertes de circulation, l'esquiche, les essais de production et la maîtrise d'une venue.
Doivent également être prises en compte les contraintes particulières auxquelles les cuvelages peuvent être soumis dans les forages dirigés.
Dans le cas où le programme de travaux prévoit la pose de colonnes perdues, la jonction colonne perdue-cuvelage doit satisfaire aux mêmes critères que le cuvelage.
Tout cuvelage pourra être considéré comme cuvelage de production si ces caractéristiques mécaniques sont compatibles avec le fluide à produire et si le niveau des gradients de pression rencontrés permet de respecter les critères de calcul d'un cuvelage de production.
Art. 3. - 1. Au sens du présent arrêté, la résistance nominale d'un élément de cuvelage, constitué du corps du tube et de son joint de raccordement, est celle de sa partie la plus faible.
Pour les contraintes de pression interne et externe ainsi que pour la contrainte de traction, la résistance nominale est la valeur pour laquelle le corps du tube ou le joint atteint sa limite conventionnelle d'élasticité.
Les valeurs à retenir sont celles garanties par le fabricant.
2. Au sens du présent arrêté, la résistance in situ d'un élément de cuvelage est sa résistance nominale affectée, s'il y a lieu, de l'influence des conditions dans lesquelles il travaille. Ainsi, la résistance in situ d'un élément de cuvelage aux contraintes d'écrasement est sa résistance nominale diminuée de l'influence de la traction s'exerçant sur cet élément.
Art. 4. - Le calcul des contraintes de traction doit prendre en compte, pour la mise en place du cuvelage, le poids de l'acier du cuvelage diminué de la poussée d'Archimède. Le calcul doit s'étendre aux conditions qui vont exister après cimentation et ancrage du cuvelage dans la tête de puits et prendre en compte la tension d'ancrage et l'influence des variations extrêmes de température, de densité, de niveau et de pression à l'intérieur et à l'extérieur du cuvelage, survenant au cours de la vie du sondage et du puits, y compris en cas de venue dans les conditions décrites ci-après.
Le calcul des contraintes d'écrasement doit tenir compte de la différence des densités et des niveaux de fluide entre l'extérieur et l'intérieur du cuvelage et des variations de cette différence au cours de la vie du sondage et du puits. La poussée géostatique ne doit être prise en compte que dans le cas de terrains fluants.
Le calcul des contraintes d'éclatement doit tenir compte de la difficulté des densités et des niveaux de fluides entre l'intérieur et l'extérieur du cuvelage, et des variations de cette différence au cours de la vie du sondage et du puits ; le risque de venue dans les conditions décrites ci-après est pris en compte dans ce calcul.
Les contraintes engendrées sur un cuvelage par une venue en cours de forage doivent être calculées avec l'hypothèse du sondage plein de fluide de formation et fermé en tête. Toutefois, si dans certaines circonstances la prise en compte des contraintes qui seraient engendrées, puits pleins de gaz, pose des problèmes techniques, et si l'exploitant prend des dispositions particulières pour éliminer le risque de remplissage du sondage ou du puits par un fluide de formation, le calcul des contraintes peut être effectué en prenant en compte la venue maximale possible de fluides de formation, compte tenu des dispositions prises.
Dans ce cas, l'exploitant indique dans le programme de forage les dispositions prises, notamment en vue de renforcer les moyens de détection des venues, de circulation des fluides de forage et d'intervention ainsi qu'une note de calcul justifiant du type de cuvelage retenu en fonction des dispositions prises pour limiter les venues éventuelles.
Dans le cas où il est fait usage de l'alinéa précédent et avant d'être mis en production, le puits doit être équipé d'un cuvelage dit « de production » calculé avec l'hypothèse du puits plein de fluide de formation et fermé en tête.
Art. 5. - La résistance in situ à la traction de chaque élément de cuvelage doit être au moins égale à 1,25 fois la contrainte maximale de traction pouvant s'exercer sur cet élément.
La résistance in situ à l'écrasement de l'ouvrage après cimentation doit être au moins égale à la contrainte d'écrasement maximale pouvant s'exercer sur cet élément.
La résistance in situ à l'éclatement de chaque élément de cuvelage doit être au moins égale à 1,10 fois la contrainte d'éclatement maximale pouvant s'exercer sur cet élément.
Art. 6. - Au moment de leur mise en place, une vérification des caractéristiques des cuvelages par rapport à leur marquage doit être effectuée pour s'assurer de leur conformité au programme des travaux.
Art. 7. - Pour la cimentation du cuvelage de surface, le volume de laitier de ciment injecté doit être suffisant pour que le ciment remonte jusqu'au jour ou, pour un forage en mer, jusqu'au fond de la mer ou jusqu'au dispositif de suspension sous-marine de ce cuvelage.
Pour les cuvelages suivants, la hauteur du ciment et la technique de mise en place doivent être déterminées de manière à garantir l'isolement des réservoirs de fluides éventuellement traversés par le cuvelage considéré et pour assurer la cimentation du sabot ; la hauteur du ciment au-dessus du sabot doit être précisée dans le programme prévisionnel de forage et de cuvelage.
Le directeur régional de l'industrie, de la recherche et de l'environnement peut, compte tenu des caractéristiques des terrains et des formations traversées, prescrire une cimentation sur toute la hauteur du cuvelage.
Pour les travaux de recherche ou d'exploitation de gîtes géothermiques, la cimentation doit être réalisée sur toute la hauteur du cuvelage.
Art. 8. - Les vérifications de la qualité de la mise en place du ciment et notamment des hauteurs de remontée de ciment derrière le cuvelage doivent être effectuées conformément au programme des travaux avant la fin des travaux de forage si des problèmes critiques de séparation de réservoirs se posent ou si des pertes importantes ont été enregistrées pendant la cimentation ; le directeur régional de l'industrie, de la recherche et de l'environnement peut, compte tenu des caractéristiques des terrains et des formations traversées, prescrire une vérification systématique.
Art. 9. - Un essai d'étanchéité des cuvelages doit être effectué :
- en fin de cimentation, ou avant la reprise du forage dans le ciment du cuvelage ;
- en toute circonstance lorsque l'intégrité du cuvelage peut être mise en cause.
La pression d'essai a une valeur respectant les deux conditions suivantes :
- appliquée au sabot du cuvelage, la pression d'essai doit être au moins égale à la pression intérieure maximale susceptible de s'exercer en ce point au cours de la phase suivante compte tenu des hypothèses géologiques ;
- la pression d'essai ne devra pas excéder une valeur susceptible d'engendrer des contraintes supérieures à 90 % de la limite élastique de l'élément de cuvelage le plus sollicité par cet essai compte tenu des densités des fluides se trouvant à l'extérieur et à l'intérieur du cuvelage au moment de l'essai.
L'essai est considéré comme satisfaisant si, au bout de quinze minutes, la diminution de la pression mesurée en tête de colonne ne depasse pas 10 %.
Si l'essai n'est pas satisfaisant, la fuite doit être localisée, son importance estimée, sa réparation entreprise et l'essai d'étanchéité effectué à nouveau. Toutefois, en cas d'échec ou de renoncement à la réparation, l'exploitant doit mettre en place un cuvelage additionnel ou modifier en conséquence la profondeur de pose du prochain cuvelage.
Les diagrammes d'essais doivent être tenus à la disposition du directeur régional de l'industrie, de la recherche et de l'environnement.
Art. 10. - La profondeur à laquelle est installé le tube guide ou le tube conducteur ainsi que ses caractéristiques mécaniques doivent être déterminées en fonction de la nature des sols et des contraintes auxquelles il peut être soumis soit lors de sa mise en place, soit lors des travaux de forage jusqu'à la pose du prochain cuvelage.
Le tube guide doit pouvoir résister aux efforts latéraux exercés par le bloc d'obturation en cas d'utilisation et le tube prolongateur qui est soumis aux effets du courant et des vagues.
Le tube conducteur et son dispositif de liaison au support doivent résister aux efforts latéraux exercés par le courant et les vagues, ainsi qu'aux charges axiales imputables à l'ancrage partiel ou total des cuvelages en tête de sondage ou de puits et au poids de la tête de sondage et du bloc d'obturation.
Si le tube est mis en place après forage, il doit être cimenté sur toute la hauteur au droit des terrains.
Si la nature des terrains ou les contraintes mécaniques nécessitent le doublement du tube guide par une colonne plus large, la cimentation de cette colonne doit remonter le plus près possible du fond de la mer ou de la surface du sol.
Art. 11. - Lors de la mise en place du cuvelage et dès que possible au cours de sa descente, le fonctionnement de la soupape du sabot doit être vérifié.
Pendant la descente de la soupape du sabot, le vissage des joints doit être contrôlé en vérifiant la valeur du couple de serrage.
Art. 12. - Pour les opérations de pose de cuvelage et de cimentation, l'exploitant présente à la direction régionale de l'industrie, de la recherche et de l'environnement un programme de vérifications et d'essais sur la base d'une étude qui tient compte des caractéristiques du gisement, des particularités des terrains traversés et des pressions de fluide susceptibles d'exister.
Les vérifications devront notamment concerner :
- la qualité de la mise en place du ciment et les hauteurs de remontée de ciment derrière le cuvelage ;
- l'étanchéité et la résistance du cuvelage, notamment par la réalisation de l'essai en pression prévu par l'article 9.
Le directeur régional de l'industrie, de la recherche et de l'environnement peut, compte tenu des caractéristiques des terrains et des formations traversées, prescrire des vérifications ou des essais complémentaires ou systématiques.
Art. 13. - Le directeur de l'action régionale et de la petite et moyenne industrie et le directeur des matières premières et des hydrocarbures sont chargés, chacun en ce qui le concerne, de l'exécution du présent arrêté, qui sera publié au Journal officiel de la République française.
Fait à Paris, le 22 mars 2000.