Les fluides de forage sont des substances liquides ou gazeuses qui sont souvent pompées dans les trous de forage lors des opérations de forage. Ces fluides sont généralement appelés boue de forage lorsque des liquides sont utilisés, bien que cela ne signifie pas qu’ils sont constitués de boue réelle. Les fluides de forage liquides peuvent être à base d’eau ou d’huile, et les fluides gazeux contiennent souvent de l’air. L’un des principaux objectifs du fluide de forage est de maintenir la stabilité d’un trou de forage, bien qu’il puisse également effectuer plusieurs autres tâches. Certaines autres fonctions comprennent la facilitation de l’élimination du matériau foré du trou de forage, le contrôle des pressions dans une formation, le refroidissement et la lubrification du trépan, et même le transfert de l’énergie hydraulique aux composants de l’ensemble de fond de trou.
Il existe de nombreux types de fluides de forage, chacun ayant des qualités adaptées de manière unique à des situations particulières. La plupart des fluides de forage peuvent être divisés en catégories de liquides et de gaz. Les fluides à base liquide sont généralement appelés boues de forage et peuvent être décomposés en solutions à base d’eau et d’huile. L’eau est parfois utilisée seule, bien qu’elle soit plus souvent mélangée à de l’argile bentonite et à divers autres produits chimiques. L’argile est familièrement appelée «gel» dans l’industrie pétrolière et gazière, et les additifs chimiques sont généralement destinés à contrôler diverses caractéristiques telles que la viscosité.
Le fluide de forage à base de pétrole peut être synthétique ou naturel, et le carburant diesel est une substance naturelle qui est parfois utilisée. Ces fluides sont souvent choisis pour des applications où de plus grandes qualités de lubrification sont requises, ou où une grande quantité de chaleur est susceptible d’être générée lors du processus de forage. Les huiles synthétiques sont généralement choisies lorsque les fumées toxiques des huiles naturelles peuvent être dangereuses, ce qui est souvent pris en compte dans les conditions de travail fermées des plates-formes pétrolières offshore.
Les fluides de forage gazeux sont parfois constitués d’air qui est pompé dans le train de tiges, bien que divers autres gaz puissent également être inclus. L’air est parfois également mélangé à de l’eau, ce qui peut augmenter la viscosité d’un fluide de forage, fournir un contrôle supplémentaire de la poussière ou aider à nettoyer le trou de forage. Des polymères sont parfois inclus dans des mélanges air/eau lorsqu’un agent moussant ou un autre additif est requis.
L’objectif principal d’un fluide de forage est de maintenir l’intégrité d’un trou de forage et d’empêcher les fluides présents dans les formations rocheuses de pénétrer dans le train de tiges. Une autre fonction principale est d’aider à faire passer les déblais de forage du trou de forage à la surface, où ils peuvent être éliminés. Le fluide est souvent utilisé pour les propriétés de refroidissement et de lubrification, à la fois pour le trépan de forage et les machines d’assemblage de fond de trou telles que les moteurs à boue. La pression hydraulique présente dans le fluide peut également être utilisée pour alimenter des moteurs à boue et d’autres composants.