fax 01-972-952-9435. AbstractThis paper presents an innovative solution to monitor hole cleaning in Extended Reach Wells. It was successfully used while developing marginal oil and gas reserves offshore TIERRA DEL FUEGO (ARGENTINA) by TOTAL AUSTRAL operator and partners DEMINEX and PAN AMERICAN ENERGY.Keeping the hole clean in Extended Reach Wells is a key issue as cuttings accumulation will result in increased torque, pressure losses and will create a high risk of getting a stuck pipe.Cuttings Flow Meters (CFM) continually measure and record the flow of cuttings at the outlet of the shale shakers. This measurement allows an enhanced understanding of hole cleaning process and status, which in turn permits to optimize the main drilling parameters such as flow rate, rotation, circulation times, reaming time at connections and rate of penetration.It has been observed on those wells that the volume of cutting returns always fits with the actual volume of hole, over extended periods of time. By comparing on a permanent basis the volume of hole drilled with the volume of cuttings returned to surfiace, one can monitor the cuttings accumulation in the hole, one can thus better diagnose an increase in hole friction, adjust mud rheology parameters and circulating rate in order to minimize the surface and bottom hole circulating pressures while ensuring a good transport, all factors which are essentiat to further extend the drilling envelope.

Detecting drilling abnormal vibrations from the sole surface measurements is one of the major research goal today, but signal processing procedures are not efficient enough by themselves. This paper presents a new process that enhances the use of surface measurements with the help of a model representative of the dynamic phenomena of the whole drill string. We show how the model is transformed and reduced for real time application. One of the computed outputs of the reduced model is continuously fitted with the equivalent measured data to avoid its drifting away. Whenever a discrepancy is noticed between computed and measured data, the reduced model is automatically adapted. Therefore all the computed outputs of the reduced model and mainly the ones at the bit are close to the real movements of the bit which can be used for detecting abnormal vibrations of the drill string. Introduction Using surface measurements to detect drill string abnormal vibrations is not a recent idea. Whoever has been on a rig floor has noticed the vibrations of the Kelly cock or the noise generated in the drill stem. In 1971 Lutz et al. use an advance surface data acquisition and treatment system to produce a log called SNAP log. This log is built from surface measurements of the tension and vertical acceleration and can be read as a sonic. The same measurements were also used to detect bad functioning of the three cone bit. The idea of using surface measurements to detect down hole vibrations was again raised in the second half of the eighties. The first step was to engineer and build an advanced surface data acquisition system. One can notice the ADAM system or the DYNAFOR project. Subs were built to record surface measurements relative to the mechanical behavior of the drill string such as drill string tension and torque but also measurements relative to vibrations as vertical and rotational accelerations. These subs are connected under the power swivel and therefore measure directly the vibrations of the drill string. These subs are now commercially available. At the same time IFP has started a research program to understand the sources of abnormal vibrations in the drill string. One aspect of this program was the development of a data acquisition system named TRAFOR including a surface and a downhole measurements sub. An electric link between the two subs has been designed so that the system can be used during standard rotary drilling (Figure 1). This electric link allows synchronization between the downhole and surface data. TRAFOR provides a hill set of downhole and surface measurements and a high sampling rate equal to 360 data per second and per channel. The main characteristics of the TRAFOR system are listed in Table 1. The problem was raised for interpreting the data recorded with these enhance data acquisition systems. Many theoretical works were performed to build models that can be used to simulate the main drill string vibrations. Very few take into account the relationship between the drill string and the borehole wall or the bit and the formations. Clayer and al. show that it is necessary to take into account the rig for the top end of the drill string and the relationship between the bit and the formation for its bottom end. Both ends have in fact an important effect on the behavior of the drill string dynamic regime. Pavone et al. built a model simulating the dynamic torsion of the drill string. In this model the authors incorporate friction laws at the borehole walls and at the bit. These laws are derived from actual data recorded with the TRAFOR system. Through this model they show that the source of the stick slip phenomena is located at the bit level where reactive torque is decreasing when the rotation speed is increasing. P. 97

Résumé -Le forage interactif : la technologie de forage d'aujourd'hui -Les technologies de forage ont fait beaucoup de progrès durant ces vingt dernières années. Dans le passé, le développement d'un champ nécessitait le forage de nombreux puits. Les premiers servaient à l'exploration et à l'évalua-tion du champ. Aujourd'hui, le forage de puits horizontaux ou de puits avec des géométries complexes se fait couramment. Les puits ERD (Extended Reach Drilling) permettent d'atteindre des réservoirs éloignés. Le forage est une occasion unique d'acquérir des données afin de prendre des décisions en temps réel menant à une optimisation globale de la productivité du puits. Toutes les nouvelles technologies, forage, acquisition et transfert de données, moyens de calcul rapide donnent l'occasion de fournir au géologue, à l'ingénieur de réservoir et au foreur l'information précise pour prendre de meilleures décisions. Des nouveaux outils doivent être conçus pour permettre une utilisation optimisée de cette information. Les données doivent être transformées en une information utilisable afin que des décisions puissent être prises rapidement avec un faible niveau de risque. En outre, il reste la nécessité de faire l'évaluation éco-nomique en temps réel du puits de sorte que la décision de poursuivre le forage ou non soit également prise en cours de forage. Dans ce dossier, différentes techniques utilisées dans le forage seront discutées. Ce sera aussi l'occasion d'illustrer des résultats de projets de recherche réalisés par l'IFP et ses partenaires. Abstract

This paper was prepared for presentation at the 8th Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference held in Abu Dhabi, U.A.E., 11-14 October 1998.

Résumé -Le mode de vibration longitudinal du train de tiges peut, dans certaines conditions de forage, dégénérer en rebond avec séparation périodique à l'interface outil tricône, roche ; il va de soi que ce comportement doit être évité. En présence de roches compactes, on a coutume d'associer le rebond à la présence d'un motif à l'interface r roche-outil, dit motif trilobé en raison de sa symétrie ternaire. Il se matérialise par une ondulation périodique, sensiblement sinusoïdale, du front d'abattage. En roches « tendres », l'allure du phénomène de vibration longitudinale est plus « chaotique » et fait l'objet d'investigations spécifiques liant dynamique et expulsion de copeaux (programme Cutclean). En roches « dures », l'expérience prouve que le motif est repris à chaque passage d'outil par érosion différenciée des ondulations, sans qu'il y ait nécessairement décollement. Il s'ensuit une rotation d'ensemble du motif d'interface, de l'ordre de quelques degrés par tour, liée au décalage de phase entre effort de coupe et ondulation.Le phénomène de rebond se manifeste préférentiellement lorsqu'il y a accord entre la fréquence de défilement des cônes -tributaire de la vitesse de rotation -et une fréquence propre du système de forage. Mais le phénomène peut également se manifester loin des résonances prévues par l'analyse linéaire. L'interprétation présentée dans cet article, issue du domaine d'étude de l'usinage des métaux, est une étude de type formulation linéarisée. Le critère de stabilité définit, pour un système donné, l'effort limite comme produit d'un terme caractéris tique de la formation par la raideur dynamique du mode de réponse de la structure. Ce terme est analogue au coefficient d'Archard dans une loi d'usure. Le coefficient de proportionnalité entre effort normal et profondeur de passe n'a d'ailleurs (la confusion est fréquente) aucun lien avec le module d'élasticité, mais davantage avec la caractéristique de cohésion de la roche. Ainsi, et conformément à l'intuition, le rebond se manifestera préférentiellement avec une roche très résistante et une structure souple pour la fréquence envisagée. Des considérations d'efficacité de coupe, liées à la compatibilité plus ou moins grande de la géométrie du cône et de la courbure de l'interface du motif trilobé, sont dégagées et cadrent parfaitement avec une dis symétrie observée sur les enregistrements (Trafor) du couple entre maxima et minima ; les phases de décollement et de reprise de contact en cas de rebond sont également compatibles avec les extrema de poids sur outil.Mots-clés : outil tricône, rebond de l'outil, motif trilobé, stabilité, forabilité dynamique, autoexcitation, régénération de motif. Abstract -Conditions of Appearance and Forms of Lift-off Dynamics (Bit bouncing) for a RollerCone Drill Bit -The longitudinal vibration mode of the drill string can, in certain drilling