Brevet FR2110254A1 — publié le 19720602

Dans l'industrie de l'extraction du pétrole, la diminution de l'extraction de pétrole des puits, ainsi que les faibles quan tités de naphte obtenues à partir de l'energie de couches primaires ont conduit au développement de nombreux procédés d'extraction secondaires et tertiaires. Ces procédés consistent principalement à injecter dans la couche à ouvrir pour l'extraction de pétrole, en un point éloigné du point de l'extraction, différentes substances (eau, gaz d'hydrocabures, ou gaz carbonique) et à accélérer ainsi la circulation des hydrocarbures fluides vers le fond du puits. Dans le même but on a essayé d'enflammer en un point eloigné les hydrocarbures absorbés dans la couche, et, en outre, dintro- duire dans la couche des souches de micro-organismes chassant les hydrocarbures de la couche. Ces procédés n'ont cependant procuré que des résultats partiellement satisfaisants. Dans le procédé de déplacement reposant sur lSinjection d'eau (par refoulement d'eau de couche ou par injection d'eaux extérieures) réside l'inconvénient que llhydrocarbure reste inséré dans les roches micro-poreuses. L'affinité de l'eau pour ces roches n'est pas sensiblement supérieure a celle des hydrocarbures de sorte que l'eau ne peut pas chasser avec succès les hydrocarbures hors des micro-pores. Les conditions sont analogues, également pour l'injection de gaz d'hydrocarbures; en outre1 les gaz d'hydrocarbures présen- tent en soi une valeur importante. Leur refoulement dans la couche représente donc une perte importante de matière énergétique. Dans les conditions de pression et de température qui règnent dans les couches pétrolifères, le gaz carbonique se trouve généralement au-dessus de la zone critique et dans ces conditions le gaz carbonique se dissout facilement dans le pétrole et le gaz carbonique exerce ainsi un effet de déplacement favorable. Les procédés utilisant le gaz carbonique présentent neanmoins des inconvénients. En raison de l'effet d'interversion du pétrole et du gaz carbonique, des asphaltes et des bitumes sont amenés dans les pores, de sorte que les conditions d'écoulement de la couche se détériorent d'avantage.En raison des effets de surface régnant dans les réserves poreuses une chasse totale de la couche de pétrole par l'injection de gaz carbonique ne peut pas non plus être assurée, et la sortie de huile ne peut être assurée que partiellement, du fait que le poids spécifique de la solution aqueuse de gaz carbonique au voisinage de l'état saturé est supérieur à celui de l'eau. De ce fait, le gaz carbonique se sépare des hydrocarbures, dont le poids spécifique est inférieur à celui de l'eau; le gaz carbonique n'est soluble que de façon limitée dans l'eau, son action de désorption sur les résines est faible en raison de sa réaction acide, et il ne peut pas dissoudre facilement les composés résineux.Un accroissement important de l'extraction d'huile par procédé thermique est contrecarré par l'épaississement de l'huile et la profondeur importante des réserves de naphte. L'élevage de souches de micro-organismes dans la couche de réserve souterraine dépend de nombreuses conditions non prévisibles initialement, de sorte que le résultat de ce procédé est tout-à-fait aléatoire. L'injection de gaz dans la couche d'huile conduit, comme dans les couches contenant simultanément du pétrole et du gaz, à la formation de "coupoles" de gaz, où les gaz, dont le poids spécifique est inférieur à celui des hydrocarbures liquides, s'aimassent dans les concavités (dômes) de la couche de réserve d'hydrocarbures. La pression de couche est défavorablement influencée par la présence des gaz dans ces coupoles de gaz, de plus, les gaz peuvent s'infiltrer à travers les macro-ruptures de la roche, lesquelles sont plus longues et présentent une plus grande épaisseur depuis le dôme de gaz directement vers le fond de puits, ce qui influence de façon particulièrement défavorable les conditions d'extraction d'huile du puits. Pour prévenir ce dernier aspect, on s'efforce d'obtenir dans les coupoles de gaz une peau fluide constituée d'un fluide de barrage au niveau de la couche limite des hydrocarbures liquides et gazeux. Dans ce but, on utilise les gaz qui restent dans l'état liquide dans les conditions de la pression de couche et de la température qui règnent (propane, butane). Ceci est cependant lié, selon les précisions ci-dessus, à une perte en supports énergétiques. Pour l'utilisation d'eau, il n'existe pas de possibilités, car la réalisation d'une peau liquide de barrage en eau au-dessus d'un hydrocarbure à poids spécifique inférieur à celui de peau, ne pourrait être effectué que difficilement et dans des conditions extrêmement coûteuses. La présente invention se propose de remédier à ces incon vénients. La présente invention a trait à un procéde pour l'extraction de pétrole, qui -par l'utilisation des mêmes matériaux et méthodessoit approprié pour l'évacuation sans reste des hydrocarbures liquides hors des couches micro-poreuses, et qui soit en outre susceptible, dans les couches conductrices d'huile contenant simultanément des hydrocarbures liquides et gazeux, de fournir à la surface de délimitation de la phase gazeuse et de la phase liquide, un liquide de barrage assurant la sécurité nécessaire, relativement économique et n'occasionnant pas de pertes énergétiques. Il a été établi par des expériences selon l'invention, qu'une solution aqueuse d'ammoniac forme un composé de chimisorption suffisamment stable de réaction alcaline, dont le poids spécifique est inférieur à celui de l'eau; ce poids spécifique peut être réglé à toute valeur désirable par modification des conditions de mélange. Ce composé possède une température critique très élevée; il reste dans les conditions de température et de pression de couche dans un état général liquide et il est miscible avec l'eau dans des proportions désirées, et ses propriétés d'absorption ou de désorption sont sensiblement plus favorables que celles du gaz carbonique.De ce fait, l'ammoniac aussi bien que ses solutions aqueuses sont, de façon analogue, appropriés pour chasser de façon efficace les hydrocarbures liquides, hors des couches de réserve micro-poreuses,et en outre pour former un liquide de barrage possédant les propriétés nécessaires à la surface de séparation d'hydrocarbures liquides et gazeux. L'un des modes de mise en oeuvre de l'invention sera décrit ci-dessous à titre d'exemple non limitatif. En des emplacements appropriés de la couche ouverte pour l'extraction on réalise de façon connue en soi des puits d'injection. A proximité de ces puits d'injection, on édifie l'installation servant à la préparation de la solution ammoniacale laquelle se compose d'un dispositif de préparation d'eau, d'un agitateur, et de récipients pour le filtrage et le stockage. Après le début de l'extraction, la solution ammoniacale préparée avec des proportions de mélange convenables, est injectée par le puits d'injection dans la couche, et ceci suivant une quantité correspondant de 10 à 20% au volume des pores à recouvrir. Après l'injection de ce volume, on arrête lJalimentation en solution ammoniacale, et l'on chasse le "tampon" ammoniacal dans la couche au moyen d'injection d'eau pure, par les puits d'injection en direction des puits d'extraction d'huile. Par un réglage correspondant de la masse du gaz d'ammoniac utilisé, on peut réaliser une solution aqueuse telle que son poids spécifique soit inférieur ou supérieur ou égal à celui de l'hy- drocarbure liquide avec lequel la couche a été sature. Au moyen de cette solution (par exemple 4,5 à 300 g/l), on peut exercer la poussée depuis la limite inférieure de la couche, en se dépla quant en direction de la limite supérieure de la couche (avec une solution dont le poids spécifique est supérieur à celui de l'hydrocarbure liquide), ou (par exemple avec 10 à 400 g/l), depuis la limite supérieure de la couche en direction de la limite inférieure de la couche (avec une solution dont le poids spécifique est inférieur à celui de l'hydrocarbure liquide), ou simultanément dans les deux directions avec les effets réunis des deux solutions. Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, on injecte un gaz ammoniac liquide, de la façon décrite, dans la couche, à la suite de quoi on chasse, de façon également décrite, le bouchon ainsi réalisé également par injection d'eau. De cette façon, on obtient un effet tout-à-fait radical. Un autre mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention a trait à la réalisation de liquide de barrage. Pour une couche contenant simultanément des hydrocarbures liquides et gazeux, on prépare à l'aide d'une concentration correspondante en gaz ammoniac (par adjonction de 4,5 - 400 g/l de gaz ammoniac) un liquide tel que son poids spécifique -bien qu'il se rapproche du poids spécifique de l'hydrocarbure liquide dont la couche est imprégnéese trouve cependant inférieur à ce dernier poids spécifique. Cette solution est injectée par un puits d'injection réalisé de façon correspondante, dans le liquide qui se trouve dans la coupole de gaz.En raison du poids spécifique de ce fluide, la solution injectée restera à la surface du liquide, de sorte que l'on évite la fuite du gaz après l'hydrocarbure liquide et,en outre, la dissolution de l'hydrocarbure gazeux dans l'hydrocarbure liquide. Lors de l'extraction d'huile, à partir de cette couche, l'eau ammoniacale pénètre, sous l'effet de la pression de la coupole de gaz, dans la couche, à la place du petrole qui en a été retiré, et chasse en raison de ses propriétés d'absorption déjà écrites, les résidus de pétrole depuis la couche vers les puits d'extraction. L'utilisation des modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, est appropriée pour un accroissement important des rendements spécifiques des couches pétrolifères. En outre, l'invention est appropriée pour une récupération efficace de réserve de pétrole riche en bitume et présentant une teneur élevée en composés aromatiques et en résines (par exemple les réserves de pétrole près de Nagylengyel, Barabasszeg) et même pour une extraction secondaire de couches pétrolifères déjà exploitées par d'autres procédés. Le procédé. peut également etre combiné avec le procédé de chasse utilisant le gaz carbonique. L'ammoniac et sa solution aqueuse peuvent être séparés du pétrole montant dans le puits d'extraction dans un séparateur et, après une concentration appropriée, à nouveau utilisés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'accroissement de l'extraction de pétrole, notamment de couches de réserve contenant simultanément du pétrole et du gaz naturel, caractérisé par le fait que, dans la couche ouverte pour l'extraction, on injecte une solution aqueuse d'ammoniac au moyen de puits d'injection réalisés par des moyens connus en soi. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on injecte dans la couche ouverte pour l'extraction un gaz d'ammoniac par des puits d'injection réalisés selon des moyens connus en soi. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à la surface limite inférieure de la couche on injecte une solution d'ammoniac de 4,5 à 300 g/l de concentration, dont le poids spécifique est supérieur à celui de tout pétrole avec lequel la couche a été imprégnée. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à proximité de la ligne de limite supérieure de la couche ouverte, on injecte une solution d'ammoniac de 10 à 400 g/l de concentration, dont le poids spécifique est inférieur au poids spécifique de tout pétrole avec lequel la couche est imprégnée. 5. Procédé selon la revendication 1, notamment pour mettre en place un liquide de barrage entre la phase liquide et la phase gazeuse, dans des couches pétrolifères contenant simultanément du pétrole et du gaz naturel, caractérisé par le fait que, dans un puits d'injection réalisé à proximité de la coupole de gaz, on injecte dans la couche, une solution ammoniacale dont le poids spécifique est inférieur au poids spécifique du pétrole dont la couche a été imprégnée, mais se rapproche toutefois de ce dernier poids spécifique.