Brevet FR2514071A1 — publié le 19830408

La présente invention concerne un procède destiné t maximiser la récupération des fluides des gisements d'hydrocarbures liquides et en faciliter l'exploitation avec application, en particulier,aux gisements dhydro- carbures lourds et/ou visqueux, et aux gisements d'hydrocarbures ayant un point de figeage élevé. D'une manière g6néralewles pétroles bruts sont constitués par un ensemble d'une grande variété d'hydrocarbures pouvant aller du méthane aux parafiniques A lourds parfois mélangés, en quantités extremement variables à des hydrocarbures cycliques ou aromatiques, voire même à des solideswgenre asphaltènes associés à des atomes métalloides, métaux ou autres, avec association éventuelle de corps chimiques non hydrocarbures. Dès que le gisement est un peu profond, ltexploita- tion se fait par puits, et la récupération du pétrole en place est fonction,plus particulièrement,du nombre de puits, de leurs espacements, de la vitesse de soutirage, et des moyens utilisés pour conserver la pression du gisement ou pour déplacer les fluides en place dans le gisement vers les puits de soutirage. Dès que le pétrole brut en place dans le gisement est un peu lourd et que sa viscosité ou sa plasticité est élevée, la quantité de pétrole brut que l'on peut espérer récupérer, comparée à la quantité de pétrole en place dans le gisement, est relativement faible, Les moyens à mettre en oeuvre pour assister la production étant coûteux en matériel et en exploitation. Par ailleurs, il arrive souvent que la hauteur de la colonne de pétrole brut dans le puits de production génère une pression au niveau du gisement, voisine de/ ou supérieure à la pression du gisement. On est alors amené à utiliser des pompes de différents types pour acheminerZou aider à acheminer, le pétrole brut jusqu'à la surface, ou pour faire produire les puits à un débit acceptable. Une autre méthode consiste à utiliser du gaz que l'on remélange au pétrole brut dans le puits, afin de diminuer la masse volumique moyenne du mélange gaz-pétrole et provoquer ou améliorer ainsi le débit du puits (gas lift). En outre,dès que pétrole est trop visqueux, on injecte dans le gisement un fluide de réchauffage et parfois, correlativement ou non1 des fluides aidant au déplacement du pétrole brut dans le gisement. D'autre méthodes utilisent des procédés électriques, électrolytiques ou à ondes hautes fréquences pour obtenir le déplacement du pétrole dans le gisement. Enfin une antre façon de procéder consiste à injecter de l'air ou un comburant dans le gisement et à provoquer la combustion dtune partie du pétrole dans le gisement, et bénéficier ainsi des effets consécutifs à ce procédé. Selon le type de gisement, ces méthodes, toujours coûteuses, donnent des résultats souvent discutables et parfois aléatoires, et ne facilitent pas toujours la séparation des effluents rendus en surface. L'invention a donc pour but de supprimer tout ou partie des inconvénients ou aléas précédemment mentionnés . A cet effet, le procédé de production du gisement d'hydrocarbures, notamment dans le but d'améliorer la récupération de l'effluent, de faciliter son acheminement jusqu' aux installations de traitement, ainsi que son traitement, consiste à récupérer les fractions légères condensables et/ou gazeuses de lgeffluent} même si elles sont associées en petite quantité, et à les réinjecter dans le ou les puits et/ou dans le gisement. Selon une autre caractéristique de l'invention, ce procédé peut en outre comprendre successivement, le chauffage de l'effluent provenant du puits, la séparation des phases gazeuses, liquides et solides de l'effluent, la compression, le refroidissement et éventuellement la déshydratation de la phase gazeuse, avec récupération des condensats hydrocarbures et la réinjection des condensats dans le puits ou dans le gisement. L'invention concerne également une installation pour la mise en application du procédé selon l'invention, cette installation comprenant au moins un puits permettant de raccorder le gisement aux installations de surface, au moins une installation de chauffage de l'effluent, au moins un séparateur des phases gazeuses, liquides et solides de l'effluent, au moins une unité de compression. refroidissement et éventuellement de déshydratation de la phase gazeuse, avec récupération des condensats hydrocarbures et au moins une unité de réinjection des condensats dans le puits. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, àtitre d'exemple non limitatif, avec référence au dessin annexé dans lequel La figure unique est le schéma-blocs de principe d'une installation pour l'exploitation d'un gisement dthydrocarbure avec réinjection des fractions légères de l'effluent. Sur ce dessin, le bloc 1 représente le gisement duquel on prélève l'effluent gr ce au puits de production représenté par le bloc 2. L'effluent émanant de ce puits est réchauffé dans au moins une unité de réchauffage 3 à une température favorable à la séparation des phases liquides et gazeuses et à la ségrégation des constituants huile, eau et éventuellement solides dans au moins une unité de séparation 4. Dans au moins une unité de compression 5, la phase gazeuse est alors refroidie et comprimée en un ou plusieurs étages. De pluslle gaza, au cours de ce processuslest déshydraté à un point de rosé tel que sa teneur en eau résiduelle ne génèrera pas de difficultés dans les installations de traitement situées en aval.Les condensats recueillis en divers points de l'unité 5 sont récupérés et séparés de l'eau qu'y est associée dans un épurateur ó et éventuellement stockés dans une unité de stockage d'appoint 7. Le gaz résiduel récupéré à la sortie de l'unité 5 est alors réfrigéré dans au moins une unité 8 utilisant des moyens de réfrigération extérieurs, à une température permettant d'optimiser la récupération des condensats légers et froids. A la sortie des unités 8, les condensats légers et froids sont récupérés (bloc 9) et stockés dans au moins une unité calorifugée 10 A la sortie des unités 8, les gaz résiduels sont injectés dans le puits 2 ou dans n'importe quel autre puits participant à la production du gisement, directement si leur pression est suffisante, ou-par l'inter- médiaire dtau moins une unité de compression supplémentaire 11 si leur pression est insuffisante pour être réinjectés à la profondeur optimum prévue dans le ou les puits, ou directement dans le gisement 1. Selon le type et les conditions du gisement 1 envisagé,-llune, l'autre ou les deux unités 8 et 11 ne seront pas obligatoirement- installées, tout ou partie des gaz étant soit vendu, soit utilisé pour satisfaire les besoins en énergie ou en fluide de manoeuvre ou de détection, des installations du champ. Les condensats récupérés dans l'épurateur 6 sont alors injectés dans le puits 2 ou dans ntimporte quel autre puits participant à la production du gisement, directement si leur pression est suffisante, ou par l'intermédiaire d'au moins une pompe si leur pression est insuffisante pour entre réinjectésà la profondeur optimum prévue dans le/ou les puits, ou directement dans le gisement. Les condensats froids récupérés par les unités 9 sont alors injectes, mélangés ou non en tout ou partie aux condensats récupérés par l'épurateur 6, après pompage et rEchauffage (bloc 13), pour satisfaire les conditions de pression prévues-pour l'injection des condensats récupérés par l'épurateur 6. Même si les hydrocarbures naturellement dans le gisement n'ont qu'une coupe faible en gaz eten parties condensables par les moyens decrits ci-dessus, à la condition que les installations ci-dessus décrites ne provoquent pas de pertes de substance dépassant l'appoint provoqué par la production mère, il se crée dans le/ou les puits 2, ou dans le gisement 1, un mélange hydrocarbures vierges/hydrocarbures légers recyclés, dont la teneur en hydrocarbures légers ira en croissant avec le temps. il s'établit ainsi un volant croissant de condensats et de gaz. Dèscpe le débit du/ou des puits 2, atteindra le niveau souhaité, l'excédent des hydrocarbures légers pourra alors être injecté dans un ou plusieurs puits qui pourront entre ainsi mis en production ou qui serviront à balayer les hydrocarbures en place vers le/ou les puits producteurs et renforcer la pression du/ou des gisements. Cet excédent d'hydrocarbures condensables pourra être également remélangé en proportions variables au brut commercialisé afin d'en améliorer les caractéristiques ou la valeur, ou bien être commercialisé directement. Le demarrage du/ou des premiers puits 2 pourra éventuellement entre effectué par une charge d'hydrocarbures légers (bloc 14) condensés ou non, provenant d'une source extérieure aux puits. L'eau associée à la production, et séparée par les unités 4 et 5 pourra être éliminée en surface (bloc 1-),mais si cette eau génère une pollution ou une gène dans l'environnement, elle sera après écrémage de l'huile résiduellc (bloc 16), réinjectée dans le/ou les gisements 1, afin de maintenir la pression de celui-ci dans une certaine mesure.Cette eau résiduelle peut être associée à des adjuvants(bloc 1)modifiant sa viscosité ou provoquant un effet de gonflement du mélange eau adjuvant pour déplacer les hydrocarbures en place dans le/ou les gisements vers le/ou les puits producteurs. Un avantage du procédé selon l'invention consiste en ce qu'eus réinjectant dans le/ou les puits de production ou directement dans le/ou les gisements des hydrocarbures légers, liquides et/ou gaaeux, conjointe- ment ou non, issus du/ou des puits, avec apport externe éventuel pour faciliter certaines opérations telles que le demarrage de la production du/ou des puits, on obtient un effet d(allègement du poids de la colonne de fluide dans le/ou les puits ainsi qu'une diminution qui peut être considérable de la viscosité de l'effluent, ceci dans le but d'améliorer la productivité du/ou des puits et diminuer les difficultés de séparation des phases constituant l'effluent naturel des puits. L'injection dans le/ou les gisements de I'excédent des hydrocarbures légers,gazeux ou nonvproduits par le gisement contribuera a augmenter la récupération des hydrocarbures du gisement par lavage de la matrice, (roche réservoirXdiminution de la densité, de la viscosité ou de la plasticité des hydrocarbures natifs > sans pour autant générer des problèmes d'incompatibilité tels que ceux qui peuvent autre créés par l'apport de fluides étrangers au gisement. Même si la teneur en hydrocarbures légers de lteffluent naturel du gisement est faible, il se crée, après une durée plus ou moins longue, un volant de ceux-ci permettant d'assurer un débit régulier du/ou des puits, par recyclage permanent. Même si les installations décritesci-dessus sont d'un coût relativement élevé1 elles permettentypour certaines conditions d'isolement de champs,une économie importante, compare à lamentée de fluides étrangers. REVENDICATIONS 1.- Procédé de production de gisementBdthydrocarbu- res, notamment dans le but d'améliorer la récupération de l'effluent, de faciliter son acheminement jusqu'aulx installations de traitement ainsi que son traitement, caractérisé en ce qutil consiste à récupérer les fractions légères condensables et/ou gazeuses de lXef*luent, même si elles sont associées en petitesquantites)et et à les réinjecter dans le ou les puits et/ou le gisement. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qulil comprend successivement le chauffage de lssef- fluent (bloc 3) provenant du puits (2), la séparation des phases gazeuses, liquides et solides de effluent (bloc 4), la compression, le refroidissement et éventuellement la déshydratation de la phase gazeuse (bloc 5), avec récupération des condensats hydrocarbures (bloc 8) et la réinjection des condensats dans le puits (2) ou dans le gisement (1). 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, le traitement de l'eau huileuse résiduelle provenant de la séparation des phases gazeuses, liquides et solides de l'effluent (bloc 4) et/ou de la déshydratation de la phase gazeuse bloc 5), de manière à écrémer l'huile résiduelle. 4.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite eau huileuse résiduelle est réinjectée, de préférence après le susdit traitement, dans le/ou les gisements (1) afin de maintenir la pression de celui-ci. 5.- Procédé selon la revendication 4, caracterise en ce que liteau résiduelle réinjectée dans le gisement (1) est associée à des adjuvants (bloc 17) éventuellement pour modifier sa viscosité ou pour provoquer un effet de gonflement. 6.- Procédé selon ltune des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, la réfrigération des gaz résiduels (bloc 8) provenant de la compression, le refroidissement et la déshydratation éventuel le de la phase gazeuse (bloc 5), la récupération' des condensats froids provenant de cette réfrigération (bloc 9) et l'injection, après réchauffage éventuel (bloc 13) dans le ou les puits -(2) et/ou le gisement (1). 7.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une compression complémentaire des gaz résiduels (bloc 11) restant après réfrigération des gaz résiduels (bloc 8) et l'injection de ces gaz résiduels dans les puits (2) et/ ou le gisement (1). 8.- Procédé selon ltune des revendications précédentes, caractérisé en ce qu4il comprend, en outre, l'injec- tion éventuelle dtune charge d'hydrocarbures légers provenant d'une source extérieure (bloc 14). 9.- Installation de production pour la mise en application du procédé selon l'une des revendications précédentes.