Brevet FR2555250A1 — publié le 19850524

La présente invention concerne la mise en place de bouchons ou d'écrans par l'utilisation du forage horizontal. La présente invention est notamment utilisable dans le domaine de l'exploitation des gisements. Ainsi, dans les gisements épais ou à pendage assez fort o le gaz, l'huile et l'eau ont tendance à se séparer par densité croissante de haut en bas pendant l'exploitation, sous l'effet de la pesanteur, les procédés'de récupération de l'huile par injection de fluides miscibles gazeux, ou éventuellement de produits tensio-actifs en solution liquide, ont en principe une bonne efficacité volumétrique permettant une bonne récupération de l'huile. Les produits injectés ainsi en faible quantité dans des puits verticaux ou inclinés se répartissent cependant d'une façon inégale dans le gisement par suite des grandes vitesses de circulation près du puits et des barrières naturelles locales fréquentes entre les puits. Il en résulte un gaspil- lage de produits et une perte d'efficacité. La présente invention permet à ces fluides de se répartir d'une manière beaucoup plus uniforme au voisinage des surfaces de séparation gaz/ huile ou huile/eau, grâce à la mise en place de ces fluides par des puits horizontaux ou drains, à de plus faible vitesse et sur de plus grandes distances. Dans cette description, le terme de drain est essentiellement utilisé pour désigner un puits artificiel servant à produire ou à injecter un fluide. Ce puits peut éventuellement comporter sur une portion de sa longueur au moins un tube perforé. -2 - Plus précisément, la présente invention concerne une méthode pour la mise en place d'au moins un bouchon ou écran, entre deux fluides. Cette méthode est caractérisée en ce que l'on injecte un produit destiné à former ledit bouchon par l'intermédiaire d'au moins un drain sensible- ment horizontal disposé au voisinage de l'interface formée par lesdits deux fluides. Lorsque l'un des fluides est gazeux et l'autre liquide, le produit à injecter peut être un gaz miscible au liquide, la densité de ce gaz miscible étant supérieure à celle du fluide gazeux contenu dans la formation. Ce gaz miscible peut être du C02 ou un gaz d'hydro- carbures. Lorsque les fluides contenusdans la formation sont des liquides ayant des densités différentes, le fluide injecté peut avoir une densité comprise entre celles des deux fluides,valeurs-limites comprises. Le produit injecté peut être une solution de produits tensio-actifs. Lorsque la surface de séparation à une forme oblongue, le ou les drains horizontaux peuvent être disposés sensiblement suivant l'axe principal de cette surface de séparation. Lorsque l'on utilise plusieurs drains d'injection du produit destiné à former le bouchon, ou écran, au moins certains desdits drains peuvent être disposées sur le pourtour de la surface de séparation, à distance de la ligne-frontière de ladite surface. Le, ou les drains horizontaux seront de préférence situés dans le flui- de à produire sur au moins une portion de leur longueur. Lorsqu'il faut injecter dans le gisement des volumes de fluides équiva- lents aux quantités produites, le drain utilisé pour injecter le produit bouchon peut également servir à injecter-le fluide pousseur selon les quantités nécessaires. De plus, le fluide pousseur peut, dans certains cas, être identique au produit servant à former le bouchon. -3 La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus clairement à la description des exemples qui suivent, illustrés par les figures ci-annexées parmi lesquelles: - les figures 1 et 2 illustrent la mise en place d'un bouchon selon l'art antérieur, - les figures 3 et 4 montrent un exemple de mise en place d'un bouchon grace à un drain horizontal, - la figure 5 représente un exemple de production d'un gisement à l'aide d'un bouchon de gaz, - la figure 6 illustre un exemple de production d'un gisement grace à un bouchon de solution de produits tensio-actifs, - les figures 7 et 8 représentent un exemple de mise en place d'un bouchon dans le cas d'un gisement ayant une structure monoclinale et - les figures 9 et 10 montrent un exemple de disposition des drains horizontaux pour la mise en place d'un bouchon dans le cas d'un anticlinal complet. Les figures 1 et 2 représentent la mise en place d'un bouchon entre deux fluides selon la technique antérieurequi utilise plusieurs puits verticaux. Ces puits verticaux 1, 2 et 3 sont forés de manière à pénétrer dans la couche 4 limitée par les parois 5 et 6 de la formation géologique 7. Le produit 8 destiné à former le bouchon est injecté à partir des puits verticaux 1, 2 et 3 sensiblement au voisinage de l'interface 16 formée par les deux fluides 17 et 18 entre lesquels on veut former le bouchon et se répand sous forme de disques 9, 10 et 11 se chevau- chant comme cela est représenté sur la figure 2 qui est une vue du dessus de la figure 1. -4 - Le produit 8 ainsi injecté se répartit d'une façon inégale dans le gisement par suite des grandes vitesses de circulation du produit 8 près du puits et des barrières naturelles locales fréquentes entre les puits, conmme cela est représenté aux figures 1 et 2. En effet, sur ces figures le produit 8 injecté a atteint la paroi haute 5 du réservoir aux endroits désignés par les références 12, 13 et 14, et la paroi basse 6 à l'endroit désigné par la référence 15 ( figure l).Compte tenu de la symétrie de révolution, certes grossière, de la répartition du produit 8, on comprend qu'il y ait un gaspillage de ce dernier et une perte d'efficacité d'un tel bouchon. Les figures 3 et 4 illustrent la mise en place d'un bouchon selon l'invention,à l'aide d'au moins un drain sensiblement horizontal 19. Du fait de la grande longueur du drain horizontal les vitesses d'injec- tion du produit 8 formant le bouchon sont faibles; ceci favorise une répartition uniforme du produit 8 (voir figures 3 et 4). La figure 4 est une vue de dessus de la vue de la figure 3. Des zones non occupées par le produit 8,telles celles désignées par les références 20 et 21 sur les figures 1 et 2,n'existent pratiquement plus lors de la mise en place des bouchons, ou écrans, suivant l'inven- tion (voir figures3 et 4). L'épaisseur de la couche du produit 8 formant le bouchon est beaucoup plus régulière et de ce fait peut être, éventuellement, réduite pour diminuer les quantités de produit 8 injecté. Les figures 5 et 6 représentent l'exploitation d'un gisement après mise en place du bouchon. - 5-- La figure 5 représente le cas o le fluide 22 à produire est plus dense que le fluide 23. Par exemple,le fluide 22 peut être de l'huile et le fluide 23 du gaz. Dans ce cas, le fluide 8 injecté pour constituer le bouchon 23 peut être un gaz miscible à l'huile (gaz d'hydrocarbures ou C02). Le bouchon 23 de gaz miscible est poussé par le gaz le surmontant et qui est sous pression (généralement désigné par le terme anglo-saxon gas-cap) et laisse très peu d'huile 22 résiduelle derrière lui. La séparation des fluides selon leur densité sous l'effet de la pesanteur contribue au maintien du bouchon 23 de gaz miscible entre l'huile 22 et le gaz 23. Dans le cas de la figure 5, l'huile est produite par un puits vertical 24. Mais on ne sortira pas du cadre de la présente invention en produisant l'huile à l'aide d'un drain incliné ou horizontal. La figure 6 représente le cas o le fluide 25 à produire est plus dense que le deuxième fluide en présence 26. Par exemple, le fluide 25 peut être une huile, le fluide 26 un fluide aquifère et le fluide injecté 8 une solution de tensio-actifs. Le bouchon de solution de tensio-actifs est poussé par le fluide aqui- fère et laisse très peu d'huile 25 résiduelle derrière lui. La séparation des fluides 25 et 26 selon leur densité,sous l'effet de la pesanteur,contribue au maintien du bouchon de solution de tensio-actifs au-dessous de la colonne d'huile. La position du bouchon au sommet de la zone à eau n'est,par contre,pas stabilisée par la pesanteur,du fait de sa densité pratiquement égale à celle de l'eau. -6- Bien entendu, ceci n'est nullement limitatif et le produit 8 injecté pour former le bouchon peut avoir une densité intermédiaire comprise entre celle des deux fluides 25'et 26 présentsdans la formation. De la même manière que dans l'exemple illustré par la figure 5, l'huile est produite par un puits vertical 27,mais on ne sortira pas du cadre de la présente invention en la produisant par un puits incliné ou sensiblement horizontal. La disposition des puits forés peut se ramener, selon la géométrie du gisement et des surfaces de séparation des fluides, aux deux situations extrmes suivantes: - Le cas d'un monoclinal dans lequel le fluide à produire 28 ainsi qu'au moins un autre fluide 29 ou 30 est compris entre des parois 31 et 32 parallèles formant le réservoir. Les figures 7 et 8 illustrent le cas d'un monoclinal comportant un fluide à produire 28 de densité intermédiaire, tel de l'huile, compris entre deux fluides 29 et 30, telsrespectivement un gaz et un fluide aquifère primaire ou secondaire. la figure 8 est une vue de dessus de la figure 7. Ces figures 7 et 8 illustrent le cas particulier,mais nullement limita- tif,de la mise en place de deux bouchons ou écran situés aux deux interfaces 33 et 34 respectivement de l'huile 28 avec le gaz 29 et de le fluide l'huile 28 avec / aquifère 30. Les produits,pour former un bouchon à chacune des interfaces 33 et 34,sont injectés par au moins un drain horizontal 35,respectivement 36. Bien entendu, les produits peuvent être injectés par plusieurs drainshorizontaux 35, 35a respectivement 36, 36a... - Le cas d'un anticlinal complet, selon lequel le fluide à produire est compris dans un réservoir 36 en forme de dôme. -7- Les figurent 9 et 10 représentent le cas d'un anticlinal complet comportant un fluide à produire 28 de densité intermédiaire, tel de l'huile, compris entre deux fluides 29 et 30, telsrespectivement un gaz et un fluide aqcifère. La figure 10 est une vue de dessus de la figure 9. Ces deux figures illustrent le cas particulier, mais nullement limitatif, de la mise en place de deux bouchons ou écrans situés aux deux interfaces 39 et 40 respectivement de l'huile 28 avec le gaz 29 et de l'huile 28 avec le fluide aquifère 30. Les produits, destinés à former un bouchon à chacune des interfaces 39 et 40, sont injectés par au moins un drain horizontal 37a et 38a respectivement. Les produits utilisés pour former les bouchons, peuvent être injectés à partir de plusieurs drains horizontaux 37, 37a, 37b respectivement 38, 38a, 38b, 38c..., disposés de manière à assurer une bonne répartition du produit servant à former le ou les bouchons ou écrans. Dans le cas de la figure 10, le réservoir étant oblong, des drains horizontaux ont été placés sensiblement sur l'axe principal de l'interface de séparation et d'autres sur le pourtour à distance de la ligne 41 formée par l'intersection de l'interface de séparation avec les parois du réservoir. Cette disposition peut être adoptée pour chacune des deux interfaces. Les drains horizontaux servant à l'injection des produits sont situés au voisinage de l'interface de séparation définie par le fluide à produire et par les autres fluides présents dans la formation, de préférence du côté du fluide à produire. Certains de ces drains peuvent être situés dans le fluide à produire 28 sur une partie au moins de leur longueur. On ne sortira pas du cadre de la présente invention en injectant en quantité suffisante le produit destiné à former le bouchon pour pousser le ou les fluides à produire. -8 - REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I 0 N S 1. - Méthode pour la mise en place d'au moins un bouchon, ou écran,entre deux fluides (17 et 18) dans une formation géologique, caractérisée en ce que l'on injecte un produit (8) destiné à former ledit bouchon par l'intermédiaire d'au moins un drain sensiblement horizontal (19),disposé au voisinage de l'interface formée par lesdits deux fluides. 2. - Méthode selon la revendication 1, appliquée au cas o l'un des fluides est gazeux et l'autre liquide, caractérisée en ce que le produit injecté (8) est un gaz miscible au liquide et dont la densité est supérieure à celle du fluide gazeux contenu dans la formation. 3. - Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que le produit injecté est du gaz carbonique. 4. - Méthode selon la revendication 1, appliquée au cas o lesdits fluides sont des liquides ayant des densités différentes, caractérisée en ce que le fluide injecté à une densité comprise entre celles des deux fluides, valeurs-limites comprises. 5. - Méthode selon la revendication 4, caractérisée en ce que le produit injecté est une solution de tensio-actifs. 6. - Méthode selon la revendication 1, appliquée au cas o la surface de séparation à une forme oblongue, caractérisée en ce que le, ou les drains horizontaux sont disposés sensiblement selon l'axe principal de ladite surface de séparation. 7. - Méthode selon l'une des revendications précédentes, appliquée au cas o l'on désire produire au moins l'un desdits fluides (17et/ou 18) en utilisant l'injection d'un fluide pousseur,caractérisée en ce que le fluide pousseur est injecté par le drain ayant servi à l'injection du produit servant à former le bouehon. - 9 - 8. - Méthode selon la revendication 7, caractérisée en ce que le fluide pousseur est identique au fluide servant à former le bouchon. 9. - Méthode selon la revendication lappliquée au cas o l'on utilise plusieurs drains d'injection du produit destiné à former le bouchon ou écran, caractérisée en ce que les drains horizontaux sont dis- posés sur le pourtour de ladite surface de séparation, à distance de la ligne-frontière de ladite surface. 10.- Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que le drain horizontal est situé dans le fluide à produire sur au moins une portion de sa longueur. 11.- Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que le produit injecté est un gaz d'hydrocarbures.