Brevet FR2585403A1 — publié le 19870130

PROCEDE DE MESURE DE DEBIT DANS UNE FORMATION SOUTERRAINE A PLUSIEURS COUCHES PRODUISANT DES HYDROCARBURES L'invention se rapporte à un procédé de mesure du débit propre, dans un puits, en fonction du temps, des différentes couches d'une formation souterraine à plusieurs couches produisant des hydrocarbures. Les mesures de débit dans les puits de pétrole ou de gaz, qui trouvent application dans les opérations de détermination des caractéristiques des formations souterraines productrices, deviennent difficiles à réaliser lorsqu'il s'agit de formations de structure complexe, comportant plusieurs couches distinctes. Le procédé selon la présente invention a pour but de donner une solution simple à ce problème de mesure. Il consiste à descendre dans le puits considéré un débitmètre, à le faire passer successivement en regard de chacune des couches de la formation et à relever les valeurs de débit qu'il fournit lorsqu'il se trouve immédiatement au-dessus de chaque couche, ainsi que les instants de mesure correspondants, le débit propre à chaque couche étant ensuite déduit des débits cumulés ainsi relevés. Le procédé selon l'invention permet d'effectuer des mesures de débit avec un unique débitmètre dans les formations à plusieurs couches. Pour obtenir des courbes de débit relatives aux différentes couches sur une certaine période de temps, il convient de faire monter et descendre de fanon répétée le débitmètre sur toute la hauteur de la formation pendant la période de temps visée. Cependant, pour augmenter le nombre de points de mesure effectué pendant un intervalle de temps déterminé, on peut utiliser simultanément plusieurs débitmètres attachés l'un au bout de l'autre. Lorsque l'analyse des variations de pression dans le puits est nécessaire, on peut adjoindre au débitmètre un manomètre fournissant des mesures de pression de façon concomitante aux mesures de débit. Le cable au moyen duquel le débitmètre est suspendu dans le puits peut être utilisé pour supporter le manomètre. Cependant, ce dernier peut aussi être placé de façon fixe dans un logement prévu à cet effet au fond du puits. Le câble peut être électrique et, dans ce cas, les informations provenant du débitmètre et du manomètre sont enregistrées à la surface, ou le câble peut être non conducteur et, dans ce cas, les informations sont enregistrées dans des mémoires prévues à cet effet dans le train d'outils. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés, d'un exemple de réalisation non limitatif. La figure 1 représente schématiquement, en coupe verticale, un puits de pétrole foré dans une formation à plusieurs couches, où a été descendu un débitmètre. La figure 2 représente une courbe obtenue à l'aide du débitmètre déplacé dans le puits. Les figures 3 et 4 représentent deux réseaux de courbes de débit dressés à partir de courbes telles que celle de la figure 2. On a représenté sur la figure 1 un puits pétrolier comprenant un cuvelage 10, foré dans une formation qui comporte plusieurs couches pétrolifères, savoir cinq couches 1, 2, 3, 4 et 5, séparées par des couches intermédiaires non productrices de pétrole. Les hydrocarbures sont produits à travers la colonne de production 11, des garnitures d'étanchéité ou "packer" 9 isolant l'espace annulaire compris entre la colonne de production Il et le cuvelage 10. Lorsque le puits est mis en production, il délivre en surface un débit de pétrole q, via sa colonne de production 11; à ce débit contribuent les couches 1 à 5 par des débits partiels respectifs q1 à q5. Les mesures de débit des différentes couches 7 à 5 sont effectuées à l'aide d'un débitmètre 13, qui peut par exemple être tel que celui qui fait l'objet du brevet français No 74 / 22 391. Celui-ci est descendu dans le puits au bout d'un câble 14, puis est déplacé verticalement à plusieurs reprises en un mouvement de balayage sur la hauteur totale de la formation. Lorsqu'il se trouve juste au-dessus d'une couche, le débitmètre mesure le débit cumulé de cette couche et des couches inférieures. Ainsi, dans la position représentée à la figure 1, il mesure le débit cumulé q5+q4 des deux couches 5 et 4 sous-jacentes. A chaque passe est enregistrée une courbe telle que celle de la figure 2, qui indique le débit mesuré en fonction de la profondeur et d'où on peut déduire les débits cumulés des différentes couches 1 à 5, savoir les débits q5, q5+q4, q5+q4+q3 relevés au droit des couches intermédiaires qui les séparent. Les instants auxquels sont effectuées ces mesures de débit sont également enregistrés. Cela permet de tracer les courbes représentant les variations en fonction du temps des débits cumulés. La figure 3 donne en représentation semi-logarithmique un tel réseau de courbes, les débits étant évalués en barils par jour (1 baril = 15B,9B litres). A partir- de ces courbes, établies pour un débit total constant q = 200 barils/jour, on peut tracer, par de simples opérations de soustraction, le réseau de courbes de la figure 4, qui représente les variations, en fonction du temps1 du débit propre de chaque couche 1 à 5. Sur les figures 3 et 4, les instants de mesure paraissent être les mêmes pour toutes les courbes. En réalité, du fait du mouvement de balayage imprimé au débitmètre 13, ces points sont décalés dans le temps d'une courbe à l'autre. Cela n'affecte évidemment en rien les opérations de tracé des courbes. Des mesures de pression peuvent en outre être effectuées au moyen d'un manomètre qui peut être placé à poste fixe soit à la tête de puits, soit au sommet de la formation, en encore être lié au débitmètre 13 (en 16). Dans ce dernier cas, il faut tenir compte du fait que le manomètre est soumis à la pression d'une colonne de pétrole de hauteur variable. On obtient ainsi des mesures de la pression p dans lue puits en fonction du temps1 en même temps que sont effectuées les mesures de débit, les deux appareils 13 et 16 étant soutenus et reliés électriquement à la surface par le même câble 14. REVENDIOATIONS 1. Procédé de mesure du débit propre, dans un puits, en fonction du temps, des différentes couches d'une formation souterraine à plusieurs couches produisant des hydrocarbures, caractérisé par le fait qu'il consiste à descendre dans le puits (10) un débitmètre (13), à le faire passer successivement en regard de chacune des couches (1 à 5) de la formation et à relever les valeurs de débit qu'il fournit lorsqu'il se trouve immédiatement au-dessus de chaque couche, ainsi que les instants de mesure correspondants, le débit propre à chaque couche (1 à 5) étant ensuite déduit des débits cumulés ainsi relevés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on fait monter et descendre de façon répétée le débitmètre (13) sur toute la hauteur de la formation, de façon à déterminer les variations de débit de chaque couche en fonction du temps. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on adjoint au débitmètre (13) un manomètre (16) fournissant des mesures de pression dans le puits (10) de façon concomitante aux mesures de débit.