Brevet FR2600714A1 — publié le 19871231

La presente invention concerne une méthode et un système de production par puits central et drains de collecte, elle prevoit l'injection d'un agent de deplacement ou agent déplaçant dans le reservoir, à partir du puits central, afin d'améliorer la récupération. La présente invention s'applique à la production d'effluents pétroliers contenus dans des formations géologiques. Dans les systèmes de production anterieurs les effluents contenus dans les réservoirs d'hydrocarbures sont produits par l'intermédiaire des drains subhorizontaux, situés entièrement dans le réservoir, chargés de collecter les hydrocarbures vers une fosse située à la base d'un puits central vertical. Par drains subhorizontaux on entend des drains dont l'inclinaison approche 900 mais sans reellement l'atteindre. L'art antérieur peut être illustré par le brevet américain US-A-3.368.508. La productivité de ce système peut être limitée par la faible mobilité des huiles, dans le cas d'huiles lourdes qui ont de fortes viscosités. Cette mobilité peut cependant être augmentée par réchauffage par injection continue de vapeur. Dans le but d'ameliorer la productivité du systeme, on propose dans la présente invention de balayer le reservoir en injectant un fluide dans le puits central vertical qui devra être équipé de telle sorte qu'il puisse servir à injecter un fluide de déplacement de l'effluent. Des drains horizontaux permettront de produire vers la surface l'effluent pétrolier. Les avantages de ce nouveau système sont de permettre - l'exploitation d'une gamme plus étendue de réservoirs, en particulier ceux renfermant une huile de moindre viscosité, - la mise à profit du phénomène de segregation dans le réservoir de fluides de densités très différentes par injection de gaz ou de vapeur permettant de former une ombrelle de gaz au toit du réservoir, sans percée prématurée aux drains, étant donné la forte inclinaison de ceux-ci, cette inclinaison étant proche de l'horizontale, - l'amélioration du balayage volumétrique, - de distinguer la production de chaque drain et de remédier aux problèmes d'hétérogénéités locales du réservoir en recherchant une solution adéquate dans le drain concerné, - de disposer d'une seule source d'injection située près du centre de production, - de diminuer les pertes de fluides injectés en dehors de l'aire couverte par le système. Selon la présente invention, le puits central vertical n'est pas utilisé pour acheminer vers la surface la production collectée par les drains subhorizontaux (à très grande déviation proche de 90 ), mais il est équipé d'une complétion permettant l'injection d'un fluide dans le reservoir. Ce sont les drains subhorizontaux, eux-mêmes, qui sont utilisés pour acheminer la production vers la surface. D'une manière générale la présente invention concerne une méthode de production d'un effluent contenu dans une formation geologique formant un réservoir pour ledit effluent, utilisant un puits central, des drains subhorizontaux ainsi qu'un agent de déplacement ou agent déplaçant, ladite formation géologique surmontant une autre formation géologique sensiblement imperméable audit effluent, l'interface entre lesdites formations géologiques etant qualifiée de mur dudit reservoir. Cette methode se caracterise en ce qu'on injecte dans ladite formation ledit agent de deplacement à partir dudit puits central et en ce que ledit agent provoque la migration de l'effluent à produire, ce dernier étant acheminé vers la surface par lesdit drains subhorizontaux. Selon la présente invention on pourra produire ledit effluent par des drains subhorizontaux situés tout autour dudit puits central. La presente invention concerne egalement un systeme de production d'un effluent contenu dans une formation géologique comportant un puits central et des drains subhorizontaux. Ce système se caractérise en ce que ledit puits principal comporte une zone perfore au niveau de ladite formation géologique, un conduit d'injection reliant ladite zone perfore à une source d'injection d'un produit de déplacement, et en ce que lesdits drains subhorizontaux passent dans ladite formation et ont une longueur telle qu'ils s'interrompent à une certaine distance, non nulle de l'axe du puits principal. Le puits d'injection pourra comporter un bouchon. Le systeme selon l'invention pourra etre avantageusement appliqué au cas où ladite formation géologique surmonte une autre formation géologique imperméable à l'effluent produire. Dans cette application les drains de collecte pourront s'interrompre sensiblement au voisinage de l'interface entre ladite formation imperméable et ladite formation contenant l'effluent à produire. La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaitront plus clairement à la description qui suit d'un exemple particulier illustré par la figure ci-annexée représentant l'exploitation d'une formation géologique renfermant un effluent pétrolier. Selon l'exemple considéré, un puits central vertical 1 est fore jusqu'au mur 2 d'un réservoir 13, puis tubé et cimenté. Ainsi le tubage 3 empêche tout ecoulement de fluides du réservoir dans le puits. On entend par mur du réservoir la partie inferiFeure de la formation géologique contenant l'effluent petrolier et par toit du reservoir la limite supérieure de cette formation géologique. Le forage pourra alors être interrompu. S'il était poursuivi dans la couche 4 située sous le réservoir, afin de réaliser un prolongement du puits destiné à un usage ultérieur, ce prolongement serait avantageusement isolé du reste du trou à l'aide d'un bouchon étanche 7 interdisant le passage de tout produit vers le prolongement du puits. Le prolongement du puits peut être envisagé notamment lorsqu'il existe plusieurs formations géologiques contenant un effluent à produire, séparées par des formations imperméables à cet effluent. Selon le mode de réalisation représenté le système ou dispositif de collecte de l'effluent à produire est réalise par le forage de drains subhorizontaux 6, depuis la surface jusqu'à la formation productrice 13, chacun de ces drains recoupant le mur 2 du réservoir en un point 10 distant du puits central et s'interrompent sensiblement au niveau de ce point. L'injection du fluide destiné à mobiliser et à déplacer les fluides en place se fera dans le réservoir 13 par l'intermédiaire de perforations 11 réalises de manière classique dans le tubage 3 du puits central 1. La communication pourra être améliorée par aï di fi acidification et stimulation du réservoir au niveau des perforations. La cote de ces perforations 11 pourra être choisie après simulation à l'aide de programmes numériques aptes à représenter les écoulements mis en jeu afin d'obtenir le meilleur balayage volumétrique du réservoir par les fluides injectés (eau chaude, vapeur, C02, gaz, mousse, ...) jusqu'à la pénétration dans les drains 6.Les paramètres à prendre en compte sont en outre : l'épaisseur du réservoir, la viscosité de l'huile en place, l'angle des drains par rapport à l'horizontale, les points de sortie du réservoir de chaque drain, le débit d'injection, le nombre de drains, Dans le cas ou le fluide injecté est plus léger que lihuile en place, on profitera de l'effet de ségrégation par gravité lequel permet d'obtenir une forme d'ombrelle pour l'interface entre l'agent de déplacement et 1 'effluent à produire. Au cours du temps, cette forme d'ombrelle se développera latéralement autour du puits central. Les paramètres énoncés ci-dessus pourront alors être calcules de telle sorte que la limite atteinte par l'ombrelle soit pratiquement parallèle aux drains subhorizontaux dans les plans respectifs de chacun d'eux.Ainsi, l'huile sera deplacée vers les drains de façon uniforme. Ainsi selon la présente invention l'agent déplaçant 15 est-introduit dans la formation productrice 13 à partir du puits principal en transitant par les perforations 11 pratiquées sur ce même tubage. L'agent deplaçant va diffuser dans la formation productrice 13 en provoquant la migration de 1'effluent pétrolier vers les drains collecteurs 6 qui sont perforés sur la portion de leur longueur située dans la formation productrice 13. Les drains 6 collectent l'effluent pétrolier qui est produit séparément à partir de chacun de ces drains vers la surface 9. La production se fait soit naturellement soit à l'aide de pompes. Ces pompes peuvent être placées en surface ou à l'intérieur de certains au moins des drains subhorizontaux au niveau de la formation productrice. Ainsi selon la présente invention l'effluent pétrolier est produit à partir de drains subhorizontaux entourant le puits principal. Ces drains s'interrompent avant de rencontrer l'axe du puits principal et à une certaine distance L de cet axe. Ainsi la présente invention permet d'augmenter le volume exploité du réservoir. Dans le cas de la figure les drains subhorizontaux s'interrompent sensiblement au niveau du mur 2, toutefois on ne sortirait pas du cadre de la présente invention si les drains s'interrompaient avant ou après ce mur. REVENDICATIONS 1. - Méthode de production d'un effluent contenu dans une formation geologique formant un reservoir pour ledit effluent, en utilisant un puits central, des drains subhorizontaux ainsi qu'un agent déplaçant, ladite formation geologique surmontant une autre formation geologique sensiblement impermeable audit effluent, l'interface entre lesdites formations géologiques étant qualifiée de mur dudit réservoir caractérisée en ce qu'on injecte dans ladite formation ledit agent de deplacement à partir dudit puits central et en ce que ledit agent de deplacement provoque la migration de l'effluent à produire, ce dernier acheminé vers la surface par lesdits drains subhorizontaux. 2. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on produit ledit effluent par des drains subhorizontaux situés tout autour dudit puits central. 3. - Système de production d'un effluent contenu dans une formation géologique comportant un puits central et des drains subhorizontaux, caractérisé en ce que ledit puits principal (1) comporte une zone perforée (11) au niveau de ladite formation géologique (13), un conduit d'injection reliant ladite zone perforée (11) à une source d'injection (15) d'un produit de déplacement, et en ce que lesdits drains subhorizontaux (6) passent dans ladite formation (13) et ont une longueur telle qu'ils s'interrompent à une certaine distance (L) non nulle de l'axe dudit puits principal (1). 4. - Système de production selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un bouchon (7). 5. - Systeme selon l'une des revendications 3 et 4 appliquée au cas où ladite formation geologique surmonte une autre formation geologique imperméable à l'effluent â- produire, caracterise en ce que lesdits drains de collecte s'interrompent sensiblement au voisinage de l'interface entre ladite formation imperméable et ladite formation géologique contenant l'effluent à produire.