Brevet FR2601998A1 — publié le 19880129

La présente invention concerne une méthode et un système de production par puits central et drains de collecte, elle prévoit l'injection d'un agent de déplacement ou agent déplaçant dans le réservoir, à partir du puits central, afin d'améliorer la récupération La presente invention s'applique à la production d'effluents pétroliers contenus dans des formations géologiques. Dans les systèmes de production antérieurs les effluents contenus dans les réservoirs d'hydrocarbures sont produits par l'intermédiaire des drains subhorizontaux, situés entièrement dans le reservoir, 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 90" mais sans réellement 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'améliorer la productivité du système, on propose dans la présente invention de balayer le réservoir en injectant un fluide dans le puits central vertical qui devra être équipé de telle sorte qu'il puisse à la fois servir d'injecteur et de producteur. 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 phénomenede ségrégation dans le réservoir de fluides de densités très differentes par injection de gaz ou de vapeur permettant de former une ombrelle de gaz au toit du reservoir, sans percée prématurée aux drains, étant donne 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 reservoir 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 seulement utilisé pour acheminer vers la surface la production collectée par les drains subhorizontaux ( tres grande déviation proche de 90 ), mais il est équipé d'une complétion particuliere, afin de permettre également l'injection d'un fluide dans le réservoir. D'une manière générale la présente invention concerne- une méthode de production d'un effluent contenu dans une formation géologique formant un réservoir pour ledit effluent, utilisant un puits central, des drains subhorizontaux ainsi qu'un agent déplaçant, ladite formation géologique surmontant une autre formation géologique sensiblement impermeable audit effluent, l'interface entre lesdites formations géologiques étant qualifiée de mur dudit réservoir.Cette méthode se caracterise en ce qu'on injecte dans ladite formation ledit agent déplaçant à partir dudit puits central et en ce que ledit agent déplaçant provoquant la migration de l'effluent à produire celui-ci est drainé par lesdit drains subhorizontaux vers une partie inférieure du puits central où il transite et à partir de laquelle il est produit vers la surface. Selon la présente invention on pourra recueillir ledit effluent à produire par des drains subhorizontaux situés tout autour dudit puits central. Selon la presente invention on pourra drainer ledit effluent à produire dans ladite partie inférieure jusqu'à un niveau inférieur audit mur du réservoir. La présente invention concerne également 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 perforée au niveau de ladite formation géologique, un conduit d'injection reliant ladite zone perforée à une source d'injection d'un produit déplaçant, une zone de transit isolée de la zone perforée et située en-dessous de ladite zone perforée, ladite zone de transit étant reliée à la surface par une conduite de production et en ce que lesdits drainssubhorizontaux passent dans ladite formation pour rejoindre ladite zone de transit. Le système de production selon l'invention pourra comporter un tube situé dans ledit puits constituant le conduit de production en ce que le conduit d'injection est constitué de l'espace annulaire délimité par ledit puits principal et ledit tube et en ce qu'il comporte un bouchon qui isole la zone perforée de la zone de transit. Ce tube pourra traverser ledit bouchon. Le conduit de production pourra comporter une pompe située à son extrémité inférieure dans la zone de transit et le tube formant ledit conduit de production pourra coulisser dans ledit bouchon. La zone de transit pourra posséder une section droite plus grande que la section droite de la partie supérieure du puits central, formant ainsi une fosse de collecte de l'effluent produit. Le systeme selon l'invention pourra être avantageusement appliqué au cas où ladite formation géologique surmonte une autre formation géologique imperméable à l'effluent à produire. Dans cette application ladite zone de collecte pourra être située au moins partiellement dans ladite formation imperméable et lesdit drains subhorizontaux pourront rejoindre ladite zone de transit en passant par ladite formation impermeable après avoir traversé la formation productrice. La presente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaitront plus clairement à la description qui suit d'un exemple particulier -illustré par la figure ci-annexee représentant l'exploitation d'une formation géologique renfermant un effluent pétrolier. Selon l'exemple considéré, un puits central vertical 1 est foré jusqu'au mur 2 d'un réservoir 13, puis tube et cimenté. Ainsi le tubage 3 empêche tout écoulement de fluides du réservoir dans le puits. On entend par mur du reservoir la partie inferieure de la formation géologique contenant l'effluent pétrolier et par toit du réservoir la limite superieure de cette formation géologique. Le forage est ensuite poursuivi en plus grand diamètre à l'aide d'un elargisseur dans la couche 4 située sous le reservoir, afin de realiser une fosse 5 destinée à recevoir les fluides collectés par des drains subhorizontaux 6. Cette fosse sera isolée du reste du trou à l'aide d'un bouchon etanche 7 du type généralement désigne par le terme anglo-saxon de "packer", permettant le passage d'un conduit 8 servant à remonter la production des fluides collectés vers la surface à laide d'un dispositif de pompage 9.Le bouchon étanche 7 pourra être équipé d'un joint coulissant permettant un mouvement vertical du conduit tout en assurant une parfaite étanchété. Le conduit 8 pourra comporter plusieurs éléments de conduite raccordés les uns au bout des autres Le dispositif de collecte sera achevé par le forage de drains subhorizontaux 6, depuis la surface jusqu'à la fosse de collecte 5, chacun de ces drains recoupant le mur 2 du réservoir en un point 10 dont la distance au puits central, fonction de l'inclinaison du drain, sera un paramètre important du système puisque toute la production, de fluides en place ou de fluide injecté, sortira du réservoir en ce point.Le débit de production du système sera choisi de telle façon que le niveau liquide dans la fosse soit toujours en-dessous de la côte du mur du réservoir pour permettre l'évacuation des fluides collectés par les drains au droit du réservoir. 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 réalisées de manière classique dans le tubage 3 du puits central 1. La communication pourra être améliorée par acidification et stimulation du réservoir au niveau des perforations. La cote de ces perforations 11 po' a etre choisie après simulation à l'aide de programmes numériques aptes à représenter les'écoulements mis en jeu afin d'obtenir le meilleur balayage volumetrique du réservoir par les fluides injectes (eau chaude, vapeur, C02, gaz, mousse, ...) jusqu'à la pénétration dans les drains.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 leger que l'huile 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 l'effluent à produire. Au cours du temps, cette forme d'ombrelle se developpera lateralement autour du puits central. Les paramètres énoncés ci-dessus pourront alors être calculés de telle sorte que la limite atteinte par l'ombrelle soit pratiquement parallèle aux drains subhorizontaux dans les plans respectifs de chacun deux.Ainsi, l'huile sera deplacée vers les drains de façon uniforme. Dans la phase initiale de production, comme pour le système proposé antérieurement, il sera bon, dans le cas de réservoirs d'huiles lourdes, de proceder à une circulation continue de vapeur dans les drains pour améliorer l'écoulement des fluides par diminution de la viscosite. Ainsi selon la présente invention l'agent de déplacement ou agent déplaçant 15 est introduit dans la formation productrice 13 à partir de l'espace annulaire 16 délimite par le tubage 3 et le conduit 8 qui est situé dans ce tubage 3 en transitant par les perforations 11 pratiquées sur ce même tubage. L'agent déplaçant va diffuser dans la formation productrice 13 en provoquant la migration de l'effluent pétrolier vers les drains collecteurs 6 qui sont perforés sur la portion de leur longueur située dans la formation productrice 13. Le drain 6 collecte l'effluent pétrolier et le déverse dans la fosse 5 à partir de laquelle il est produit. Bien entendu, pour une bonne efficacité de la méthode selon la presente invention, il est nécessaire de disposer plusieurs drains de collecte situés tout autour du puits central vertical. REVENDICATIONS 1. - Méthode de production d'un effluent contenu dans une formation géologique formant un reservoir pour ledit effluent, en utilisant un puits central, des drains subhorizontaux ainsi qu'un agent déplaçant, ladite formation géologique surmontant une autre formation géologique sensiblement impermeable audit effluent, l'interface entre lesdites formations géologiques étant qualifiée de mur dudit reservoir caractérisée en ce qu'on injecte dans ladite formation ledit agent déplaçant à partir dudit puits central et en ce que ledit agent déplaçant provoquant la migration de l'effluent à produire celui-ci étant draine par lesdit drains subhorizontaux vers une partie inférieure du puits central où il transite et à partir de laquelle il est produit vers la surface. 2. - Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on recueille ledit effluent à produire par des drains subhorizontaux situés tout autour dudit puits central. 3. - Méthode selcr la revendication 1, caractérisée en ce que l'on draine ledit effluent à produire dans ladite partie inférieure jusqu'à un niveau inférieur audit mur du réservoir. 4. - Systeme 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 déplaçant, une zone de transit (5) isolée de la zone perforée et situee en-dessous de ladite zone perforée, ladite zone de transit étant reliée à la surface par une conduite de production (8) et en ce que lesdits drains subhorizontaux (6) passent dans ladite formation (13) pour rejoindre ladite zone de transit. 5. - Système de production selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un tube (8) situé dans ledit puits constituant le conduit de production en ce que le conduit d'injection est constitué de l'espace annulaire délimité par ledit puits principal tube et en ce qu'il comporte un bouchon (7) qui " perforée de la zone de transit. 6. - Systeme selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit tube (8) traverse ledit bouchon (7). 7. - Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit conduit de production (8) comporte une pompe située à son extrémite inférieure dans la zone de transit (5) et en ce que ledit tube (8) formant ledit conduit de production (8) peut coulisser dans ledit bouchon. 8. - Système selon l'une des re; que ledit conduit de production comporte uf Y} située a l'extrémité inferieure dudit conduit de production (8), dans la zone de transit. 9. - Systeme selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la zone de transit (5) possède une section droite plus grande que la section droite de la partie supérieure du puits principal (1), formant ainsi une fosse de collecte (5) de l'effluent produit. 10. - Système selon la revendication 4 à 9 appliquée au cas ou ladite formation géologique surmonte une autre formation géologique imperméable à l'effluent à produire, caractérisé en ce que ladite zone de collecte est située au moins partiellement dans ladite formation impermeable et en ce que lesdit drains subhorizontaux rejoignent ladite zone de transit (5) en passant par ladite formation imperméable après avoir traversé la formation productrice.