Brevet FR2619853A1 — publié le 19890303

Procédé et installation de traitement des effluents de champs pétroliers. La présente invention concerne généralement un procédé et une installation de traitement des effluents de champs pétroliers pour l'obtention de pétrole brut stabilisé. On sait que les effluents des champs pétroliers, qui sont constitués d'un mélange gaz-liquide à l'équilibre, doivent être traités pour permettre l'obtention d'un pétrole brut stabilisé, c'est-a-dire qui puisse être stocké et transporté. Un traitement possible consiste à amener Les effluents dans un certain nombre de séparateurs, montés en série, dans lesquels lesdits effluents sont progressivement détendus. A chaque étage de ces détentes successives, on recueille, d'une part, un gaz qui est généralement brulé sur place et un pétrole brut (ou huile). Le dernier étage fonctionne à une pression voisine de la pression atmosphérique, de sorte que la tension de vapeur du pétrole brut sortant de ce dernier étage est voisine de la pression atmosphérique. Le pétrole brut ainsi obtenu peut être stocké et transporté. Ces unités de récupération conventionnelles, basées sur la séparation multi-étagée, bien que de conception simple et facilement opérables, sont très peu performantes, notamment relativement au rendement en pétrole brut. Dans le but d'améliorer ce rendement, on a proposé des traitements beaucoup plus complexes des effluents. Ainsi, à l'unité de récupération traditionnelle définie ci-dessus, on a associé une unité de traitement complémentaire, dans laquelle les gaz provenant des séparateurs sont recomprimés, puis traités par réfrigération, afin de recondenser les composants lourds ou condensats contenus dans ces gaz. Les condensats ainsi récupérés sont reintroduits dans le pétrole brut à une tension de vapeur d'environ une atmosphère. On obtient ainsi un gain en pétrole brut de l'ordre de 5 à 10 X. De même, dans le brevet français nO 85 09 730 de la demanderesse, on a proposé de réaliser en outre un traitement de L'huile afin d'extraire les composants Légers contenus dans celleci (dééthanisation) et à Les remplacer par des composants "moyens" (hydrocarbure en C3 et C4). Ce traitement supplémentaire permet d'obtenir un gain en pétrole brut de l'ordre de 15 à 20 %. Cependant, de tel les installations complexes de traitement des effluents nécessitent l'utilisation de turbines, de compresseurs et de matériels en acier inoxydable pour travailler aux basses températures, qui augmentent de façon très importante Les investissements à réaliser. La présente invention a pour but de résoudre Les inconvénients précités en proposant un procédé et une installation de traitement des effluents des champs pétroliers, d'une conception simple, permettant d'accroître la production de pétrole brut de façon importante, et qui ne nécessite qu'un investissement réduit. La solution conforme à l'invention, pour resoudre ce problème technique consiste en un procédé de traitement des effluents de champs pétroliers, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter, dans une tour de recontactage, un gaz chargé de composants lourds ou condensats et un liquide sensiblement exempt de gaz provenant respectivement de réservoirs ou de champs pétroliers differents, ou d'un même champ mais après avoir subi des traitements, pour recueillir séparément le gaz et l'huile enrichie en composants Lourds ou condensats, et à stabiliser l'huile ainsi obtenue notamment par détentes successives, jusqu'à une pression sensiblement égale à La pression atmosphérique, pour obtenir ainsi un pétrole brut stabilise.Ce procédé peut etre mis en oeuvre rapidement et facilement par un personnel peu expérimenté et ne nécessite qu'un équipement réduit et peu coûteux. Ainsi, on a constaté que pour un investissement qui ne dépasse pas environ 20 % de celui d'une unité performante, telle qu'une unité complexe combinant un traitement de gaz et un traitement de L'huile, le procede conforme à l'invention permet de façon tout à fait inattendue et surprenante, un gain de production de pétrole brut de l'ordre de 50 à 75 % de celui obtenu par la mise en oeuvre d'une telle unité performante. Ce procédé trouve notamment application lorsque les eftlu- ents collectés sur un même champ pétrolier proviennent de réservoirs ou nappes ayant des caractéristiques différentes, par exemple d'un réservoir produisant du gaz associé à peu de condensat, et d'un autre réservoir produisant du liquide sensiblement exempt de gaz, ce qui est généralement le cas. Avantageusement, l'effluent liquide est injecté en tête de la tour de recontactage, tandis que l'effluent gazeux est introduit au fond de ladite tour. On obtient ainsi le passage dans Le liquide ou huile de la plus grande partie des composants Lourds contenus dans le gaz. L'enrichissement de l'huile est d'autant plus important que L'effluent liquide est "avide" de gaz, ce qui implique que le gaz et Le liquide ne soient pas déjà en équilibre lorsqu'ils sont injectés dans la tour de recontactage. L'installation, conforme à la présente invention, pour le traitement des effluents de champs pétroliers est caractérisée en ce qu'elle comprend une tour de recontactage destinée à recevoir des effluents de caractéristiques différentes, tel que en particulier un gaz contenant peu de composants lourds ou condensats et un liquide sensiblement exempt de gaz, de préférence provenant de réservoirs ou de champs pétroliers différents ; et une unité de séparation comprenant un ou plusieurs séparateurs montés en série, dans lesquels L'huile enrichie provenant de la tour de recontactage est progressivement détendue jusqu'a une pression sensiblement égale à La pression atmosphérique. L'invention sera mieux comprise et d'autre buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre, faite en référence à La figure unique donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif illustrant un mode de réalisation actuellement préféré de l'installation conforme à l'invention. Un effluent liquide 1 est injecté en tête d'une tour de recontactage 2, tandis qu'un effluent gazeux 3 est introduit au fond de ladite tour. Dans l'exemple représenté, la tour de recontactage'2 est une tour à plateaux, L'effluent liquide étant introduit sur le plateau supérieur de cette tour, tandis que l'effluent gazeux 3 est injecté au-dessous du plateau inférieur. La tour 2 peut etre également une tour à garnissage (packing). L'effluent liquide 1 et L'effluent gazeux 3sont choisis de telle façon qu'ils ne se trouvent pas dejà en équilibre. Avantageusement, l'effluent gazeux sera chargé de composants lourds ou condensats et l'effluent liquide sera sensiblement exempt de gaz et de. ces mêmes composants lourds. Les effluents gazeux et liquides peuvent provenir de réservoirs ou de champs pétroliers differents, ou d'un même champ, s'ils ont subi des traitements tels qu'ils ne soient plus en équilibre. Le gaz 4 sort en tête de la tour de recontactage 2, après avoir cédé la majeure partie de ses composants lourds à l'huile enrichie 5 qui sort en fond. L'enrichissement de l'huile est d'autant plus important que La pression d'opération est plus élevée et la température plus basse. L'huile enrichie 5 est stabilisée par detentes successives jusqu'à la pression atmosphérique dans une série de ballons de séparation. Sur La figure, on a représenté deux tels ballons 6, 7, mais d'une façon avantageuse on utilisera trois à cinq ballons de séparation. Les gaz séparés au cours de la mise à l'atmosphère de l'huile enrichie peuvent être soit recomprimés pour etre renvoyés au fond de La tour de recontactage, soit envoyés à la torche. Le liquide atmosphérique 8 est un pétrole brut stabilisé qui peut être stocké et transporté. On a pu déterminer que le procede et L'installation conformes à L'invention permettent un gain de production en pétrole brut stabilisé d'environ 747,2 m3 par jour, par rapport à la production obtenue par détente successive à l'atmosphère de l'effluent liquide initial 1, qui est d'environ 4.133,6 m3 par jour. Pour une même quantité d'effluents Liquides, Le gain de production en huile obtenu par la mise en oeuvre d'une unité complexe combinant un traitement du gaz et un traitement de l'huile est d'environ 953,9 m3 par jour, la production théorique maximum étant de 1.001,6 m3 par jour. On constate ainsi que L'invention permet un gain de production de pétrole brut stabilisé de l'ordre de 75 X par rapport à celui obtenu par une unité performante, pour un investissement qui ne dépasse pas 20 % de celui de ladite unité performante. Enfin, si à la sortie de la tour de recontactage 2, le gaz ou l'huile nécessite un traitement complémentaire (par exemple pour des spécifications de point de rosée du gaz, de pouvoir calorique, de tension de vapeur du liquide, etc.) l'invention reste applicable et facilite même ce traitement compLémentaire tout en participant au gain de production. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement des effluents de champs pétro Liers, caractérisé en ce qu'il consiste à traiter dans une tour de recontactage, un gaz chargé de composants lourds ou condensats et un liquide sensiblement exempt de gaz, provenant respectivement de réservoirs ou de champs pétroliers différents, ou d'une même champ mais après avoir subi des traitements, pour recueillir séparément le gaz et l'huile enrichie en composants Lourds ou condensats et à stabiliser l'huile ainsi obtenue, notamment par détentes successives, jusqu'a une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique pour obtenir ainsi un pétrole brut stabilisé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'effluent liquide précité est introduit en tête de La tour de recontactage et en ce que l'effluent gazeux est introduit au fond de ladite tour. 3. Procédé selon La revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les gaz séparés Lors de La stabilisation de l'huile sont recomprimés et injectés au fond de la tour de recontactage. 4. Installation pour le traitement des effluents de champs pétroliers, caractérisée en ce qu'elle comprend une tour de recontactage (2) destinée à recevoir des effluents de caractéristiques différentes, tel que en particulier un gaz (3) contenant peu de composants lourds ou condensats et un liquide (1) sensiblement exempt de gaz, de préférence provenant de réservoirs ou de champs pétroliers différents, ou d'un même champ mais après avoir subi des traitements ; et une unité de séparation comprenant un ou plusieurs séparateurs (6, 7) montés en série, dans Lesquels L'huile enrichie (5) provenant de la tour de recontactage (2) est progressivement détendue jusqu'à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que la tour de recontactage précitée (2) est une tour de recontactage à plateaux ou à garnissage.