Brevet FR2656650A1 — publié le 19910705

- La présente invention concerne une méthode pour stimuler une zone souterraine par injection différée de fluide sous pression provenant d'une zone voisine que l'on relie à la première au moyen d'un drain dévié traversant une couche intermédiaire très peu perméable Dans toute la suite de ce texte, on désignera par drain dévié tout forage dont une partie au moins est horizontale ou relativement peu inclinée par rapport à l'horizontale. La méthode selon l'invention permet plus particulièrement de stimuler la production d'une zone pétrolifère séparée d'une zone sous-jacente contenant un fluide sous pression, telle qu'une zone aquifère ou éventuellement pétrolifère. Diverses techniques bien connues des spécialistes sont utilisées pour stimuler la production des zones pétrolifères L'une d'entre elles consiste essentiellement à injecter un fluide sous pression dans la formation en production, capable de drainer le pétrole stagnant dans les roches en raison de sa viscosité Le fluide employé est par exemple de l'eau sous pression injectée par des drains forés au travers de la formation Il peut s'agir aussi d'eau existant en profondeur, dans le bassin en production lui-même sous la forme d'une nappe aquifère sous-jacente. Dans certains types de bassin, la nappe aquifère se trouve sous la zone pétrolifère et séparée d'elle par une couche très peu perméable en raison notamment de la présence de produits hydrocarbonés lourds et très visqueux ("tarmat") On peut envisager d'utiliser cette eau sous-jacente pour stimuler la production d'une zone pétrolifère. La nappe d'eau étant localisée à une profondeur supérieure à celle de la zone pétrolifère, sa pression est supérieure L'épuisement au moins 2 partie L de La zone en production a cour effet d'accroître La surpression de L'eau dans La nappe sous-jacente par rapport aux f Luides de La zone supérieure L'injection éventue L Le dans La formation pétrolière de cette eau en surpression doit permettre de drainer L'hui Le et de favoriser La production. Les tentatives de stimulation des zones de production surmontant des nappes aquifères n'ont pas donné jusqu'ici Les résultats escomptés Des puits ou des drains verticaux ont été percés au travers de La zone pétrolifère, de manière à mettre Le gisement pétrolifère en communication avec La nappe d'eau Mais on a constaté que ce type de puits produisait essentie L Lement de L'eau On peut expliquer ce résu Ltat négatif par Le fait que L'eau de La nappe a tendance à s'échapper directement vers La surface par Le puits ainsi créé au Lieu de pénétrer dans La formation pétrolifère Ce phénomène persiste si L'on descend dans Le puits un organe d'obturation car L'eau de La nappe à tendance à Le contourner au travers des formations environnantes Une obturation éventue L Le du puits en surface amène une certaine diffusion de L'eau dans La zone pétrolifère Mais Les résultats ne sont pas très significatifs car Le vo Lume du gisement pénétré par L'eau reste relativement faib Le. La méthode se Lon L'invention permet de stimu Ler La production d'une zone souterraine par injection différée d'un f Luide provenant d'une zone voisine séparée de La première par une couche intermédiaire peu perméable, en évitant Les inconvénients ci-dessus mentionnés. EL Le est caractérisée en ce qu'e L Le comporte Le forage d'au moins un drain dévié au travers de La zone souterraine, de La couche intermédiaire et de La zone voisine, et La mise en communication différée par L'intermédiaire du drain, de La zone voisine et de La zone souterraine de manière à favoriser Le drainage de ce L Le-ci par Ledit f Luide sous pression. La méthode comporte par exemp Le Le percement d'un drain dévié percé au travers d'une zone pétrolifère séparée d'une zone aquifère par une couche intermédiaire. La méthode comporte aussi par exemple Le percement d'un drain dévié au travers d'une zone pétrolifère séparée d'une seconde zone pétrolifère sous-jacente par une couche intermédiaire. Le drain est percé par exemple au travers d'une couche intermédiaire très peu perméable IL peut encore être percé au travers d'une couche intermédiaire non pétrolifère. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une conduite disposée dans un drain dévié reliant la zone souterraine et la zone voisine, ladite conduite étant pourvue d'ouvertures respectivement au niveau de chacune desdites couches, un bloc d'obturation disposé dans La conduite au niveau de la couche intermédiaire et un deuxième bloc d'obturation pour confiner ladite conduite. L'injection de fluide sous pression dans une zone souterraine telle qu'un gisement pétrolier dont la pression interne est affaiblie du fait de la production, par l'ouverture différée du drain incliné convenablement confiné pour empêcher le fluide de s'échapper vers la surface, a pour effet de pousser l'huile vers les puits producteurs L'utilisation d'un drain dévié (horizontal ou faiblement incliné sur l'horizontale permet d'augmenter le volume de la zone envahie par le fluide injecté Lorsque la zone voisine est une zone aquifère active c'est-à-dire réalimentée en permanence par des entrées d'eau, la pression d'injection ne subit aucune chute sensible durant toute la phase de drainage L'effet obtenu est plus durable. D'autres caractéristiques et avantages de la méthode selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après d'un mode de réalisation décrit à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés o: la Fig 1 montre de façon schématique une coupe d'une zone de production pétrolière surmontant une zone contenant un fluide sous pression, telle qu'une zone aquifère et un premier mode de réalisation de la méthode selon l'invention; et la Fig 2 montre schématiquement la même coupe avec un deuxième mode 4 - de réalisation de la méthode. La zone pétrolifère Z 1 produit du pétrole par au moins un puits de production P 1 Ce puits peut être vertical comme indiqué sur la Fig 1 ou bien encore selon les cas, horizontal Dans certains bassins, au-dessous de la zone pétrolifère Z 1 et séparée d'elle par une couche très peu perméable L, se trouve une zone voisine renfermant un fluide sous pression La pression de ce fluide est supérieure à la pression régnant dans la zone de production Z 1 du fait que la zone voisine est à une profondeur plus grande, mais surtout du fait de L'épuisement partiel de la zone pétrolifère résultant de son exploitation Ce fluide peut être de l'eau ou bien encore un fluide pétrolier Quand la zone voisine est aquifère, elle est généralement du type actif i e elle est alimentée par des apports d'eau extérieurs et la pression qui y règne reste sensiblement constante La couche intermédiaire L peut être par exemple une zone rendue presque imperméable en raison de la présence de produits hydrocarbonés très lourds et visqueux Cette couche L peut aussi être d'un type non pétrolifère. La méthode selon l'invention comporte le forage depuis la surface S d'un drain D dévié de manière à traverser la zone pétrolifère Z 1 à l'horizontale ou suivant un angle faiblement incliné par rapport à l'horizontale La direction de forage est infléchie de manière que le drain traverse la couche peu perméable L et pénètre dans la zone voisine Z 2 Quand le drain est foré, il est pourvu d'un cuvelage ou casing C sur toute sa longueur Des moyens d'obturation d'un type connu permettent de fermer de façon étanche l'espace annulaire entre le casing et le drain au niveau de la couche L par exemple Sur au moins une portion 11 de sa longueur, là o il traverse la zone de production, le casing C est pourvu d'ouvertures latérales 01 mettant les formations traversées en communication avec l'intérieur du cuvelage ou casing C De la même façon, au moins une portion d 2 du cuvelage ou casing C dans sa partie forée au travers de la zone voisine Z 2, est pourvue aussi d'ouvertures latérales 02 Une fois le cuvelage C en place, un dispositif d'obturation BP du type connu des -5 spécialistes sous Le nom de "bridge plug est descendu dans Le drain jusque dans La couche intermédiaire L Un deuxième b Loc d'obturation BO est également mis en place dans Le casing C au voisinage de La surface par exemple, pour confiner ce Lui-ci et l'iso Ler du milieu extérieur Depuis L'installation de surface, au moyen d'un dispositif de commande non représenté, on actionne Le premier bloc d'obturation BP de manière à fermer toute communication entre Les deux zones Zl et Z 2. Le drain peut être foré à tout moment, avant La mise en production de la zone Zl pétrolifère ou éventuel Lement au cours de la période de production. Au cours de cette période de production, quand i L s'avère que la zone Zl nécessite une stimulation, on déclenche depuis l'installation de surface, l'ouverture de L'organe d'obturation BP de manière à établir une communication entre les deux zones Zl et Z 2 Le fluide, en L'occurrence l'eau de la zone Z 2, se trouvant à une pression supérieure et le drain se trouvant confiné par le deuxième bloc d'obturation BO, l'eau pénètre dans La zone Zl par Les ouvertures 01 du casing C et chasse les hydrocarbures accumulés dans la formation. La position des puits de production verticaux et/ou horizontaux relativement aux drains déviés ou inversement des drains par rapport aux puits selon l'ordre dans Lequel ils auront été forés, est choisie selon les règles de L'art de manière à optimiser La production pétrolière. Suivant le mode de réalisation de La Fig 2, le drain D est agencé de manière à pouvoir être utilisé comme puits de production A cet effet, le cuvelage C est pourvu dans sa partie déviée qui traverse la zone de production, d'une autre portion de longueur d 3 pourvue d'orifices latéraux 03 Selon les cas, cette autre portion de cuvelage d 3 est plus ou moins distante de la portion dl par o peut rentrer l'eau provenant de la zone Z 2 et Latéralement décalée par rapport à celle-ci Entre les deux portions dl et d 3 ouvertes toutes les deux dans La zone Zl, est disposé un organe Bl d'obturation dont la 6 - fermeture peut être déclenchée depuis l'installation de surface de la même façon que le dispositif d'obturation BP. Au cours de la période de production, quand une stimulation de la production est néccessaire, on ouvre le dispositif d'obturation BP et l'on ferme l'organe Bl de manière a confiner le drain D L'eau issue de la zone sous-jacente Z 2, pénètre dans la zone de production Z 1 par les ouvertures de la partie dl et chasse L'huile vers la partie d 3 du cuvelage C ouverte sur le milieu extérieur. La méthode selon l'invention permet ainsi d'utiliser au mieux le fluide à haute pression disponible en profondeur à des fins de stimulation de production pétrolière. REVENDICATIONS 1) Méthode pour stimuler a production d'une zone souterraine (Zl) séparée d'une zone voisine (Z 2) contenant un f Luide sous pression par une couche intermédiaire (L), caractérisée en ce qu'e L Le comporte Le forage d'au moins un drain dévié (D) au travers de S La zone souterraine, de la couche intermédiaire et de la zone voisine, et la mise en communication différée par L'intermédiaire du drain, de la zone voisine (Z 2) et de la zone souterraine (Zl) de manière à favoriser Le drainage de celle-ci par Ledit fluide sous pression. 2) Méthode se Lon la revendication 1, caractérisée en ce que n te drain dévié est percé au travers d'une zone pétrolifère, d'une couche intermédiaire et d'une zone aquifère. 3) Méthode se Lon la revendication 1, caractérisée en ce que Le drain dévié (D) est percé au travers d'une zone pétrolifère, d'une couche intermédiaire et d'une deuxième zone pétro Lifère sous-jacente. 4) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le drain est percé au travers d'une couche intermédiaire très peu perméable. ) Méthode selon La revendication 4, caractérisée en ce que Le drain dévié est percé au travers d'une couche intermédiaire non oétrolifère. 6) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que La zone souterraine (Z 1) communique avec la surface par au moins un puits de production vertical dont La position relativement au drain dévié est choisie pour optimiser la production. 7) Méthode selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la zone souterraine communique avec 'a surface par au moins un puits de production dévié dont La position est choisie relativement au drain dévié, pour optimiser La production. 8) Méthode selon L'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'on obture ledit crain dans sa partie déviée forée au travers de la zone souterraine (Zl), une partie au moins du drain constituant un puits de production. 8 - 9) Dispositif pour stimuler la production d'une zone souterraine (Z 1) séparée d'une zone adjacente (Z 2) contenant du fluide à une pression supérieure à celle de la zone pétrolifère, par une couche (L) très peu perméable, caractérisé en ce qu'il comporte une conduite (C) disposée dans un drain dévié (D) reliant la zone souterraine et la zone adjacente, ladite conduite (C) comportant des portions de longueur (dl, d 2) pourvues d'ouvertures ( 01, 02) respectivement au niveau de chacune desdites zones, un bloc d'obturation (BP) disposé dans la conduite au niveau de la couche intermédiaire et un deuxième bloc d'obturation (BO) pour confiner une partie au moins de ladite conduite (C). ) Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la conduite (C) comporte dans sa partie traversant la zone souterraine (Z 1), une autre portion de longueur (d 3) pourvue d'ouvertures ( 03), cette autre portion étant latéralement décalée par rapport à l'autre portion (d 2) dans la zone souterraine et un bloc d'obturation (B 1) disposé dans la conduite (C) entre les deux portions de longueur (dl, d 3) de la zone souterraine (Z 1).