Brevet FR2668796A1 — publié le 19920507

- La présente invention porte sur une méthode pour favoriser la récupération d'effluents dans une zone de production non éruptive traversée par au moins un puits ou drain dévié, telle qu'une zone pétrolifère On désigne par puits dévié tout puits dont une partie au moins est sensiblement horizontale ou peu inclinée par rapport à l'horizontale. Un des intérêts des puits déviés est de permettre un meilleur balayage des effluents pétroliers contenus dans les formations traversées et donc d'améliorer la récupération Les mécanismes de balayage mis en oeuvre peuvent être naturels ou artificiels Dans le premier cas, la pression nécessaire au balayage est fournie par une couche aquifère sous-jacente ou latérale, un volume d'effluents gazeux surmontant la zone pétrolifère ou gas cap etc Dans le deuxième cas, on peut injecter de l'eau, de la vapeur ou du gaz ou bien encore descendre dans le puits des moyens de pompage. La récupération optimale, pour un mécanisme de balayage donné, est obtenue quand le front de balayage se déplace parallèlement au drain dévié La régularité du front de balayage est parfois difficile à conserver en raison d'hétérogénéités du réservoir, telles que des fractures ou chenaux etc, des modifications de la géométrie du drain ou encore de perturbations liées aux écoulements dans le drain telles que des pertes de charge quand on active la production par pompage, des pertes thermiques quand la stimulation s'effectue par un fluide gazeux chaud etc. On sait l'influence de la température sur la viscosité dynamique, la masse volumique des fluides en place dans un gisement ainsi que sur les phénomènes aux interfaces, et l'amélioration de la 2 - production procuré par L'injection d'un f Luide gazeux chaud dans un drain foré au travers d'une couche productrice pourvu de perforations Latérales réparties de façon régulière et son efficacité est Liée à La quantité de vapeur pénétrant dans La formation. On observe que La répartition des débits calorifiques Le Long du drain n'est pas Linéaire. En effet, Lors des premières heures d'injection, Le réservoir, initialement à une température très inférieure à La température de La vapeur, est non seulement chauffé par La cha Leur Latente et une partie de La cha Leur sensib Le de La vapeur condensée qui a pénétré dans Les zones du réservoir proches du drain, mais également par Les pertes thermiques essentie L Lement par conduction, du drain vers Le réservoir La qua Lité de La vapeur décroît, en conséquence, depuis L'entrée tout au Long du drain. Au bout de plusieurs heures ou jours d'injection suivant Le débit de vapeur injecté, la quantité cumu Lée de vapeur qui a pénétré dans Le réservoir a considérablement éLevé La température des zones proches du drain, et Les pertes thermiques par conduction du drain vers Le réservoir sont beaucoup moins importantes qu'en début d'injection La qua Lité de La vapeur dans Le drain croît donc avec Le temps, mais ce L Le-ci reste faiblement décroissante Le Long du drain. Lors d'un ba Layage par La vapeur entre deux drains horizontaux ou subhorizontaux, Les débits de vapeur injectables peuvent être très faibles, si faibles que la vapeur en bout du drain peut être complètement condensée durant une grande partie de L'opération de ba Layage Le volume occupé par L'eau chaude étant négligeable par rapport à celui occupé par La vapeur, non seulement Le réservoir est chauffé de façon inhomogène mais Le front de balayage est irrégulier et La récupération de L'huile en place dans La région située entre Les deux drains n'est pas optimisée. La méthode selon L'invention permet de doser L'injection d'un fluide sous pression dans un puits notamment pour favoriser La récupération d'eff Luents dans une zone de production traversée par au 3 - moins un puits ou drain dévié, dans leque L est descendu un tube dont La partie inférieure au moins est pourvue d'ouvertures EL Le comporte L'utilisation d'un moyen d'injection d'un fluide sous pression et el Le est caractérisée en ce que L'on fait varier sélectivement L'importance de L'injection du fluide sous pression en au moins un emplacement du drain par une modification sélective de La position des points d'injection par rapport audit emplacement et/ou de L'aire d'application de cette injection. Suivant un mode de mise en oeuvre, Ledit tube est pourvu d'une répartition d'orifices d'injection telle que La quantité de fluide injectée audit emplacement est sensiblement la même, quelle que soit la position de cet emplacement Le Long du drain. On obtient la perte de charge appropriée audit emplacement, en utilisant par exemple un tube pourvu d'au moins une ouverture d'injection et en faisant varier La Longueur du trajet entre ledit emplacement et une ouverture du tube et/ou La section de ladite ouverture. A cet effet, le tube peut encore être pourvu d'une pluralité d'ouvertures réparties sur sa Longueur et de moyens pour faire varier La section d'une partie au moins des ouvertures, la méthode comportant dans ce cas, la sélection d'au moins une desdites ouvertures dont La distance audit emplacement et/ou la section sont choisies pour obtenir audit emplacement une perte de charge déterminée. La méthode peut encore être mise en oeuvre en utilisant un tube pourvu de perforations réparties sur une partie au moins de sa longueur de façon que la quantité de fluide injectée par unité de longueur soit sensiblement la même en tout point du puits. Le f Luide est par exemple de la vapeur d'eau sous pression. Suivant un mode de réalisation, on injecte par exemple un fluide chaud et l'on utilise un tube d'injection pourvu de perforations latérales telles que le débit de fluide injecté croisse au fur et à mesure que L'on s'éLoigne du début de La zone d'injection. Le tube d'injection est pourvu par exemple de perforations 4 - latérales telles que la quantité de chaleur transférée par injection à La formation soit sensiblement constante le long du drain. Avec le dosage de l'effet obtenu par déplacement des points d'injection relativement aux différents emplacements le long du drain ou par variation des aires d'application, on arrive à adapter l'intensité du balayage en fonction de la configuration de la zone de production et/ou du drain qui le traverse. D'autres caractéristiques et avantages de la méthode selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation décrits à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés o: la Fig 1 montre schématiquement une partie d'un drain de production o est installé un équipement d'injection; la Fig 2 montre la variation de la pression d'injection de fluide le long du drain quand le tube d'injection comporte une seule ouverture à son extrémité; la Fig 3 montre un premier mode de mise en oeuvre de la méthode o l'on utilise un moyen de régulation de l'injection permettant un balayage sélectif de la zone de production; la Fig 4 montre un exemple de la variation mieux régulée obtenue avec le moyen de régulation de La Fig 3; et la Fig 5 montre schématiquement un autre moyen d'injection sélectif dans une zone du sous-sol. La méthode concerne l'injection d'un fluide sous pression et notamment d'un fluide chaud permettant d'obtenir un balayage contrôlé d'une zone de production La zone 1 est traversée (Fig 1) par un puits ou drain dévié 2 dont la partie inférieure est horizontale ou à faible inclinaison par rapport à l'horizontale Le puits est en général pourvu d'un tube de cuvelage ou casing perforé 3 dans sa partie qui traverse la zone de production Un tube d'injection 4 est descendu jusque dans la zone à activer et connecté en surface à un système d'injection de fluide S (Fig 5) La pression d'injection p créée est maximale au voisinage de l'extrémité inférieure 5 du tube 4 (Fig 2) et, du fait des pertes de charge, elle diminue rapidement avec - l'éloignement d (Fig 2), si bien que la pression d'aspiration devient vite insuffisante pour obtenir un balayage correct de la zone de production. Il est souvent difficile dans la pratique d'augmenter la pression à la sortie inférieure du tube de manière à obtenir une pression suffisante en tous points de la zone à balayer soit pour des raisons liés à l'installation d'injection soit du fait de la structure de la zone balayée Cela étant, on vérifie souvent qu'une telle augmentation de pression n'améliore pas de façon sensible la qualité du balayage. Un premier mode de réalisation de la méthode consiste à positionner l'extrémité inférieure du tube 4 débouchant dans la zone de production à un emplacement optimal, de manière qu'en tout emplacement du drain, on obtienne une pression suffisante pour un bon balayage de la zone Cet effet est obtenu de façon plus efficace si, au cours du temps, on déplace l'extrémité inférieure du tube 4 Avec ce mode de mise en oeuvre, on joue sur la position relative des emplacements du drain par rapport à l'ouverture d'injection. Un deuxième mode de réalisation de la méthode consiste à utiliser un tube 4 dont la partie traversant la zone de production est pourvue d'une pluralité d'ouvertures 6 (Fig 3) à ouverture sélective. On peut utiliser par exemple un tube pourvu d'ouvertures latérales qui peuvent être masquées et démasquées à volonté par action sur des vannes 7 telles que des vannes à chemise coulissante comme il est décrit dans La demande de brevet publiée FR 2 626 614 Par un coulissement de la chemise, on peut découvrir les ouvertures 6 soit partiellement (vanne 7 A) soit en totalité (vanne 7 B) Avec un tube à ouvertures multiples, l'ouverture sélective d'une des vannes a pour effet d'accroître localement la pression du f Luide dans l'annulaire (Fig 4) et de régulariser le balayage au voisinage de la nouvelle ouverture. Pour obtenir en un emplacement du drain une certaine pression de fluide, on peut jouer sur deux facteurs influant sur la perte de charge obtenue Le premier est la distance séparant cet 6 - emplacement de l'ouverture d'injection 5, 6 et L'on peut choisir celle des ouvertures latérales du tube qui est à La distance convenable Le deuxième facteur est l'aire d'injection et L'on peut la modifier en ouvrant plus ou moins une des vannes 7 et/ou en modifiant le nombre de vannes ouvertes. On peut aussi combiner les deux modes de réalisation en déplaçant plus ou moins le long du drain un tube pourvu d'ouvertures commandées. Pour La mise en oeuvre d'une application préférée de La méthode se Lon L'invention, qui permet de favoriser Le balayage d'une zone productrice, Le fluide injecté sous pression est un gaz chaud, permettant d'obtenir une stimulation de production régularisée On utilise de préférence de La vapeur d'eau qui peut transporter une grande quantité de chaleur par unité de masse. Pour homogénéiser Le balayage par la vapeur Le Long du drain 2, et constituer un front thermique se déplaçant paral Lèlement à lui, on utilise avantageusement un tube d'injection 4 avec des perforations 8 sur une partie de sa Longueur telles qu'on obtient des débits d'injection croissants au fur et à mesure que L'on s'éloigne du début de la zone d'injection de façon à transférer à La formation une quantité de chaleur sensiblement éga Le par unité de longueur de drain. Les résultats sont particulièrement intéressants dans Le cas de réservoirs peu perméables ou poreux ou contenant des huiles très visqueuses, pour lesquels les débits de vapeur injectables sont faibles et les temps d'injection sont courts lorsqu'ils sont stimulés. Le débit d'injection croissant Le Long du drain peut s'obtenir en faisant croître le taux de perforations latérales du tube. L'injection de débits de vapeur croissants le long du drain parait dans ce cas indispensable non seulement d'un point de vue thermique mais aussi d'un point de vue mécanique afin d'assurer l'égalité des gradients de pression entre les lignes de puits. Ce mode de mise en oeuvre de la méthode est donc valable tant dans Le cas de La stimulation d'un ou plusieurs puits horizontaux par injection de vapeur, que dans Le cas d'un déplacement par la vapeur entre puits horizontaux, Les taux de perforation du casing ou Liner étant différents. On ne sortirait pas du cadre de L'invention si on faisait croître Le débit d'injection Le Long du drain en modifiant La répartition des perforations Latéra Les 9 dans La paroi du casing 3. 8 - REVENDICATIONS 1) Méthode pour doser L'injection d'un f Luide sous pression pour favoriser la récupération d'eff Luents dans une zone de production ( 1) traversée par au moins un puits ou drain dévié ( 2), dans lequel est descendu un tube ( 4) dont La partie inférieure au moins est pourvue d'ouvertures, La méthode comportant L'utilisation d'un moyen d'injection d'un fluide sous pression et étant caractérisée en ce que l'on fait varier sélectivement l'importance de l'injection du fluide sous pression en au moins un emplacement du drain par une modification sélective de la position des points d'injection par rapport audit emplacement et/ou de l'aire d'application de cette injection. 2) Méthode selon La revendication 1, caractérisée en ce que ledit tube ( 4) est pourvu d'une répartition d'orifices d'injection ( 6, 11) telle que La quantité de fluide injectée audit emplacement est sensiblement la même, quelle que soit la position de cet emplacement le Long du drain ( 2). 3) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que pour obtenir la perte de charge appropriée audit emplacement, on utilise un tube pourvu d'au moins une ouverture d'injection ( 5) et on fait varier la longueur du trajet entre ledit emplacement et une ouverture du tube et/ou la section de ladite ouverture. 4) Méthode selon La revendications précédente, caractérisée en ce que Le tube est pourvu d'une pluralité d'ouvertures ( 6) réparties sur sa longueur et de moyens ( 7) pour faire varier la section d'une partie au moins des ouvertures, la méthode comportant la sélection d'au moins une desdites ouvertures dont la distance audit emplacement et/ou La section sont choisies pour obtenir audit emplacement une perte de charge déterminée. ) Méthode selon la revendication 3, caractérisée en ce que L'on utilise un tube pourvu de perforations réparties sur une partie au moins de sa Longueur de façon que la quantité de fluide injectée 9 - par unité de Longueur soit sensiblement la même en tout point du puits. 6) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fluide est de la vapeur d'eau sous pression. 7) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on injecte un fluide chaud et l'on utilise un tube d'injection ( 4) pourvu de perforations latérales ( 11) telles que le débit de fluide injecté croisse au fur et à mesure que l'on s'éloigne du début de la zone d'injection. 8) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on injecte un fluide chaud et l'on utilise un tube d'injection ( 4) pourvu de perforations latérales ( 11) telles que la quantité de chaleur transférée par injection à la formation soit sensiblement constante le long du drain. 9) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on injecte un fluide chaud et le drain est équipé d'un cuvelage pourvu de perforations latérales telles que le débit de fluide injecté croisse au fur et à mesure que l'on s'éloigne du début de la zone d'injection. 10) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on injecte un fluide chaud et le drain est équipé d'un cuvelage pourvu de perforations latérales telles que la quantité de chaleur transférée par injection à la formation soit sensiblement constante le long du drain.