Brevet FR2917117A1 — publié le 20081212

La présente invention concerne un procédé de contrôle de la production de fluide à l'intérieur d'un puits, permettant le bouchage d'une zone productrice en cours d'exploitation. Elle peut s'appliquer notamment au domaine de la production d'eau 5 ou de la production pétrolière. Par le terme puits, on entendra dans la suite de la présente description un conduit souterrain, pouvant consister en un forage directement réalisé dans le sol ou en une canalisation, ou cuvelage, mis en place dans ce forage et dont la paroi fait office de revêtement interne du forage. 10 Le puits est cylindrique ou approximativement cylindrique ; il peut être rectiligne ou sinueux, vertical, horizontal ou oblique. L'invention s'applique plus particulièrement à des puits traversant plusieurs zones productrices réparties en différents endroits le long du puits, ces zones -veines de pétrole ou de gaz par exemple- étant susceptibles de produire des 15 fluides (liquides ou gazeux) que l'on souhaite capter. Au cours du temps, il arrive que certaines zones produisent des fluides indésirables, que l'on ne souhaite plus capter. Il est alors souhaitable d'isoler ces zones de l'intérieur du puits. L'invention a pour objectif un procédé permettant, de façon simple et 20 peu coûteuse, d'empêcher l'arrivée de ces fluides indésirables dans le puits, tout en continuant bien sûr à autoriser la production émanant des autres zones. Selon ce procédé de contrôle : - dans un premier temps, on introduit axialement dans le puits un tube cylindrique de grande longueur, dont le diamètre est légèrement inférieur à 25 celui du puits, ce tube étant formé de portions à paroi perméable au fluide considéré, alternées avec des portions à paroi imperméable, après quoi on procède à l'expansion radiale du tube au niveau de certaines de ses portions à paroi imperméable, de telle sorte que leur paroi vienne s'appliquer contre celle du puits, ceci de telle sorte que deux régions expansées voisines soient situées de part et 30 d'autre de la zone à contrôler et soient reliées l'une à l'autre par un tronçon de tube comprenant une portion perméable et une partie imperméable, cette dernière se trouvant en regard de la zone à contrôler, et s'étendant au-delà de cette zone en direction de la portion perméable ; - ultérieurement, lorsqu'on souhaite empêcher la production de la zone à contrôler, on procède à l'expansion radiale du tube au niveau de la partie imperméable dudit tronçon de tube, au-delà de la zone à contrôler, du côté de la portion perméable. On empêche ainsi toute communication de l'espace extérieur du tube qui est en regard de la zone en question avec la partie imperméable du tronçon de tube. Les zones perméables du tube peuvent consister en une paroi perforée, grillagée ou poreuse. Le tube est par exemple en métal, et son expansion radiale est avantageusement réalisée au moyen d'une vessie gonflable à membrane souple et élastique, le gonflage se faisant par introduction d'un liquide à haute pression dans la vessie. Dans le domaine pétrolier, ce genre d'outil est usuellement désigné 15 par le terme anglais packer . Un mode de mise en oeuvre possible de l'invention va maintenant être décrit en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un puits au début de l'opération. 20 Les figures 2 et 3 sont des vues similaires montrant respectivement la première et la seconde étape du procédé de l'invention. La portion du puits C représentée sur les dessins a une disposition horizontale, et la tête de puits (par laquelle se fait l'échappement du fluide) se trouve sur la gauche. 25 On désignera donc par côté amont la partie du puits tournée vers la droite, et par côté aval sa partie tournée vers la gauche. Le puits est un forage brut dans le sol ou un forage pourvu d'un cuvelage (canalisation). Ce puits traverse un certains nombre de zones productrices de fluide, 30 par exemple des nappes de pétrole et/ou des portions de sol gorgées de pétrole, dont deux zones ZA et ZB sont représentées. La zone ZA se trouve en aval de la zone ZB. Un tube cylindrique 1 de grande longueur, composé en pratique d'un certain nombre de tubes fixés bout à bout, a été introduit axialement à l'intérieur de 35 ce puits. 10 A titre indicatif, le puits C a par exemple une longueur de l'ordre de 1000 m, et un diamètre de l'ordre de 160 mm. Le tube 1 a un diamètre externe légèrement inférieur à celui du puits, par exemple de l'ordre de 140 mm. Son épaisseur de paroi est par exemple de 5 l'ordre de 4 mm. Il s'agit d'un tube métallique, par exemple en acier, à la fois ductile et apte à résister à la corrosion en milieu ambiant. Il comprend des portions imperméables, à paroi pleine, 2, 4 et 6, qui sont alternées avec des portions perméables 3, 5 à paroi perforée. 10 L'emplacement des parties perméables et le positionnement du tube sont choisis de telle sorte que les portions perméables ne se trouvent pas en regard d'une zone de production. Dans une première phase, illustrée à la figure 2, on provoque l'expansion radiale et partielle de certaines portions du tube 1 et, plus précisément, 15 de certaines de ses portions imperméables 2, 4, 6. Ainsi, en se référant à la figure 2, on observe qu'ont été expansées de l'aval vers l'amont des portions 20 située en aval de la zone ZA, 40 située entre les zones ZA et ZB, et 60 située en amont de la zone ZB. Les portions expansées 20 et 40 se trouvent juste en aval d'une 20 portion perméable 3, respectivement 5. Les portions expansées 40 et 60 se trouvent juste en amont d'une zone ZA et, respectivement ZB. En regard de ces zones, on trouve une paroi de tube imperméable et non expansée. Le tube 1 est maintenu centré dans le puits par ses portions expansées qui s'appliquent intimement contre sa paroi, constituant un chemisage. En période normale d'exploitation, chaque zone ZA, ZB produit du fluide qui débouche directement dans le puits si sa paroi est brute de forage, via des orifices adéquats percés dans la paroi de la canalisation, s'il existe un cuvelage. Cette production est symbolisée par les flèches FA et FB sur la figure 2. Le fluide s'échappant de la zone ZA est d'abord canalisé dans l'espace annulaire de la portion non expansée et imperméable du tube 1, s'écoule vers l'aval (car le côté amont est obturé par la portion 40), comme symbolisé par les 35 flèches GA, puis pénètre dans le tube via les perforations de la portion perméable 3, comme symbolisé par les flèches HA. 25 30 Le cheminement du fluide produit par la zone ZB est similaire. Il est visualisé sur la figure 2 par les flèches FB, GB et HB. Les deux fluides se rejoignent et sont évacuées vers l'aval pour être collectés à la tête du puits. Bien entendu, il peut y avoir plus de deux zones productrices le long du puits. On suppose qu'après une certaine période d'exploitation, la zone ZA produise un fluide indésirable que l'on ne souhaite pas capter, une boue par exemple. Dans ce cas on provoque l'expansion de la portion de tube située juste en aval de la zone ZA, référencée 7 sur la figure 3. Le fluide produit par cette zone ZA se trouve alors confiné dans l'espace annulaire extérieur à une portion imperméable du tube, entre deux zones dilatées 40 et 7 qui forment des bouchons obturateurs. Il ne peut pas pénétrer dans le tube. L'autre zone ZB continue à produire comme précédemment. L'expansion des différentes portions du tube, aussi bien dans la première phase qu'ultérieurement, lorsqu'on veut isoler une zone de production, se fait de manière simple et peu coûteuse. Il suffit pour cela d'amener dans le tube 1, depuis la tête de puits, une vessie gonflable initialement dégonflée, de la positionner dans la zone à expanser, de la gonfler pour déformer radialement la portion de tube au-delà de sa limite élastique afin qu'elle s'applique hermétiquement contre la paroi du puits, de dégonfler la vessie et de la retirer. Le procédé de l'invention est particulièrement intéressant pour 25 chemiser des zones productrices de puits pétroliers ou de puits d'eau dont le profil de production peut se modifier au cours du temps. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de la production de fluide à l'intérieur d'un puits, permettant le bouchage d'une zone productrice en cours d'exploitation, selon lequel : - dans un premier temps, on introduit axialement dans le puits un tube cylindrique (1) de grande longueur, dont le diamètre est légèrement inférieur à celui du puits, ce tube (1) étant formé de portions (3, 5) dont la paroi est perméable au fluide considéré, ces portions étant alternées avec des portions (2, 4, 6) à paroi imperméable, après quoi on procède à l'expansion radiale du tube au niveau de certaines de ses portions à paroi imperméable, de telle sorte que leur paroi vienne s'appliquer contre celle du puits (C), ceci de telle sorte que deux régions expansées voisines (20-40 ; 40-60) soient situées de part et d'autre de la zone à contrôler (ZA ; ZB) et soient reliées l'une à l'autre par un tronçon de tube comprenant une portion perméable (3 ; 5) et une partie imperméable, cette dernière se trouvant en regard de la zone à contrôler, et s'étendant au-delà de cette zone en direction de la portion perméable (3 ; 5) ; - ultérieurement, lorsqu'on souhaite empêcher la production d'une zone à contrôler (ZA), on procède à l'expansion radiale du tube au niveau de la partie imperméable (7) dudit tronçon de tube, au-delà de la zone à contrôler, du côté de la portion perméable (3).