Brevet FR2911629A1 — publié le 20080725

La présente invention concerne un procédé d'extraction de produits pétrolifères. Il est connu d'injecter divers fluides dans les champs pétrolifères pour aider à l'extraction des produits pétrolifères. Cet ensemble de méthodes est connu en anglais sous le terme de "enhanced oil recovery" (EOR) ou "improved oil recovery" (10R). Ces gaz peuvent être de l'azote, du CO2, de la vapeur : certains de ces fluides peuvent également être utilisés pour améliorer les taux de récupération des champs de gaz ou des condensats. L'efficacité de ces différents fluides varie en fonction de la nature des produits pétrolifères à extraire. Ainsi, il est préférable d'utiliser l'azote pour des opérations de maintien de la pression ou de déplacement non miscible, le CO2 pour ses propriétés de miscibilité avec l'huile ou pour maintenir la pression dans les gisements et la vapeur d'eau pour ses propriétés thermiques entraînant une réduction de la viscosité des produits pétroliers dans le gisement. Certains champs pétrolifères peuvent présenter des puits dont les produits pétrolifères à extraire sont de différentes natures et qui requièrent l'utilisation de gaz d'aide à l'extraction différents ; certaines régions pétrolifères peuvent présenter des champs dont les produits pétrolifères et/ou gaziers à extraire sont de différentes natures et qui requièrent l'utilisation de gaz d'aide à l'extraction différents. Le but de la présente invention est de proposer un procédé d'extraction de produits pétrolifères de différentes natures, chacun de ces produits pouvant être extrait au moyen du fluide d'extraction le plus adapté. Un autre but est de proposer un procédé d'extraction de produits pétrolifères de différentes natures mettant en oeuvre la production optimisée des fluides d'extraction nécessaires. Dans ce but, l'invention concerne un procédé d'extraction de produits pétrolifères comprenant les étapes de : a) séparation d'air en un gaz riche en azote et un gaz riche en oxygène, b) utilisation du gaz riche en azote comme fluide d'aide à l'extraction de produits pétrolifères, c) production de vapeur d'eau ou d'eau chaude et de fumées riches en CO2 dans une chaudière mettant en oeuvre la combustion d'un combustible avec le gaz riche en oxygène produit à l'étape a), d) utilisation de la vapeur d'eau ou de l'eau chaude produite à l'étape c) comme fluide d'aide à l'extraction de produits pétrolifères, e) utilisation des fumées riches en CO2 produites à l'étape c) comme fluide d'aide à l'extraction de produits pétrolifères. Selon le procédé de l'invention, les produits pétrolifères à extraire peuvent être de différentes natures, il peut s'agir d'au moins l'un des produits suivants : - l'asphalte et les résidus lourds, - le pétrole brut, les bas de brut lourds et les coupes de pétrole, - les émulsions aqueuses d'asphalte, de résidus ou de pétrole brut, - le gaz naturel, - les gaz associés, - les condensats, - les sables bitumineux. Selon une première variante, un mélange d'au moins deux des fluides d'aide à l'extraction de produits pétrolifères produits est utilisé pour l'extraction de produits pétrolifères provenant du même puits. Ainsi, la vapeur d'eau ou l'eau chaude et les fumées riches en 002 peuvent être mélangées pour leur utilisation comme fluide d'aide à l'extraction de produits pétrolifères. Toutefois, selon la deuxième variante de l'invention le fluide riche en azote, la vapeur d'eau ou l'eau chaude et les fumées riches en 002 sont utilisés pour l'extraction de produits pétrolifères provenant de puits différents. Le procédé selon l'invention consiste à produire au cours de l'étape a) un gaz riche en azote pour son utilisation comme gaz d'aide à l'extraction des produits pétrolifères. Par riche en azote, on entend un gaz comprenant au moins 50 % vol d'azote. Cette production est généralement réalisée au moyen d'une unité de séparation d'air cryogénique qui produit simultanément un gaz riche en oxygène. Par riche en oxygène, on entend un gaz comprenant au moins 50 % vol d'oxygène. La présente invention permet de valoriser ce gaz riche en oxygène pour produire d'autres fluides d'aide à l'extraction de produits pétrolifères. Ainsi ce gaz riche en oxygène est utilisé dans l'étape c) comme comburant dans une chaudière de production de vapeur d'eau ou d'eau chaude dont la vapeur ou l'eau chaude sera utilisée comme gaz d'aide à l'extraction de produits pétrolifères. Ce type de combustion avec un gaz riche en oxygène produit des fumées riches en 002 comprenant habituellement au moins 50 % 002, ce qui est suffisant pour utiliser directement ces fumées comme gaz d'aide à l'extraction de produits pétrolifères. Toutefois, ces fumées sont généralement comprimées et/ou liquéfiées avant d'être utilisées comme fluides d'aide à l'extraction de produits pétrolifères Chacun des gaz produits au cours du procédé peuvent être utilisés plus particulièrement pour l'extraction de produits pétrolifères particuliers. Ainsi, au cours de l'étape d), on utilise préférentiellement la vapeur d'eau ou l'eau chaude produite à l'étape c) comme fluide d'aide à l'extraction de pétrole brut lourd, d'huiles extra-lourdes ou de sables bitumineux in-situ. Selon l'invention, les mises en oeuvre suivantes peuvent être réalisées seules ou en combinaison : - le combustible de la combustion mise en oeuvre dans la chaudière de l'étape c) peut être un des produits pétrolifères extraits au cours d'une des étapes b), d) ou e) du procédé. Il peut s'agit notamment d'un brut lourd après séparation du produit pétrolifère extrait en brut léger et en brut lourd ou de gaz associés suite à leur séparation du pétrole brut produit. - une partie de la vapeur d'eau ou de l'eau chaude produite au cours de l'étape c) peut être utilisée pour produire de l'électricité au moyen d'une turbine. - une partie de la vapeur d'eau ou l'eau chaude produite au cours de l'étape c) peut être utilisée pour produire de l'eau désalinisée. La figure 1 illustre le procédé selon l'invention. De l'air 2 est introduit dans une unité de séparation d'air 1 : elle produit un gaz riche en azote 3 utilisé comme gaz d'aide à l'extraction de produits pétrolifères, et un gaz riche en oxygène 4 qui est utilisé comme comburant dans une chaudière 5 brûlant un combustible 7 et alimentée en eau 6 pour produire de la vapeur ou de l'eau chaude 8. Une partie 81 de la vapeur ou de l'eau chaude 8 est utilisée pour produire de l'électricité ou pour produire de l'eau désalinisée. L'autre partie 82 de la vapeur ou de l'eau chaude 8 est utilisée comme gaz d'aide à l'extraction de produits pétrolifères. La chaudière 5 produit également des fumées de combustion riches en 002 9 qui sont utilisées comme gaz d'aide à l'extraction de produits pétrolifères. Des produits pétrolifères extraits 10 sont traités dans une unité de séparation 11 pour séparer des fractions légères 12 des fractions lourdes 7 qui est utilisé comme combustible 7 dans la chaudière 5.25 REVENDICATIONS 1. Procédé d'extraction de produits pétrolifères comprenant les étapes de : a) séparation d'air en un gaz riche en azote et un gaz riche en oxygène, b) utilisation du gaz riche en azote comme fluide d'aide à l'extraction de produits pétrolifères, c) production de vapeur d'eau ou d'eau chaude et de fumées riches en CO2 dans une chaudière mettant en oeuvre la combustion d'un combustible avec le gaz riche en oxygène produit à l'étape a), d) utilisation de la vapeur d'eau ou de l'eau chaude produite à l'étape c) comme fluide d'aide à l'extraction de produits pétrolifères, e) utilisation des fumées riches en CO2 produites à l'étape c) comme fluide d'aide à l'extraction de produits pétrolifères. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les produits pétrolifères à extraire sont au moins l'un des produits suivants : - l'asphalte et les résidus lourds, - le pétrole brut, les bas de brut lourds et les coupes de pétrole, - les émulsions aqueuses d'asphalte, de résidus ou de pétrole brut, - le gaz naturel, - les gaz associés, - les condensats, - les sables bitumineux. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un mélange d'au moins deux des gaz d'aide à l'extraction de produits pétrolifères produits est utilisé pour l'extraction de produits pétrolifères provenant du même puits. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le gaz riche en azote, la vapeur d'eau ou l'eau chaude et les fumées riches en CO2 sont utilisés pour l'extraction de produits pétrolifères provenant de puits différents. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fumées riches en CO2 produites à l'étape c) comprennent au moins 50 % CO2. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au cours de l'étape d), on utilise la vapeur d'eau ou l'eau chaude produite à l'étape c) comme fluide35d'aide à l'extraction de pétrole brut lourd, d'huiles extra-lourdes ou de sables bitumineux in-situ. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le combustible de la combustion mise en oeuvre dans la chaudière de l'étape c) est un des produits pétrolifères extraits au cours d'une des étapes b), d) ou e) du procédé. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie de la vapeur d'eau ou l'eau chaude produite au cours de l'étape c) est utilisée pour produire de l'électricité au moyen d'une turbine. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie de la vapeur d'eau ou l'eau chaude produite au cours de l'étape c) est utilisée pour produire de l'eau désalinisée.15