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procède et installation pour maintenir la pression dans les gisements pétrolifères*
Le procédé connu qu'on emploie d'une manière fort répandue comme moyen d'extraction de l'huilé des gisements pé- trolifères ou comme moyen d'augmenter la production du pétrole dans les champs pétrolifères, procédé dit de "remise sous pression", consiste en ce qu'on réintroduit sous pression,par des sondes à introduction sous pression, à introduction ou à clef, dans certaines couches des sables pétrolifères, le gaz (gaz naturel) qu'on obtient à 1*extraction. Lorsqu'on ne dis- pose pas d'assez de gaz ou lorsqu'on n'a pas de gaz (natureel).
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on introduit un mélange de gaz et d'air ou de l'air seulement.
Bien qu'on emploie d'une façon très étendue de l'air dans le procédé de remise sous pression, les milieux compétents ne sont pas restés sans savoir que le gaz est plus approprié pour l'introduction sous pression parce que, d'une part, il abaisse la viscosité et le poids spécifique de l'huile et que, d'autre part, il donne lieu moins facilement que l'air à la formation d'émulsions et à l'apparition de corrosions. On n'ignore pas davantage dans ces milieux compétents que certains mélanges de gaz et d'air sont expldsifs et par conséquent dangereux à ma- nier.
Dans les milieux compétents bien qu'on ait connaissance de ce dernier fait, on considère comme relativement sure l'introduction d'un mélange constant d'air et de gaz dans le- quel la proportion d'air ne dépasse pas 50 %. Pour écarter le danger du mélange d'air et de gaz employés, on a déjà conçu des installations mécaniques spéciales qui ont pour effet que, dans le réseau de canalisations sous pression conduisant aux sondes à clef, on refoule sous pression une charge de gaz et puis une charge d'air qui alternent continuellement. Comme dans ce procédé l'air et le gaz ne se mélangent dans la con- duite que pendant peu de temps à l'endroit de leurs surfaces de contact, on considère cd procédé aussi comme suffisamment sur.
On sait aussi qu'il existe des installations de mo- teurs à gaz travaillant avec des mélanges de gaz et d'air pro- venant de gisements pétrolifères dans lesquels on ne presse que de l'air. parmi les hommes de métier existe à cet égard l'opinion que l'air absorbe des quantités suffisantes de va- peurs de gaz pour la réalisation d'un fonctionnement irrépro- chable de moteurs à gaz, tant que cet air reste en contact intime avec une masse de sable qui a emmagasiné une quantité suffisante d'huile. Mais, en général, il règne dans les mi- lieux compétents l'opinion que, dans les cas où l'on ne presse que de l'air dans la couche pétrolifère, le gaz des sondes por-
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ductrices se dilue tellement après peu de temps par l'air que les moteurs à gaz qui commandent les compresseurs ne travail- lent plus sûrement.
Conformément à la présente invention, on supprime maintenant l'insécurité (liée à l'int roduction sous pression d'air ou de mélanges de gaz et d'air dans les gisements pétro- lifères) en ce qui concerne l'emploi et la récupération de mélanges gazeux, absolument inexplosibles, ne favorisant ni l'apparition de corrosions ni la formation d'émulsions et convenant absolument pour être réintroduits sous pression ou pour être employés comme gaz'pour la production de force mo- trice ou pour le chauffage et on règle la pression dans le gisement grâce à ce que, pour l'introduction sous pression dans les gisements, on emploie au lieu d'air ou de mélanges de gaz et d'air (mélanges de gaz naturel et d'air), un gaz, produit artificiellement à partir de combustibles solides, purifié et séché par des procédés connus,
qui servait jusqu'à présent directement de gaz de chauffage pour des applications industrielles ou comme gaz moteur pour le fonctionnement des moteurs à gaz. Dans la technique des moteurs, on connait ce gaz sous le nom de "gaz pauvre" et, bien qu'il soit entendu qu'il n'estpasquestion ici degaz à l'eau ni de gaz Mond, on l'obtient à l'aide de gazogènes dans lesquels on conduit, de préférence par succion, à la fois de l'air et de la vapeur d'eau à travers la couche de combustible incandescent contenu dans la cuve du gazogène. Ce gaz est constitué essentiellement par les gaz de combustion oxyde de carbone et hydrogène dilués à l'aide dtenviron 50 parties en volume d'azote et quelques parties en volume d'acide carbonique.
Son pouvoir calorifique inférieur (tous les produits de combus-tion restant à l'état gazeux) est en moyenne d'environ 1000 à 1400 grandes calories par mètre cube. Entrent en ligne de compte pour sa production, dans des gazogènes, entre autres les combustibles suivants: l'anthracite, le coke, le coke résiduaire de la calcination
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du lignite, le lignite, les briquettes de lignite, le bois, le charbon de bois, la tourbe et les briquettes de tourbe.par l'emploi, suivant l'invention, d'un tel gaz pauvre (purifié et séché au besoin) pour la remise sous pression des gisements de pétrole on obtient, outre la suppression des inconvénients précités, encore les avantages suivants:
Comme il faut évidemment de grandes quantités de gaz pour la remise sous pression, l'emploi de gaz pauvre pré- sente, du point de vue économique, l'avantage que les quanti- tés de gaz produites par unité de poids du combustible sont considérablement plus grandes dans la production du gaz pauvre que dans les autres procédés de gazéification.
Un autre avantage résulte du fait qu'on peut modi- fier entre des limites fortement écartées la charge des gazo- 'gènes sans nuire à leur économie. On peut modifier aussi la composition et le pouvoir calorifique du gaz produit par la gazogène et, p&r conséquent, l'emploi de ce gaz crée par exem- ple la possibilité d'employer pour l'introduction sous pres- sion, un gaz à pouvoir calorifique faible et permet d'attein- dre en même temps le résultat que le gaz, récupéré à l'ex- traction du pétrole et enrichi par les quantités de gaz natu- rel contenues dans l'huile extraite, possède un pouvoir calo- rifique plus élevé et, pour le fonctionnement des moteurs à gaz, une composition plus favorable que celle du gaz produit direc tement dans le gazogène.
Comme du point de vue économique, il n'est en général pas avantageux de conduire au loin le gaz pauvre, il convient de produire les quantités de ce gaz néces- saires pour l'introduction sous pression dans les gisements de pétrole au moyen d'une installation de gazéification (en général une installation de gazogènes) montée sur le champ pé- trolifère, c'est-à-dire près de l'endroit où ce gz doit être employé.
Comme, d'autre part, le gaz pauvre peut être produit, à l'aide de gazogènes, à partir d'un grand nombre de combus- tibles la question d'approvisionnement en un combustible appro-
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prié ne présente non plus , nullepart, de difficultés notables
En outre, les installations de gazogènes nécessai- res en général pour la production du gaz pauvre se distinguent par leur simplicité. On peut aussi se les procurer facilement partout et elles sont appropriées pour être incorporées telles quelles à des installations existantes de machines.
Par l'emploi de gaz pauvre (et en particulier d'un gaz obtenu dans une installation de production de gaz pauvre montée sur le champ pétrolifère) pour l'introduction de ce gaz, sous pression, dans les gisements pétrolifères,.on crée la possibilité de supprimer d'une façon simple, économique et sûre les inconvénients inhérents aux procédés de remise sous pression par l'introduction d'air sous pression et de libérer l'extraction du pétrole de sa dépendance des quantités de gaz (naturel) disponibles à pied d'oeuvre.
Un procédé connu de remise sous pression repose sur le fait qu'on introduit sous pression, dans les gisements pé- trolifères, seuls ou en même,temps que de l'eau froide ou chauffée, les gaz d'échappement de moteurs à combustion interne
Au regard de ce procédé connu, le procédé objet de l'invention présente les avantages suivants :
Les installations usuelles de gazogènes sont fonda- mentalement constituées de façon que, sans installations par- ticulières supplémentaires, elles fournissent à tout moment les quantités de gaz pauvre nécessaires pour l'introduction sous pression. Ce ntest pas le cas pour les installations de moteurs à combustion, car pour elles, à tout moment envisagé, la quantité de gaz d'échappement qu'elles fournissent dépend de la force motrice requise en même temps.
L'emploi de ces installations présente par conséquent l'inconvénient que, pour équilibrer la production et la consommation de gaz résiduaires l'installation d'un réservoir (par exemple d'un gazomètre) d'une grandeur considérable doit être prévue.
En outre, tant dans le procédé suivant l'invention
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que dans le procédé connu, les gaz absorbent au passage à tra- vers les gisements pétrolifères des hydrocarbures légers à l'état de gaz ou de vapeur et, pour autant qu'ils ne sont pas emmagasinés dans les gisements pétrolifères, ils sont récupé- rés avec le pétrole extrait. Dans le procédé suivant l'inven- tion, les gaz récupérés peuvent servir maintenant pour le chauf fage ou la force motrice et, par conséquent, les quantités de gaz naturel qu'ils contiennent peuvent être complètement uti- lisees avec profit.
Par contre, le procédé connu présente l'inconvénient que la teneur des gaz résiduaires récupérés, en gaz naturel, est en général trop faible pour que ces gaz soient appropriés à l'emploi comme gaz de chauffage ou gaz pour la production de force motrice. Pour ce motif, les quantités de gaz naturels absorbées ne peuvent pas être utilisées avec pro- fitconformément à ce procédé.
Le procédé objet de l'invention présente en outre, au regard du procédé connu, l'avantage que le gaz pauvre n'a pratiquement pas d'action corrosive et que, pour ce gaz, une faible action corrosive, possible éventuellement, peut faci- lement être évitée au moyen d'appareils auxiliaires connus, tandis que les gaz chauds des moteurs à combustion interne, du fait que ces gaz renferment des acides forts, peuvent exercer des actions corrosives considérables et que l'élimination de ces acides forts présente de grandes difficultés.
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process and installation to maintain pressure in oil fields *
The known process which is widely employed as a means of extracting oil from oilfields or as a means of increasing oil production in oilfields, a so-called "pressurization" process , consists in that one reintroduces under pressure, by probes with introduction under pressure, with introduction or with key, in certain layers of the oil sands, the gas (natural gas) which one obtains at the extraction. When there is not enough gas or when there is no gas (naturally).
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a mixture of gas and air or only air is introduced.
Although air is widely used in the re-pressurization process, it has been known to those skilled in the art that gas is more suitable for introduction under pressure because, of a on the one hand, it lowers the viscosity and specific weight of the oil and, on the other hand, it gives rise less easily than air to the formation of emulsions and the appearance of corrosion. It is also well known in these competent circles that certain mixtures of gas and air are explosive and therefore dangerous in mankind.
In the competent circles, although this latter fact is known, it is considered relatively safe to introduce a constant mixture of air and gas in which the proportion of air does not exceed 50%. To avoid the danger of the mixture of air and gas used, special mechanical installations have already been designed which have the effect that, in the network of pressurized pipes leading to the key probes, a charge of gas is discharged under pressure and then a charge of air that continuously alternates. As in this process air and gas only mix in the pipe for a short time at their contact surfaces, the process is also considered to be sufficiently safe.
It is also known that there are gas engine installations working with mixtures of gas and air from oil fields in which only air is pressed. Among those skilled in the art there is the opinion in this regard that the air absorbs sufficient quantities of gas vapors to achieve flawless operation of gas engines, as long as this air remains in intimate contact with it. a mass of sand which has stored a sufficient quantity of oil. But, in general, the opinion reigns in the competent circles that, in cases where only air is pressed into the oil-bearing layer, the gas from the probes carries
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ductors are diluted so after a short time by the air that the gas engines which control the compressors no longer work reliably.
In accordance with the present invention, the insecurity (linked to the pressurized int roduction of air or of gas and air mixtures in oil fields) with regard to the use and the recovery is now eliminated. of gas mixtures, absolutely inexplosive, neither favoring the appearance of corrosions nor the formation of emulsions and absolutely suitable to be reintroduced under pressure or to be used as gas for the production of motive force or for heating and on regulates the pressure in the reservoir thanks to the fact that, for the introduction under pressure into the reservoirs, instead of air or mixtures of gases and air (mixtures of natural gas and air), a gas is used , produced artificially from solid fuels, purified and dried by known methods,
which until now served directly as heating gas for industrial applications or as driving gas for the operation of gas engines. In engine technology, this gas is known as "lean gas" and, although it is understood that there is no question here of water gas or Mond gas, it is obtained by using gasifiers in which are conducted, preferably by suction, both air and water vapor through the layer of incandescent fuel contained in the tank of the gasifier. This gas consists essentially of the carbon monoxide and hydrogen combustion gases diluted with the aid of approximately 50 parts by volume of nitrogen and a few parts by volume of carbonic acid.
Its lower calorific value (all combustion products remaining in the gaseous state) is on average about 1000 to 1400 large calories per cubic meter. The following fuels are taken into account for its production, in gasifiers, among others: anthracite, coke, residual coke from calcination
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lignite, lignite, lignite briquettes, wood, charcoal, peat and peat briquettes. by the use, according to the invention, of such a lean gas (purified and dried if necessary) for the re-pressurization of oil fields, in addition to eliminating the aforementioned drawbacks, the following advantages are also obtained:
Since, of course, large quantities of gas are required for re-pressurization, the use of lean gas has, from an economic point of view, the advantage that the quantities of gas produced per unit weight of fuel are considerably. greater in the production of lean gas than in other gasification processes.
Another advantage results from the fact that the load of the gas generators can be varied between widely separated limits without adversely affecting their economy. It is also possible to modify the composition and the calorific value of the gas produced by the gasifier and, consequently, the use of this gas creates, for example, the possibility of using for the introduction under pressure, a gas with low calorific and at the same time achieves the result that the gas, recovered when extracting oil and enriched by the quantities of natural gas contained in the extracted oil, has a calorific value higher and, for the operation of gas engines, a more favorable composition than that of the gas produced directly in the gasifier.
As from an economic point of view, it is generally not advantageous to drive the lean gas far away, it is advisable to produce the quantities of this gas necessary for the introduction under pressure into the oil fields by means of a gasification plant (usually a gasifier plant) mounted on the oilfield, ie near the place where this gz is to be used.
Since, on the other hand, lean gas can be produced, using gasifiers, from a large number of fuels, the question of supplying an adequate fuel
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prayed does not present any significant difficulties either
In addition, the gasifier installations generally required for the production of lean gas are distinguished by their simplicity. They are also readily available everywhere and are suitable for incorporation as such into existing machinery installations.
By using lean gas (and in particular a gas obtained in a lean gas production installation mounted on the oil field) for the introduction of this gas, under pressure, into the oil fields, the gas is created. possibility of eliminating in a simple, economical and safe manner the drawbacks inherent in the re-pressurization processes by the introduction of pressurized air and of freeing the extraction of oil from its dependence on the quantities of (natural) gas available at hard work.
A known method of re-pressurizing is based on the fact that the exhaust gases of internal combustion engines are introduced under pressure into the oil deposits alone or at the same time as cold or heated water.
With regard to this known method, the method which is the subject of the invention has the following advantages:
The usual gasifier systems are basically designed in such a way that, without additional special installations, they supply at all times the quantities of lean gas required for the introduction under pressure. This is not the case for combustion engine installations, because for them, at any given moment, the amount of exhaust gas they supply depends on the driving force required at the same time.
The use of these installations therefore has the drawback that, in order to balance the production and the consumption of waste gas, the installation of a reservoir (for example a gasometer) of considerable size must be provided.
In addition, both in the process according to the invention
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that in the known process, the gases absorb light hydrocarbons in the form of gas or vapor as they pass through the oil fields and, provided that they are not stored in the oil fields, they are recovered. res with the extracted oil. In the process according to the invention, the recovered gases can now be used for heating or motive power and, therefore, the quantities of natural gas which they contain can be fully utilized with profit.
On the other hand, the known process has the drawback that the content of the recovered waste gases, in natural gas, is generally too low for these gases to be suitable for use as heating gas or gas for the production of motive power. For this reason, the quantities of natural gas absorbed cannot be used profitably in accordance with this process.
The process which is the subject of the invention also has, with regard to the known process, the advantage that the lean gas has practically no corrosive action and that, for this gas, a weak corrosive action, possibly possible, can easily - can be avoided by means of known auxiliary devices, while the hot gases of internal combustion engines, because these gases contain strong acids, can exert considerable corrosive actions and the elimination of these strong acids presents great difficulties.