CA1317214C - Method and device for effluent production with central well and subhorizontal drains - Google Patents
Method and device for effluent production with central well and subhorizontal drainsInfo
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Abstract
Production d'un effluent contenu dans une formation géologique comportant un puits central et des drains subhorizontaux. Le système selon l'invention se caractérise en ce que ledit puits principal comporte une zone perforée au niveau de ladite formation géologique, un conduit d'injection reliant ladite zone perforée à une source d'injection d'un produit déplaçant, une zone de transit isolée de la zone perforée et située en-dessous de ladite zone perforée, ladite zone de transit étant reliée à la surface par une conduite de production et en ce que lesdits drains subhorizontaux passent dans ladite formation pour rejoindre ladite zone de transit.Production of an effluent contained in a geological formation comprising a central well and sub-horizontal drains. The system according to the invention is characterized in that said main well comprises a perforated zone at the level of said geological formation, an injection conduit connecting said perforated zone to a source of injection of a displacing product, a transit zone isolated from the perforated area and situated below said perforated area, said transit area being connected to the surface by a production pipe and in that said sub-horizontal drains pass through said formation to reach said transit area.
Description
La presente invention concerne une methode et un système de production par puits central et drains de collecte, elle prevoit l'injection d'un agent de déplacement ou agent déplaçant dans le reservoir, à partir du puits central, afin d'ameliorer la récuperation La présente invention s'appl;que à la production d'effluents pétroliers contenus dans des formations geologiques.
Dans les systèmes de production antérieurs les effluents contenus dans les réservoirs d'hydrocarbures sont produits par l'intermediaire des drains subhorizontaux, situés entièrement dans le réservoir, charges de collecter les hydrocarbures vers une fosse situee à la base d'un puits central vertical. Par drains subhorizontaux on entend des drains dont l'inclinaison approche 90 mais sans réellement l'atteindre.
L'art anterieur peut etre illustre par le brevet américain US-A-3.368.508.
La productivité de ce système peut etre limitee par la faible mobilité
des huiles, dans le cas d'huiles lourdes qui ont de fortes viscosites.
Cette mobilite peut cependant être augmentée par réchauffage par injection continue de vapeur. The present invention relates to a production method and system by central well and collection drains, it provides for the injection of a moving agent or moving agent in the tank, from the central well, to improve recovery The present invention applies only to the production of effluents tankers contained in geological formations.
In previous production systems the effluents contained in the hydrocarbon tanks are produced through sub-horizontal drains, located entirely in the tank, loads to collect the hydrocarbons towards a pit located at the base of a vertical central well. By subhorizontal drains we mean drains whose inclination approaches 90 but without actually reaching it.
The prior art can be illustrated by the American patent US-A-3,368,508.
The productivity of this system can be limited by the low mobility oils, in the case of heavy oils which have high viscosities.
This mobility can however be increased by reheating by continuous steam injection.
2 --Dans le but d'ameliorer la productivite du système, on propose dans la présente invention de balayer le reservoir en injectant un fluide dans le puits central vertical qui devra etre equipe de telle sorte qu'il puisse à la fois servir d'injecteur et de producteur.
Les avantages de ce nouveau système sont de permettre :
- l'exploitation d'une gamme plus etendue de reservoirs, en particulier ceux renfermant une huile de moindre viscosité, - la mise à profit du phenomène de ségregation dans le reservoir de fluides de~densités très différentes par injection de gaz ou de vapeur permettant de former une ombrelle de gaz au toit du réservoir, sans percee prematuree aux drains, etant donné la forte inclinaison de ceux-ci, cette inclina;son étant proche de l'horizontale, - l'amélioration du balayage volumetrique, - de distinguer la production de chaque dra;n et de remédier aux problèmes d'hetérogenéités locales du réservoir en recherchant une solut;on adéquate dans le drain concerne, - de disposer d'une seule source d';nject;on situee près du centre de production, - de diminuer les pertes de fluides injectes en dehors de l'aire couverte par le système~
Selon la presente invention, le puits central vertical n'est pas seulement utilisé pour acheminer vers la surface la production collectee par les drains subhorizontaux (à tres grande deviation proche de 90), mais il est equipé d'une complétion particulière, afin de permettre également l'injection d'un fluide dans le reservoir.
~;
D'une mani~re gén~rale la présente invention concerne une méthode de production d'un effluent contenu dans une formation géologique formant un réservoir pour ledit effluent, utilisant un puits central, des drains subhorizontaux ainsi qu'un agent déplaçant, ladite formation g~ologique surmontant une autre formation géologique sensiblement imperméa~le audit effluent, l'~nterface entre lesdites formations géologiques étant qualifiée de mur dudit réservoir. Cette méthode se caractérise en ce que:
lo - les drains subhorizontaux sont forés à partir de la surface et rejoignent une partie inférieure du puits central, ces drains comportant au moins une partie subhorizontale dans ledit réservoir;
- on injecte dans ladite formation ledit agent dépla~cant à partir dudit puits central, ledit agent déplacant provoquant la migration de l'effluent à produire;
et - on draine l'effluent dont la migration a été
provoquée par lesdits drains subhorizontaux vers une partie inférieure du puits central où il transite et à partir de la~uelle il est produit vers la surface.
Selon la présente invention on pourra recueillir ledit effluent à produire par des drains subhorizontaux situés tout autour dudit puits central.
Selon la présente invention on pourra drainer ledit effluent à produire dans ladite partie inférieure jusqu'à un niveau inférieur audit mur du réservoir.
La présente invention concerne également un système de production d'un effluent contenu dans une formation géologique comportant un puits central et des drains 3a subhorizontaux. Ce syst~me se caractérise en ce que ledit puits principal comporte une zone perforée au niveau de ladite formation géologique, un conduit d'injection reliant ladite zone perforée ~ une source d'injection d'un produit S déplaçant, une zone de transit isolée de la zone perforée et située en-dessous de ladite zone perforée, ladite zone de transit ~tant reliée ~ la surface par une conduite de production et en ce que lesdits drains subhorizontaux sont forés à partir de la surface et pénètrent dans ladite formation pour rejoindre ladite zone de transit.
Le syst~me de production selon l'invention pourra comporter un tube situe dans ledit puits constituant le conduit de production en ce que le conduit d'injection est constitué de l'espace annulaire délimité
par ledit puits principal et ledit tube et en ce qu'il comporte un bouchon qui isole la zone perforee de la zone de transit.
Ce tube pourra traverser ledit bouchon.
Le conduit de production pourra comporter une pompe située à son extremité inférieure dans la zone de transit et le tube formant ledit conduit de production pourra coulisser dans ledit bouchon.
La zone de transit pourra posséder une section droite plus grande que la section droite de la partie supérieure du puits central, formant ainsi une fosse de collecte de l'effluent produit.
Le système selon l'invention pourra être avantageusement appliqué au cas où ladite formation geologique surmonte une autre formation geologique imperméable à l'effluent à produire. Dans cette application ladite zone de collecte pourra être situee au moins partiellement dans ladite formation impermeable et lesdit drains subhorizontaux pourront rejoindre ladite zone de transit en penetrant dans ladite formation imperméable après avoir traverse la formation productrice.
La présente invention sera mieux comprise et ses avantages apparaitront plus clairement à la description qui suit d'un exemple particulier illustre par la figure ci-annexee représentant l'exploitation d'une formation géologique renfermant un effluent petrolier.
Selon l'exemple considere, un puits central vertical 1 est fore jusqu'au mur 2 d'un réservoir 13, puis tube et cimenté. Ainsi le tubage 3 empêche tout ecoulement de fluides du reservoir dans le puits.
. ~
1 31 72 1 ~
On entend par mur du reservoir la partie inferieure de la formation geoLogique contenant l'effluent pétrolier et par toit du réservoir la limite supérieure de cette formation géologique.
Le forage est ensuite poursuivi en plus grand diamètre à l'aide d'un élargisseur dans la couche 4 située sous le reservoir, afin de realiser une fosse 5 destinée à recevoir les fluides collectés par des drains subhorizontaux 6. Cette fosse sera isolée du reste du trou à
l'aide d'un bouchon étanche 7 du type genéralement designé par le terme anglo-saxon de "packer", permettant le passage d'un conduit 8 servant à remonter la production des fluides collectes vers la surface à l'aide d'un dispositif de pompage 9. Le bouchon etanche 7 pourra etre équipe d'un joint coulissant permettant un mouvement vertical du conduit tout en assurant une parfaite etanchéite. Le conduit 8 pourra comporter plusieurs éléments de conduite raccordes les uns au bout des autres Le dispositif de collecte sera acheve par le forage de drains subhorizontaux 6, depuis la surface jusqu'a la fosse de collecte 5, chacun de ces drains recoupant le mur Z du réservoir en un point 10 dont la distance au puits central, fonction de l'inclinaison du drain, sera un paramètre important du système puisque toute la production, de fluides en place ou d-e fluide injecte, sortira du reservoir en ce point. Le débit de production du système sera choisi de telle façon Z5 que le n;veau liquide dans la fosse soit toujours en-dessous de la côte du mur du réservoir pour permettre l'evacuation des fluides collectes par les drains au droit du reservoir.
L'injection du fluide destine à mobiliser et a déplacer les fluides en place se fera dans le reservoir 13 par l'intermediaire de perforations 11 realisees de manière classique dans le tubage 3 du puits central 1.
La communication pourra etre amélioree par acidification et stimulation du réservoir au niveau des perforations. La cote de ces perforations 11 pourra etre choisie après simulation à l'aide de 1 3 1 72 1 ~
programmes numeriques aptes a representer les ecoulements mis en jeu afin d'obtenir le meilleur balayage volumé.rique du réservoir par les fluides injectes (eau chaude, vapeur, C02, gaz, mousse, ...) jusqu'a la pénetration dans les drains. Les paramètres a prendre en compte sont en outre l'épaisseur du réservoir, la viscosité de l'huile en place, l'angle des drains par rapport à l'horizontale, les points de sortie du réservoir de chaque drain, le debit d'injection, le nombre de drains, ...
Dans le cas où le fluide injecté est plus leger que l'huile en place, on profitera de l'effet de ségrégation par gravité lequel permet d'obtenir une forme d'ombrelle pour l'interface entre l'agent de deplacement et l'effluent à produire. Au cours du temps, cette forme d'ombrelle se developpera lateralement autour du puits central. Les paramètres énoncés ci-dessus pourront alors etre calcules de telle sorte que la limite atteinte par l'ombrelle soit pratiquement parallèle aux drains subhorizontaux dans les plans respectifs de chacun d'eux. Ainsi, l'huile sera déplacée vers les drains de façon uniforme.
Dans la phase initiale de production, comme pour le système propose antérieurement, il sera bon, dans le cas de reservoirs d'huiles lourdes, de proceder à une circulation continue de vapeur dans les drains pour améliorer l'ecoulement des fluides par diminution de la viscosité.
Ainsi selon la presente invention l'agent de déplacement ou agent déplaçant 15 est introduit dans la formation productrice 13 à partir de l'espace annulaire 16 delimité par le tubage 3 et le conduit 8 qui est situé dans ce tubage 3 en transitant par les perforations 11 pratiquées sur ce meme tubage.
L'agent deplaçant va diffuser dans la formation productrice 13 en provoquant la migration de l'effluent petrolier vers les drains 1 3 1 72 1 ~
collecteurs ~ qui sont perforés sur la portion de leur longueur située dans la formation productrice 13.
Le drain 6 collecte l'effluent petrolier et le deverse dans la fosse 5 a partir de laquelle il est produit.
Bien entendu, pour une bonne efficacite de la methode selon la présente invention, il est necessaire de disposer plusieurs drains de collecte situes tout autour du puits central vertical. 2 -In order to improve the productivity of the system, we propose in the present invention to sweep the reservoir by injecting a fluid in the vertical central well which must be fitted in such a way that it can serve both as an injector and as a producer.
The advantages of this new system are:
- the operation of a wider range of reservoirs, in especially those containing an oil of lower viscosity, - taking advantage of the phenomenon of segregation in the reservoir of fluids of ~ very different densities by injection of gas or steam to form a gas umbrella on the roof of the tank, without premature drilling into the drains, given the high inclination of these, this inclination; its being close to the horizontal, - improvement of the volumetric scanning, - to distinguish the production of each dra; n and to remedy the problems of local heterogeneities of the reservoir by seeking a solut; one adequate in the relevant drain, - to have only one source of nject; it is located near the center of production, - reduce losses of fluids injected outside the area covered by the system ~
According to the present invention, the vertical central well is not only used to transport production to the surface collected by subhorizontal drains (with very large deviation close to 90), but it is equipped with a special completion, so also allow injection of a fluid into the reservoir.
~;
In a general way the present invention relates to a method of producing an effluent contained in a geological formation forming a reservoir for said effluent, using a central well, drains subhorizontal as well as a moving agent, said formation geological overcoming another geological formation substantially impermeable to the effluent audit, the interface between said geological formations being qualified as a wall of said tank. This method is characterized in that:
lo - sub-horizontal drains are drilled from the surface and join a lower part of the well central, these drains comprising at least part subhorizontal in said reservoir;
- said agent is injected into said formation moved ~ cant from said central well, said agent displacer causing migration of the effluent to be produced;
and - the effluent whose migration has been drained caused by said sub-horizontal drains towards a part bottom of the central well where it transits and from the ~ uelle it is produced towards the surface.
According to the present invention we can collect said effluent to be produced by sub-horizontal drains located all around said central well.
According to the present invention, said effluent can be drained to be produced in said lower part up to a level lower than said tank wall.
The present invention also relates to a system for production of an effluent contained in a formation geological with a central well and drains 3a subhorizontal. This system is characterized in that said main well has a perforated area at said geological formation, an injection pipe connecting said perforated area ~ a source of injection of a product S moving, a transit area isolated from the perforated area and located below said perforated area, said area of transit ~ both connected ~ to the surface by a production and in that said sub-horizontal drains are drilled from the surface and enter said training to reach said transit area.
The production system according to the invention may include a tube located in said well constituting the production conduit in that the injection pipe consists of the annular space delimited by said main well and said tube and in that it comprises a plug which isolates the perforated area from the transit area.
This tube can pass through said plug.
The production duct may include a pump located at its lower extremity in the transit zone and the tube forming said production duct can slide in said plug.
The transit zone may have a cross section larger than the cross section of the upper part of the central well, forming thus a pit for collecting the effluent produced.
The system according to the invention could advantageously be applied to case where said geological formation overcomes another formation impermeable to the effluent to be produced. In this app said collection zone may be located at least partially in said impermeable formation and said sub-horizontal drains may reach said transit area by entering said formation waterproof after passing through the producing formation.
The present invention will be better understood and its advantages will appear more clearly from the following description of an example particular illustrated by the attached figure representing the exploitation of a geological formation containing an effluent tanker.
According to the example considered, a vertical central well 1 is drilled up to wall 2 of a reservoir 13, then tube and cemented. So the casing 3 prevents any flow of fluids from the reservoir into the well.
. ~
1 31 72 1 ~
By tank wall is meant the lower part of the formation geoLogic containing petroleum effluent and by tank roof the upper limit of this geological formation.
Drilling is then continued at a larger diameter using a expander in layer 4 located under the tank, in order to make a pit 5 intended to receive the fluids collected by subhorizontal drains 6. This pit will be isolated from the rest of the hole to using a tight plug 7 of the type generally designated by the Anglo-Saxon term of "packer", allowing the passage of a conduit 8 used to raise the production of the collected fluids to the surface using a pumping device 9. The waterproof plug 7 can be fitted with a sliding joint allowing vertical movement of the conducts while ensuring a perfect seal. The conduit 8 may have several pipe elements connected one at the end of the other The collection system will be completed by drilling drains subhorizontal 6, from the surface to the collection pit 5, each of these drains intersecting the wall Z of the reservoir at a point 10 whose distance to the central well, function of the inclination of the drain, will be an important parameter of the system since all production, from fluids in place or fluid injected, will exit the reservoir at this point. The production rate of the system will be chosen in such a way Z5 that the liquid calf in the pit is always below the side of the tank wall to allow the evacuation of fluids collected by drains in front of the reservoir.
The injection of the fluid is intended to mobilize and move the fluids in place will be in the reservoir 13 through perforations 11 carried out conventionally in the casing 3 of the central well 1.
Communication can be improved by acidification and stimulation of the reservoir at the level of the perforations. The rating of these perforations 11 can be chosen after simulation using 1 3 1 72 1 ~
digital programs able to represent the flows involved in order to obtain the best volumetric sweep of the tank by the injected fluids (hot water, steam, C02, gas, foam, ...) up to penetration into drains. Parameters to take into account are also the thickness of the tank, the viscosity of the oil in place, the angle of the drains relative to the horizontal, the points of tank outlet for each drain, injection rate, number drains, ...
If the injected fluid is lighter than the oil in place, we will benefit from the gravity segregation effect which allows obtain an umbrella form for the interface between the displacement and the effluent to be produced. Over time, this form umbrella will develop laterally around the central well. The parameters stated above can then be calculated in such a way so that the limit reached by the umbrella is practically parallel to the sub-horizontal drains in the respective planes of each of them. So the oil will be moved to the drains so uniform.
In the initial phase of production, as for the system proposed previously, it will be good, in the case of oil tanks heavy, to carry out a continuous circulation of vapor in the drains to improve the flow of fluids by reducing the viscosity.
Thus according to the present invention the displacement agent or agent moving 15 is introduced into the producing formation 13 from of the annular space 16 delimited by the casing 3 and the conduit 8 which is located in this casing 3 passing through the perforations 11 practiced on this same tubing.
The moving agent will broadcast in the production training 13 in causing the migration of petroleum effluent towards the drains 1 3 1 72 1 ~
collectors ~ which are perforated over the portion of their length located in productive training 13.
Drain 6 collects petroleum effluent and pours it into the pit 5 from which it is produced.
Of course, for a good efficiency of the method according to the present invention, it is necessary to have several drains of collection located all around the vertical central well.
Claims (16)
- lesdits drains sont forés à partir de la surface et rejoignent une partie inférieure du puits central;
- ces drains comportant au moins une partie subhorizontale dans ledit réservoir on injecte dans ladite formation ledit agent déplaçant à partir dudit puits central, ledit agent déplaçant provoquant la migration de l'effluent à produire; et - on draine l'effluent dont la migration a été
provoquée par lesdits drains subhorizontaux vers la partie inférieure du puits central où il transite et à partir de laquelle il est produit vers la surface. 1. Method of producing a contained effluent in a geological formation forming a reservoir for said effluent, using a central well, drains subhorizontal as well as a moving agent, said formation geological surmounting another geological formation substantially impermeable to said effluent, the interface between said geological formations being qualified as a wall of said tank, characterized in that:
- said drains are drilled from the surface and join a lower part of the central well;
- these drains comprising at least part subhorizontal in said reservoir is injected into said forming said displacing agent from said well central, said moving agent causing migration of the effluent to be produced; and - the effluent whose migration has been drained caused by said sub-horizontal drains towards the part bottom of the central well where it transits and from which it is produced to the surface.
l'effluent à produire, caractérisé en ce que ladite zone de transit est située au moins partiellement dans ladite formation imperméable et en ce que lesdits drains subhorizontaux rejoignent ladite zone de transit en pénétrant dans ladite formation imperméable après avoir traversé ladite formation géologique contenant l'effluent. 14. System according to claim 11, applied in case the said geological formation containing the effluent overcomes another impermeable geological formation the effluent to be produced, characterized in that said zone of transit is located at least partially in said waterproof formation and in that said drains subhorizontal join said transit zone in entering said waterproof formation after having crossed said geological formation containing the effluent.
l'effluent à produire, caractérisé en ce que ladite zone de transit est située au moins partiellement dans ladite formation imperméable et en ce que lesdits drains subhorizontaux rejoignent ladite zone de transit en pénétrant dans ladite formation imperméable après avoir traverse ladite formation géologique contenant l'effluent. 15. System according to claim 12, applied in case the said geological formation containing the effluent overcomes another impermeable geological formation the effluent to be produced, characterized in that said zone of transit is located at least partially in said waterproof formation and in that said drains subhorizontal join said transit zone in entering said waterproof formation after having crosses said geological formation containing the effluent.
l'effluent à produire, caractérisé en ce que ladite zone de transit est située au moins partiellement dans ladite formation imperméable et en ce que lesdits drains subhorizontaux rejoignent ladite zone de transit en pénétrant dans ladite formation imperméable après avoir traversé ladite formation géologique contenant l'effluent. 16. System according to claim 13, applied in case the said geological formation containing the effluent overcomes another impermeable geological formation the effluent to be produced, characterized in that said zone of transit is located at least partially in said waterproof formation and in that said drains subhorizontal join said transit zone in entering said waterproof formation after having crossed said geological formation containing the effluent.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| MKLA | Lapsed |