CA2438198C - Methode pour estimer le rapport volumique du gaz a l`huile (gor) dans les fluides d`un puits en cours de forage - Google Patents
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Abstract
- Méthode pour évaluer le rapport volumique du gaz à l'huile dans les fluides d'un puits en cours de forage (GOR) par des mesures directes ou indirectes des volumes de gaz et d'huile dans les déblais de forage. - La méthode comporte essentiellement - la détermination du volume de gaz (Vg) contenu dans les fluides de forage par le biais d'une mesure d'un rapport entre un volume de gaz produit et un volume correspondant de roche forée; - la détermination du volume d'huile (Vo) par la mesure du taux de carbone organique (TOC) dans la roche forée en tenant compte de caractéristiques physiques de la roche forée et de l'huile dans les conditions de surface; et - la détermination du dit rapport volumétrique (GOR) en faisant le rapport des volumes de gaz et d'huile précédemment déterminés. - La méthode peut être mise en oeuvre sur le chantier même de forage en utilisant un équipement de type Rock-Eval par exemple
Description
METHODE POUR ESTIMER LE RAPPORT VOLUMIQUE DU GAZ A L'HUILE
s (GOR) DANS LES FLUIDES D'UN PUITS EN COURS DE FORAGE.
La présente invention concerne une méthode pour estimer le rapport volumique du gaz à l'huile dans les fluides d'un puits en cours de forage que les pétroliers désignent usuellement en abrégé par GOR (pour gasoil ratio).
Etat de la technique Un certain nombre de compagnies de services mesurent depuis longtemps le contenu en gaz de la boue ("mud Jogging" - mesure des composées C 1-CS) et certaines de ces compagnies développent actuellement des outils de mesure permettant de quantifier d'une manière plus précise les teneurs en gaz de la boue notamment pour les hydrocarbures des fractions C6-C8.
En exploration comme en développement, lorsque en cours de forage, un niveau riche en hydrocarbures est découvert, il est très important pour l'opérateur pétrolier de connaître le type de fluides présent dans la formation (huile, gaz, condensat, huile lourde, 2o etc.) ou encore mieux le rapport volumique du gaz à l'huile dans les fluides d'un puits.
Cette information n'est accessible actuellement que par des tests de formation qui demande un arrêt du forage et représente un coût important pour l'opérateur. Dans cette optique, il est clair qu'avoir une approximation de ce GOR en cours de forage serait un "plus"
important pour l'opérateur car cette donnée permettrait de mieux appréhender l'intérêt 35 économique du gisement potentiel et aboutirait à une meilleure évaluation de la suite des opération de forage (arrêt ou poursuite du forage, absence ou déclenchement de test ou d'essais de production).
s (GOR) DANS LES FLUIDES D'UN PUITS EN COURS DE FORAGE.
La présente invention concerne une méthode pour estimer le rapport volumique du gaz à l'huile dans les fluides d'un puits en cours de forage que les pétroliers désignent usuellement en abrégé par GOR (pour gasoil ratio).
Etat de la technique Un certain nombre de compagnies de services mesurent depuis longtemps le contenu en gaz de la boue ("mud Jogging" - mesure des composées C 1-CS) et certaines de ces compagnies développent actuellement des outils de mesure permettant de quantifier d'une manière plus précise les teneurs en gaz de la boue notamment pour les hydrocarbures des fractions C6-C8.
En exploration comme en développement, lorsque en cours de forage, un niveau riche en hydrocarbures est découvert, il est très important pour l'opérateur pétrolier de connaître le type de fluides présent dans la formation (huile, gaz, condensat, huile lourde, 2o etc.) ou encore mieux le rapport volumique du gaz à l'huile dans les fluides d'un puits.
Cette information n'est accessible actuellement que par des tests de formation qui demande un arrêt du forage et représente un coût important pour l'opérateur. Dans cette optique, il est clair qu'avoir une approximation de ce GOR en cours de forage serait un "plus"
important pour l'opérateur car cette donnée permettrait de mieux appréhender l'intérêt 35 économique du gisement potentiel et aboutirait à une meilleure évaluation de la suite des opération de forage (arrêt ou poursuite du forage, absence ou déclenchement de test ou d'essais de production).
2 Dans l'état actuel des connaissances, il n'existe pas de méthode permettant de connaître ce GOR sans avoir recours à des tests de formation. Seules existent des méthodes plus ou moins empiriques basées sur des rapports moléculaires des gaz provenant de la boue de forage dont l'interprétation permet, dans le meilleur des cas, de savoir si le fluide présent dans le réservoir est de l'huile, du gaz ou des huiles lourdes.
La méthode selon l'invention La méthode selon l'invention permet en cours de forage d'évaluer le GOR sur le chantier même de forage par des mesures directes ou indirectes des volumes de gaz et d'huile dans les déblais de forage.
Elle comporte essentiellement - la détermination du volume de gaz (Vg) contenu dans les fluides de forage par le biais d'une mesure d'un rapport entre un volume de gaz produit et un volume correspondant de roche forée ;
- la détermination du volume d'huile (Vo) par la mesure du taux de carbone organique (TOC) dans la roche forée en tenant compte de caractf:ristiques physiques de la roche forée et de l'huile dans les conditions de surface ; et - la détermination du dit rapport volumétrique (GOR) en faisant le rapport des volumes de gaz et d'huile précédemment déterminés.
On évalue par exemple le rapport d'un volume de gaz produit à la surface à un même ?o volume de roche forée en tenant compte de la concentration en gaz des fluides de forage, du flux de fluides de forage en circulation, d'un taux de pénétration de l'outil de forage et du diamètre du trou foré.
D'autres caractéristiques et avantages de la méthode selon l'invention, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après.
DESCRIPTION DETAILLEE
On rappelle que le GOR (Gaz/Oil ratio) est défini par la relation GOR = VU/ V~
où V, et V~ sont respectivement les volumes de gaz et d'huile produits à la surface en conditions standards
La méthode selon l'invention La méthode selon l'invention permet en cours de forage d'évaluer le GOR sur le chantier même de forage par des mesures directes ou indirectes des volumes de gaz et d'huile dans les déblais de forage.
Elle comporte essentiellement - la détermination du volume de gaz (Vg) contenu dans les fluides de forage par le biais d'une mesure d'un rapport entre un volume de gaz produit et un volume correspondant de roche forée ;
- la détermination du volume d'huile (Vo) par la mesure du taux de carbone organique (TOC) dans la roche forée en tenant compte de caractf:ristiques physiques de la roche forée et de l'huile dans les conditions de surface ; et - la détermination du dit rapport volumétrique (GOR) en faisant le rapport des volumes de gaz et d'huile précédemment déterminés.
On évalue par exemple le rapport d'un volume de gaz produit à la surface à un même ?o volume de roche forée en tenant compte de la concentration en gaz des fluides de forage, du flux de fluides de forage en circulation, d'un taux de pénétration de l'outil de forage et du diamètre du trou foré.
D'autres caractéristiques et avantages de la méthode selon l'invention, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après.
DESCRIPTION DETAILLEE
On rappelle que le GOR (Gaz/Oil ratio) est défini par la relation GOR = VU/ V~
où V, et V~ sont respectivement les volumes de gaz et d'huile produits à la surface en conditions standards
3 Détermination de Vg Le volume VQ de gaz contenu dans la boue de forage est estimé à partir des mesures du rapport V~/Vr (où Vr est un volume de roche forée) fournies par l'opérateur. On évalue par exemple ce rapport R du m~ de gaz produit à la surface par m3 de roche forée en se basant sur les informations suivantes : concentration en gaz cïe la boue (en %), flux de boue (m3/min), taux de pénétration de l'outil de forage (minutelrnètre) et diamètre du trou.
A partir de cette valeur R on peut calculer Vâ = R * Vr Détermination du volume d'huile Vo Nous proposons d'estimer le volume d'huile Vo en utilisant des mesures réalisées sur le chantier même de forage au moyen d'un procédé et d'un outil d'analyse de type Rock-Eval par exemple, à partir de déblais de forage (cutdngs).
Ce procédé qui permet, dans le cas d'un gisement d'hydrocarbures, de quantifier le 1s contenu en carbone organique (TOC) présent dans un échantillon de roches, est décrit et mis en oeuvre par exemple dans les brevets suivants du demandeur : FR
2.722.296 (US
5.843.787), FR 2.786.568, FR 2.472.754 (US 4.352.673) ou US 4.153.415, concernant la technique dite Rock-Eval.
Ce contenu en carbone organique (TOC) exprimé en % pondéral de carbone par 2o rapport à la roche, permet d'évaluer (en considérant des densités moyennes pour la phase hydrocarbonée liquide et pour la roche) le % volumétrique d'hydrocarbures présent dans un échantillon de roche analysée.
Compte tenu que l'échantillon est prélevé à la pression et la température régnant à la surface, l'on peut considérer que seule la fraction liquide du fluide du réservoir est présente 25 dans les déblais de forage (cuttings). Le volume d'huile Vo est donc directement déterminé
à partir du Rock-Eval avec la relation 100 ~k. P' .V, où
A"
po est la densité de l'hydrocarbure liquide en surface (généralement estimé à
0.8) ;
pr est la densité de la roche estimée en utilisant la relation pr = pY~ (1-~)+
p~.~ où
p, est la densité de la matrice (2.8 pour une dolomie, 2.71 pour un calcaire, 2.65 pour un grés) ;
~ est la porosité de la roche ; et k est le rapport entre % pondéral d'hydrocarbures et % pondéral de carbone (généralement estimé à 1.2) Evaluation du GOR
Il est basé sur le calcul de V~/V
v, _ R.V
1o GOR = ~ - r d'où il s'ensuit que r V~ 100 ~k. pr .V
p, GOR =
TOC .k. pr 100 p"
A partir de cette valeur R on peut calculer Vâ = R * Vr Détermination du volume d'huile Vo Nous proposons d'estimer le volume d'huile Vo en utilisant des mesures réalisées sur le chantier même de forage au moyen d'un procédé et d'un outil d'analyse de type Rock-Eval par exemple, à partir de déblais de forage (cutdngs).
Ce procédé qui permet, dans le cas d'un gisement d'hydrocarbures, de quantifier le 1s contenu en carbone organique (TOC) présent dans un échantillon de roches, est décrit et mis en oeuvre par exemple dans les brevets suivants du demandeur : FR
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Ce contenu en carbone organique (TOC) exprimé en % pondéral de carbone par 2o rapport à la roche, permet d'évaluer (en considérant des densités moyennes pour la phase hydrocarbonée liquide et pour la roche) le % volumétrique d'hydrocarbures présent dans un échantillon de roche analysée.
Compte tenu que l'échantillon est prélevé à la pression et la température régnant à la surface, l'on peut considérer que seule la fraction liquide du fluide du réservoir est présente 25 dans les déblais de forage (cuttings). Le volume d'huile Vo est donc directement déterminé
à partir du Rock-Eval avec la relation 100 ~k. P' .V, où
A"
po est la densité de l'hydrocarbure liquide en surface (généralement estimé à
0.8) ;
pr est la densité de la roche estimée en utilisant la relation pr = pY~ (1-~)+
p~.~ où
p, est la densité de la matrice (2.8 pour une dolomie, 2.71 pour un calcaire, 2.65 pour un grés) ;
~ est la porosité de la roche ; et k est le rapport entre % pondéral d'hydrocarbures et % pondéral de carbone (généralement estimé à 1.2) Evaluation du GOR
Il est basé sur le calcul de V~/V
v, _ R.V
1o GOR = ~ - r d'où il s'ensuit que r V~ 100 ~k. pr .V
p, GOR =
TOC .k. pr 100 p"
Claims (3)
1. Méthode pour estimer le rapport volumique (GOR) du gaz à l'huile dans les fluides d'un puits en cours de forage, caractérisée en ce qu'elle comporte:
- la détermination du volume de gaz (Vg) contenu dans les fluides de forage par le biais d'une mesure d'un rapport entre un volume de gaz produit et un volume correspondant de roche forée;
- la détermination du volume d'huile (Vo) par la mesure du taux de carbone organique (TOC) dans la roche forée en tenant compte de caractéristiques physiques de la roche forée et de l'huile dans les conditions de surface; et - la détermination du dit rapport volumétrique (GOR) en faisant le rapport des volumes de gaz et d'huile précédemment déterminés.
- la détermination du volume de gaz (Vg) contenu dans les fluides de forage par le biais d'une mesure d'un rapport entre un volume de gaz produit et un volume correspondant de roche forée;
- la détermination du volume d'huile (Vo) par la mesure du taux de carbone organique (TOC) dans la roche forée en tenant compte de caractéristiques physiques de la roche forée et de l'huile dans les conditions de surface; et - la détermination du dit rapport volumétrique (GOR) en faisant le rapport des volumes de gaz et d'huile précédemment déterminés.
2. La méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on évalue le rapport d'un volume de gaz produit à la surface à un même volume de roche forée en tenant compte de la concentration en gaz des fluides de forage, du flux de fluides de forage en circulation, d'un taux de pénétration de l'outil de forage et du diamètre du trou foré.
3. La méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on détermine ledit rapport volumétrique (GOR) par la relation:
.rho.o est la densité de l'hydrocarbure liquide en surface (généralement estimé à 0.8);
.rho.r est la densité de la roche estimée, R est le rapport mesuré du volume de gaz produit à la surface par le volume de roche forée et k est le rapport entre %
pondéral d'huile et de carbone dans la roche forée.
.rho.o est la densité de l'hydrocarbure liquide en surface (généralement estimé à 0.8);
.rho.r est la densité de la roche estimée, R est le rapport mesuré du volume de gaz produit à la surface par le volume de roche forée et k est le rapport entre %
pondéral d'huile et de carbone dans la roche forée.
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