CA2535251C - Procede d'amelioration d'extraction du petrole brut et installation mettant en oeuvre ce procede - Google Patents

Procede d'amelioration d'extraction du petrole brut et installation mettant en oeuvre ce procede Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'amélioration d'une installation d'extraction 1 d'hydrocarbures, à travers un forage reliant la surface à un gisement 4, comprenant une enveloppe 6 sensiblement cylindrique consolidant ledit forage et un tuyau d'extraction 8 logé à l'intérieur de ladite enveloppe 6. L'installation comprend une chaudière 14 de production de fluide chaud constitué d'hydrocarbures, une canalisation 12 isolée thermiquement reliant la chaudière au gisement 4 permettant la circulation du fluide chaud depuis la surface vers la crépine 17 pour obtenir un mélange constitué du fluide chaud et des hydrocarbures provenant du gisement 4, et une unité de récupération 11 du mélange fluide par l'intermédiaire du tuyau d'extraction 8.

Description

PROCEDE D'AMELIORATION D'EXTRACTION DU PETROLE BRUT ET
INSTALLATION METTANT EN UVRE CE PROCEDE
Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs d'extraction de liquides des gisements géologiques, de type hydrocarbures.
Il est connu à ce jour d'extraire des liquides du sol, par exemple des hydrocarbures, reposants dans des gisements souterrains pouvant se trouver à plusieurs kilomètres dans la terre. Après forage d'un trou depuis la surface jusqu'au gisement où repose le liquide à extraire, on consolide ce trou au fur et à mesure du forage avec des tuyaux de diamètre dégressif. L'ensemble de ces tuyaux constitue une enveloppe.
Dans la zone productrice, vers l'extrémité enfouie, cette enveloppe est percée d'un certain nombre d'orifices afin d'offrir un accès au fluide vers le tube de production. Cette partie percée est désignée par le terme crépine ou drain suivant sa longueur. Un tuyau de diamètre constant et inférieur à celui de l'enveloppe est introduit dans l'enveloppe précédente afin d'atteindre le fond du trou pour pomper le liquide jusqu'à la surface. Ce tuyau est donc un tuyau d'extraction.
Un problème fréquemment rencontré est la faible valeur du débit absolu ou total du puits. Ce débit est lié à plusieurs facteurs, mais c'est essentiellement la viscosité du liquide extrait qui pose problème. Ce liquide est d'autant plus visqueux que sa température est faible. Selon la composition des liquides à extraire, un autre problème peut apparaître.
Dans le cas d'un liquide contenant des fractions pouvant se solidifier, par exemple des paraffines ou des asphaltènes, ces fractions ont tendance à se solidifier et ceci d'autant plus que la température baisse. Ces fractions tendent à se déposer et viennent alors progressivement obturer les orifices de la zone productrice, au niveau de l'enveloppe, et dans le gisement lui-même au voisinage de l'enveloppe.
On constate donc que la viscosité élevée et les dépôts solides conduisent à des ralentissements dudit débit, ce qui augmente le coût de la production par unité de volume,
2 pouvant conduire à la fermeture d'un puits.
Il est connu que l'injection de chaleur dans un puits de pétrole favorise l'écoulement dans la roche productrice et à
travers la crépine ou drain. La chaleur agit de deux façons :
elle diminue la viscosité du pétrole brut favorisant ainsi son écoulement et elle empêche la formation de dépôts, paraffines et asphaltènes, voire les fait fondre si des dépôts antérieurs à l'injection de chaleur existaient.
Afin de remédier à ce problème, on a déjà appliqué
plusieurs solutions. On peut se référer aux brevets US-2757738 et US-4344485.
Une solution consiste à injecter, par l'intermédiaire du tuyau d'extraction, de la vapeur d'eau sous pression.
Plusieurs inconvénients apparaissent. Compte tenu de la /5 longueur importante d'un puits, pouvant atteindre plusieurs kilomètres, il est difficile de garantir que la vapeur arrive chaude au fond du puits. De plus, l'utilisation du tuyau d'extraction à cet usage nécessite un arrêt complet de la production durant cette phase. Cette méthode présente les inconvénients d'une production discontinue (connue sous le vocable anglais Huff n' Puff).
Les inconvénients de l'utilisation de la vapeur d'eau sont bien connus. En effet, ces dispositifs ont recours à de grandes quantités d'énergie, à des installations complexes pour l'injection, et à l'approvisionnement qui peut s'avérer difficile dans les pays secs ou froids. De plus, l'injection de vapeur d'eau dans le réservoir conduit à la récupération d'un mélange huile/eau (vapeur condensée)/résidu de vapeur, ce qui entraîne la nécessité de prévoir une installation particulière pour séparer l'huile de l'eau.
Une autre solution consiste à injecter dans la zone réservoir un solvant des fractions lourdes. Un inconvénient est la nécessité de prévoir la logistique autour de ce solvant : approvisionnement, stockage_ Un autre inconvénient réside dans le fait que l'action chimique du solvant ne porte que sur certaines fractions. Au contraire, les autres méthodes agissant par apport de chaleur ont un double effet.
Elles agissent sur les dépôts et sur la fluidité du liquide
3 réchauffé, augmentant ainsi le débit extractible et l'efficacité de l'extraction.
Une autre solution par apport de chaleur consiste à
disposer, au niveau du fond du puits, un réchauffeur. Ce réchauffeur est avantageusement une résistance électrique. La difficile diffusion de cette puissance thermique engendre des températures très importantes. Il se pose alors des problèmes de choix des matériaux, tant pour la résistance, que pour l'extrémité de l'enveloppe et/ou du tuyau d'extraction.
Compte tenu de sa localisation en fond de puits, il est délicat de réaliser une telle résistance fiable et aisément maintenable. Pour des raisons de sécurité enfin, il est délicat d'apporter de grandes quantités d'énergie électrique en fond de puits.
Le but de la présente invention est de fournir un système d'amélioration de la productivité d'un puits et d'augmentation des réserves récupérables en envoyant de la chaleur dans le réservoir par conduction sans un apport d'énergie important, simple à mettre en uvre et permettant d'obvier les inconvénients précités.
L'invention a donc pour objet un procédé d'extraction d'hydrocarbures permettant d'accélérer la production de la zone productrice du gisement d'un puits et d'en augmenter la quantité cumulée d'hydrocarbures, caractérisé en ce qu'on fait circuler un fluide chaud constitué d'hydrocarbures extraits circulant de façon continue entre le gisement et un réservoir de stockage des hydrocarbures extraits, afin de porter localement à une température supérieure la zone productrice par conduction pour fluidifier les hydrocarbures emprisonnés dans le gisement sous-terrain, par l'intermédiaire d'une conduite calorifugée, le fluide chaud étant mélangé
aux hydrocarbures extraits par l'intermédiaire d'une crépine ou drain au niveau de la zone productrice et dont on récupère en surface le mélange ainsi formé à
l'aide d'un tuyau d'extraction.
4 La production est telle que l'arrivée de frigories apportées par les hydrocarbures extraits du réservoir est inférieure à la quantité de chaleur diffusée en majorité par conduction dans le réservoir et dont le débit est maintenu inférieur à 3 barils par jour et par mètre linéaire de drain ou crépine.
L'invention concerne également une installation d'extraction d'hydrocarbures, à travers un forage reliant la surface à un gisement, comprenant une enveloppe sensiblement cylindrique consolidant ledit forage et un tuyau d'extraction logé à
l'intérieur de ladite enveloppe, ladite enveloppe étant prolongée par une crépine ou drain, caractérisée en ce qu'elle comprend une chaudière de production de fluide chaud constitué d'hydrocarbures, une canalisation isolée thermiquement reliant la chaudière au gisement permettant la circulation du fluide chaud depuis la surface vers la crépine pour obtenir un mélange constitué du fluide chaud et des hydrocarbures provenant du gisement, et une unité de récupération du mélange fluide par l'intermédiaire du tuyau d'extraction, le fluide chaud produit par la chaudière et circulant jusqu'à la crépine ou drain comprenant les hydrocarbures extraits.
Cette circulation permet d'augmenter le potentiel de température du fonds de puits et ainsi d'élargir fictivement le diamètre de la crépine ou drain et donc d'augmenter la production et les réserves récupérables.
Selon une caractéristique, la canalisation est insérée dans l'espace disponible entre l'enveloppe et le tuyau d'extraction.
Selon une autre caractéristique, la canalisation est insérée dans le tuyau d'extraction.

ab,. 02535251 2012-10-15 4a Selon encore une autre caractéristique, le fluide chaud est un dissolvant des paraffines et/ou asphaltènes ou un fluidifiant des hydrocarbures ou un mélange dissolvant/hydrocarbures.
Selon encore une autre caractéristique, le fluide chaud est le mélange fluide extrait et chauffé.
Selon encore une autre caractéristique, la canalisation est constituée d'un premier tube interne entouré d'un second tube externe concentrique et d'un isolant logé dans l'espace compris entre les deux tubes.
Selon encore une autre caractéristique, l'isolant est un matériau pulvérulent et en ce qu'une pression réduite est établie dans l'espace compris entre les deux tubes.
Selon encore une autre caractéristique, l'isolant est constitué d'une feuille réflectrice sur laquelle est déposée une poudre, ladite feuille réflectrice étant enroulée en spirale sur elle-même.
Selon encore une autre caractéristique, ladite poudre
5 présente une granulométrie sensiblement égale à 40 pm, des pores dont la taille est de l'ordre de grandeur du libre parcours moyen des molécules du gaz dans lequel elle est placée et une densité comprise entre 50 et 150 kg/m3.
Avantageusement, une pression comprise entre 10-2 et 1 mbar est maintenue entre les deux tubes de la canalisation.
Selon encore une autre caractéristique, la canalisation comprend, entre les deux tubes, des écarteurs constitués d'un matériau microporeux compressé, disposés régulièrement le long de la canalisation, assurant un renfort contre /5 l'écrasement de l'isolant.
Selon encore une autre caractéristique, le fluide est chauffé dans la canalisation à l'aide d'un conducteur électrique.
Un avantage du dispositif selon l'invention réside dans l'apport de chaleur jusqu'au fond du puits, agissant ainsi, tant sur les paraffines ou asphaltènes qu'il fait fondre, que sur le liquide qu'il réchauffe au niveau du fond du puits et de l'environnement proche de l'extrémité de l'enveloppe, afin de le fluidifier pour augmenter le débit extrait, tout en assurant une continuité de la production.
Un autre avantage du dispositif selon l'invention est d'être mis en uvre sans nécessiter l'arrêt de la production pendant son utilisation.
Un autre avantage du dispositif selon l'invention en relation avec la réutilisation du liquide extrait est d'éviter toute la logistique lourde liée à l'utilisation d'un produit exogène.
Un autre avantage du dispositif selon l'invention, lié à
la réutilisation du liquide extrait, est de ne pas polluer le gisement.
Un autre avantage encore de l'invention réside dans la possibilité de faire fondre les paraffines et les asphaltènes afin de déboucher aussi bien les pores de la zone productrice
6 que les orifices de la crépine ou drain.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels :
- la figure 1 illustre un exemple de réalisation d'une installation selon l'invention, - la figure 2 présente une autre réalisation de l'installation, /0 - la figure 3 est une coupe d'un exemple de réalisation d'une canalisation, et - la figure 4 est une coupe d'un autre exemple de réalisation d'une canalisation.
Un puits de pétrole est le plus généralement constitué de /5 deux parties essentielles, une conduite extérieure (désignée par le vocable anglais casing) chargée de consolider la paroi extérieure du puits dans le terrain et un tuyau interne (désignée par le vocable anglais tubing) permettant la remontée du pétrole en surface. Une crépine ou drain remplit 20 deux fonctions : elle assure la filtration du pétrole brut extrait qui remonte vers la surface et elle empêche l'effondrement du trou foré dans la zone productrice.
Différentes vannes manuelles et automatiques assurent les étanchéités et la sécurité du puits vis à vis de l'extérieur.
25 Comme mentionné plus haut, l'objectif de l'invention est de réaliser un chauffage de la zone productrice en majorité
par conduction et il faut s'assurer que la quantité d'énergie diffusée par conduction dans le réservoir est suffisamment importante pour contrebalancer l'arrivée de frigories 30 apportées par les hydrocarbures produits. On estime que l'ordre de grandeur de production d'hydrocarbures doit être inférieur à 3 barils environ par jour et par mètre de crépine ou drain pour que l'apport de chaleur soit efficace.
La conduction thermique d'une roche réservoir est 35 comprise entre 0,7 et 3 W/m. C. Pour que la chaleur s'écoule de la crépine ou drain vers la roche réservoir, il faut que le débit du brut soit inférieur à 3 barils par jour et par mètre de crépine ou drain. Ce débit est faible et à titre
7 d'ordre de grandeur, un puits dont la longueur de la crépine ou drain est de 10 mètres doit produire moins de 30 barils par jour pour que le chauffage du réservoir soit significatif. S'il sera facile d'augmenter par chauffage la production de 5 barils par jour de 30 à 50%, à 30 barils par jour, l'apport de chaleur sera pratiquement inefficace sauf s'il s'agit de faire fondre très localement des paraffines ou autres asphaltènes, ce qui pourra être réalisé en diminuant momentanément la production pour laisser la chaleur pénétrer le réservoir.
A titre d'ordre de grandeur, dans un puits vertical et pour une production de base de 10 barils par jour, il convient d'injecter au minimum une quantité de chaleur de l'ordre de 2 kW. Les pertes thermiques minimales d'une conduite de 1000 mètres de long sont avec un isolant poreux sous pression réduite comprise entre 2 et 5 kW pour les écarts de températures souhaités. On voit que la puissance à
injecter en amont de la conduite devra être de l'ordre de la vingtaine de kW pour que les pertes thermiques le long de la conduite d'injection laissent le fluide injecté à une température suffisamment élevée (par exemple 150 'C) au niveau de la crépine.
Lorsque le débit de la zone productrice est supérieur à 3 barils par jour et par mètre de crépine ou drain, l'apport de frigories venant du fluide s'êcoulant de la zone .productrice vers la crépine ou drain est supérieur à la quantité de chaleur transmise par conduction par cette crépine ou drain, ce qui réduit l'intérêt de l'invention dans ce domaine de productivité.
Selon la figure 1, on a représenté une vue globale d'une installation 1 conforme à la présente invention dans un puits d'extraction 2 de liquide 3. Dans cette réalisation, le puits 2 est vertical. Afin d'extraire ce liquide 3 présent sous terre dans une poche géologique ou gisement de fond 4, on fore un trou 5 sensiblement vertical, reliant la surface,>/au gisement de fond 4()au fur et à mesure de la progression du forage du trou 5, qui peut atteindre des longueurs de plusieurs kilomètres. Le trou 5 est consolidé par l'insertion
8 de segments cylindriques d'une enveloppe 6. Ces segments sont insérés les uns après les autres de façon connue, les suivants passant dans les précédents. La succession de ces segments constitue l'enveloppe 6 qui présente une forme sensiblement tubulaire de diamètre lentement décroissant avec la profondeur, dont l'ordre de grandeur est de 9"5/8 (245 cm). Cette façon de faire est tout à fait classique et n'a pas à être décrite plus longuement.
L'extrémité de cette enveloppe 6 est munie de /0 perforations radiales 7 à son extrémité basse dans le gisement de fond 4 et ces perforations permettent l'entrée du liquide 3 dans l'enveloppe 6. Cette partie de l'enveloppe est appelée communément crépine ou drain 17. Dans cette enveloppe, on dispose un tuyau 8 de pompage avec un espace /5 libre entre l'enveloppe 6 et le tuyau de pompage 8. Il relie l'extrémité basse de l'enveloppe 6 au niveau du gisement de fond 4 où il collecte le liquide 3 pour le remonter à la surface. Ce tuyau 8 est prolongé par une conduite 9 de surface permettant de recueillir dans un réservoir 10 le 20 mélange fluide. Un pompage additionnel peut être assuré de façon connue par une pompe 11, ou unité de pompage, disposée par exemple au voisinage du réservoir 10. Le diamètre du tuyau de pompage 8 est classiquement égal à 4"1/2 (114 cm).
Une canalisation 12 additionnelle est disposée dans 25 l'enveloppe 6 pour assurer l'injection d'un fluide chaud au fond du puits, au niveau du gisement de fond 4. Cette canalisation 12, compte tenu de l'espace disponible, présente un diamètre externe de l'ordre de 2"1/2 (63,5 cm). Ce diamètre doit encore être réduit pour réaliser toutes les 30 fonctions de protection mécanique et thermique de la canalisation 12 et du mélange fluide 3. Cette canalisation 12 est prolongée par une conduite 13 extérieure débouchant dans le réservoir 10. Le long de la conduite 13, on incorpore une chaudière 14, et une pompe 15 d'injection. Cette pompe 15 35 prélève une fraction de mélange fluide dans le réservoir 10.
On réalise ainsi une circulation continue entre le gisement 4 et le réservoir 10. Une pompe à vide 16 est prévue pour faire un vide partiel dans l'espace annulaire de la canalisation
9 12. La chaudière 14 et les pompes 15 et 16 peuvent être placés en n'importe quel autre point de la conduite. Sur la figure, la canalisation 12 est insérée dans l'espace disponible entre l'enveloppe 6 et le tuyau d'extraction 8 mais elle peut être insérée dans le tuyau d'extraction 8.
Le fluide ainsi injecté au fond 4 peut agir chimiquement ou thermiquement. Son activité chimique peut être dissolvante afin de limiter, diminuer ou supprimer les dépôts, telles des paraffines ou des asphaltènes, qui lors de leur solidification viendraient se déposer aux abords des perforations 7 de l'enveloppe 6, jusqu'à venir les obturer.
Un tel solvant ou dissolvant peut être par exemple du xylène, du propane, du dioxyde de carbone. L'action chimique peut aussi être fluidifiante. Un fluidifiant agira ainsi en empêchant l'épaississement et le dépôt, mais aussi en fluidifiant le liquide 3 au niveau du gisement de fond 4 à
proximité de l'extrémité de l'enveloppe 6, facilitant ainsi l'extraction du liquide 3 et permettant d'augmenter le débit d'extraction. L'injection d'un tel dissolvant ou fluidifiant peut avantageusement être effectué après augmentation de sa température et/ou de sa pression.
Le fait d'utiliser un fluide chaud confère une double action. La chaleur permet de faire fondre les fractions déjà
solidifiées ou déposées. La chaleur agit de plus, en diminuant la viscosité du liquide 3 à extraire. .Ce dernier devient plus fluide en étant chauffé. Par conduction dans la roche réservoir, la chaleur envoyée va fluidifier les hydrocarbures à extraire et par-là, diminuer la perte de charge. Ainsi, avec une même puissance de pompage, une quantité plus importante de liquide sera extraite (amélioration de la productivité) et on pourra pomper du liquide emprisonné plus loin dans le réservoir (amélioration des réserves récupérables). Afin de ne pas polluer le gisement par un apport de fluide exogène, il est très avantageux d'utiliser comme fluide chaud, le mélange fluide d'hydrocarbures qui a été extrait, après l'avoir réchauffé.
Il est ainsi possible de prélever une partie du liquide 3 extrait par la canalisation de pompage 12, pour, après l'avoir réchauffé par un passage dans la chaudière 14, le réinjecter chaud dans la canalisation 12. Ce liquide 3 est un bon caloporteur. De plus, en l'absence de risque de pollution de la zone productrice par un produit exogène, il est 5 possible d'en injecter de grandes quantités, et donc d'apporter de grandes quantités de chaleur.
La profondeur (p) du trou pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres (100 à 2000 m), il est indispensable pour apporter de la chaleur au fond 4, de disposer d'une
10 canalisation 12 hautement isolée thermiquement.
Avantageusement, le fluide est chauffé dans la canalisation 12 à l'aide d'un conducteur électrique.
Sur la figure 2, on a représenté une autre installation d'extraction 1 à partir d'un gisement de fond horizontal 4 d'un puits 2 et dans laquelle l'enveloppe 6 est prolongée par un drain 17 sensiblement horizontal d'une longueur (1) d'environ 500 à 2000 mètres. Dans cette réalisation, on voit que l'extrémité du tuyau 8 de pompage par laquelle entre le fluide à extraire est disposé à proximité du début du drain 17 et est muni d'une pompe 18. Cette pompe est classiquement soit une pompe à balancier avec un mécanisme en surface et une partie aspirante à l'extrémité du tuyau 8, soit une pompe MOINEAU ou PCP dont le corps est situé à l'extrémité du tuyau 8. Par contre, la canalisation 12 s'étend sur toute la longueur du drain 17 afin d'assurer une circulation du fluide chaud constitué d'hydrocarbures sur toute la longueur de la crépine 17. On notera que la zone productrice présente un débit faible de 0,2 à 2 barils par jour et par mètre. Mais la grande longueur du drain 17 horizontal autorise des débits absolus importants de l'ordre de 500 à 3 000 barils par jour.
Dans ces conditions, un apport de chaleur au niveau du drain est tout à fait intéressant. Le fluide chaud va se mélanger avec l'huile produite à réchauffer ainsi que la crépine et donc diminuer la viscosité dans le drain et dans le réservoir, par-là diminuer la perte de charge et faciliter l'extraction des hydrocarbures. On peut en effet avec la même puissance de pompage extraire plus rapidement le liquide emprisonné dans la roche (amélioration de la productivité) et
11 aller chercher des hydrocarbures plus loin dans le réservoir (augmentation des réserves récupérables).
La figure 3 représente une vue en coupe d'une canalisation 12 particulièrement appropriée pour équiper les installations selon les figures 1 et 2. La canalisation 12 est réalisée suivant la technique connue sous le vocable anglais du pipe in pipe . Un premier tube interne 20 assure le transport du fluide. Ce premier tube 20 est protégé
mécaniquement par un second tube externe 21 de diamètre plus important concentrique avec le premier tube 20. Entre les deux tubes 20 et 21 est disposé un isolant 22.
Plusieurs possibilités sont offertes pour réaliser un isolant entre les deux tubes 20 et 21.
Le vide est un très bon isolant. Compte tenu des grandes /5 longueurs de canalisation 12 envisagées, des contraintes de pression dans l'annulaire entre ces tubes et des variations thermiques entraînant des contraintes de flambage des tubes et 21, une telle solution ne peut garantir que ces deux tubes ne vont pas venir en contact l'un de l'autre. Un tel 20 contact conduit d'une part à la disparition du vide isolant entre les deux tubes et entraîne d'autre part par conduction une importante perte thermique, d'autant plus importante que les tubes sont en matériau métallique. Ces contacts peuvent être évités en introduisant des écarteurs 25 entre les deux tubes.
Il est donc préférable d'introduire dans l'espace entre les deux tubes 20 et 21 un isolant rigide 22 résistant à
l'écrasement, agissant comme un écarteur pour empêcher les deux tubes 20 et 21 de venir en contact. Le matériau utilisé
pour réaliser ces écarteurs doit présenter un bon comportement isolant. Un tel matériau peut avantageusement être un matériau microporeux. Ce matériau microporeux, du type de celui décrit dans le brevet FR-2746891, est avantageusement obtenu en comprimant une poudre par exemple de silice pyrogénée. Un tel matériau microporeux comprimé
présente avantageusement une densité comprise entre 200 et 400 kg/m3. Les capacités thermiques isolantes d'un tel matériau sont nettement améliorées lorsqu'il est placé dans
12 l'annulaire sous faible pression entre les deux tubes. Une telle faible pression, avantageusement comprise entre 1 mbar et la pression atmosphérique, peut ici être obtenue en utilisant une pompe à vide entre les deux tubes 20 et 21. Les conditions objectives sont nettement moins exigeantes que le vide poussé proposé précédemment à l'aide de la pompe 16. La fonction d'écarteur assurée par un tel matériau microporeux peut être obtenue en l'utilisant pour remplir totalement l'espace entre les deux tubes. Il est aussi envisageable du point de vue mécanique, de ne placer des écarteurs 25 en matériau microporeux de quelques centimètres de longueur que régulièrement le long de la canalisation 12, selon une période comprise entre 0,1 et 1 mètre, assurant ainsi un renfort contre l'écrasement de l'isolant.
/5 On peut également réaliser un isolant 22 en réalisant un superisolant multicouche constitué d'écrans réflecteurs 23 intercalant des couches de poudre 24 tel que décrit dans le brevet FR-2862122 et représenté sur la figure 4. Les écrans sont constitués par une feuille réflectrice, par exemple d'aluminium, sur laquelle la poudre est déposée, enroulée en spirale sur elle-même. La poudre 24 présente une granulométrie sensiblement égale à 40 pm, des pores dont la taille est de l'ordre de grandeur du libre parcours moyen des molécules du gaz dans lequel cette poudre est placée et une densité comprise entre 50 et 150 kg/m3.
Avantageusement, une pression comprise entre 10-2 et 1 mbar est maintenue entre les deux tubes de la canalisation.
Il est possible aussi de réaliser un isolant 22 en combinant l'utilisation d'écrans réflecteurs 23 disposés en multicouches avec un vide partiel de l'ordre de 10-2 à 1 mbar. Un tel isolant permet de chauffer la zone productrice à
une température voisine de 200 C, ce qui permet de réduire considérablement la viscosité des hydrocarbures et ainsi d'assurer le pompage dans des conditions économiques acceptables.
Une canalisation telle que décrite précédemment permet un apport de chaleur suffisant pour rendre suffisamment fluide les hydrocarbures avec une chaudière de 20 à 500 KW.
13 L'installation 1 selon l'invention permet d'augmenter la production de pétrole brut de 20 à 100%, d'exploiter des réserves délaissées et d'éviter toute pollution des gisements.
A titre indicatif, une canalisation double 12 selon l'invention peut être constituée d'un tube externe de 33 mm de diamètre extérieur avec une épaisseur de 2 mm et un tube externe de 13 mm de diamètre extérieur avec une épaisseur de 2 mm et est apte à transporter 20 kW à 200 C sur une /0 distance globale de 1000 mètres. Une canalisation double 12 constitué d'un tube externe de 60 mm de diamètre et d'épaisseur 6 mm et d'un tube interne de 33 mm de diamètre externe et d'épaisseur 4 mm transportera facilement 200 kW à
200 C sur une distance globale de 2000 mètres.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Procédé d'extraction d'hydrocarbures permettant d'accélérer la production de la zone productrice du gisement (4) d'un puits (2) et d'en augmenter la quantité cumulée d'hydrocarbures, caractérisé en ce qu'on fait circuler un fluide chaud constitué d'hydrocarbures extraits circulant de façon continue entre le gisement (4) et un réservoir de stockage des hydrocarbures extraits, afin de porter localement à une température supérieure la zone productrice par conduction pour fluidifier les hydrocarbures emprisonnés dans le gisement sous-terrain (4), par l'intermédiaire d'une conduite calorifugée, le fluide chaud étant mélangé aux hydrocarbures extraits par l'intermédiaire d'une crépine ou drain (17) au niveau de la zone productrice et dont on récupère en surface le mélange ainsi formé à
l'aide d'un tuyau d'extraction.
2. Procédé d'extraction d'hydrocarbures selon la revendication 1, dans lequel la production est telle que l'arrivée de frigories apportées par les hydrocarbures extraits du gisement (4) est inférieure à la quantité de chaleur diffusée en majorité par conduction dans le gisement et dont le débit est maintenu inférieur à 3 barils par jour et par mètre linéaire de drain ou crépine.
3. Installation d'extraction (1) d'hydrocarbures, à travers un forage reliant la surface à un gisement (4), comprenant une enveloppe (6) sensiblement cylindrique consolidant ledit forage et un tuyau d'extraction (8) logé à
l'intérieur de ladite enveloppe (6), ladite enveloppe étant prolongée par une crépine ou drain (17), caractérisée en ce qu'elle comprend une chaudière (14) de production de fluide chaud constitué d'hydrocarbures, une canalisation (12) isolée thermiquement reliant la chaudière au gisement (4) permettant la circulation du fluide chaud depuis la surface vers la crépine (17) pour obtenir un mélange constitué du fluide chaud et des hydrocarbures provenant du gisement (4), et une unité de récupération (11) du mélange fluide par l'intermédiaire du tuyau d'extraction (8), le fluide chaud produit par la chaudière et circulant jusqu'à la crépine ou drain comprenant les hydrocarbures extraits.
4. Installation d'extraction (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la canalisation (12) est insérée dans l'espace disponible entre l'enveloppe (6) et le tuyau d'extraction (8).
5. Installation d'extraction (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la canalisation (12) est insérée dans le tuyau d'extraction (8).
6. Installation d'extraction (1) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le fluide chaud est un dissolvant des paraffines et/ou asphaltènes ou un fluidifiant des hydrocarbures ou un mélange dissolvant/hydrocarbures.
7. Installation d'extraction (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le fluide chaud est le mélange fluide extrait et chauffé.
8. Installation d'extraction (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que la canalisation (12) est constituée d'un premier tube interne (20) entouré d'un second tube externe (21) concentrique et d'un isolant (22) logé dans l'espace compris entre les deux tubes.
9. Installation d'extraction (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'isolant (22) est un matériau pulvérulent et en ce qu'une pression réduite est établie dans l'espace compris entre les deux tubes (20, 21).
10. Installation d'extraction (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'isolant (22) est constitué d'une feuille réflectrice (23) sur laquelle est déposée une poudre (24), ladite feuille réflectrice (23) étant enroulée en spirale sur elle-même.
11. Installation d'extraction (1) selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite poudre (24) présente une granulométrie sensiblement égale à 40 µm, des pores dont la taille est de l'ordre de grandeur du libre parcours moyen des molécules du gaz dans lequel elle est placée et une densité
comprise entre 50 et 150 kg/m3.
12. Installation d'extraction (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une pression comprise entre 10-2 et 1 mbar est maintenue entre les deux tubes de la canalisation.
13. Installation d'extraction (1) selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que la canalisation (12) comprend, entre les deux tubes (20, 21), des écarteurs (25) constitués d'un matériau microporeux compressé, disposés régulièrement le long de la canalisation (12), assurant un renfort contre l'écrasement de l'isolant (22).
14. Installation selon l'une quelconque des revendications 3 à 13, caractérisée en ce que le fluide est chauffé dans la canalisation (12) à l'aide d'un conducteur électrique.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008058400A1 (fr) * 2006-11-14 2008-05-22 The University Of Calgary Valorisation catalytique de fond de pétrole brut lourd et bitume des sables pétrolifères
US7464755B2 (en) * 2006-12-12 2008-12-16 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for sampling heavy oil reservoirs
DE102007040607B3 (de) * 2007-08-27 2008-10-30 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur "in situ"-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl
CA2864788C (fr) * 2012-05-31 2016-05-31 In Situ Upgrading Technologies Inc. Valorisation in-situ par le biais d'une injection de fluide chaud
CN104697156A (zh) * 2015-01-16 2015-06-10 广西泓达生物能源科技有限公司 一种油浆阻垢剂加热器
FR3066777B1 (fr) 2017-05-29 2020-11-27 Majus Ltd Installation de rechauffage de la zone productrice du gisement d'un puits pour l'extraction d'hydrocarbures
US10753188B2 (en) 2017-11-17 2020-08-25 Husky Oil Operations Limited Thermal hydrocarbon recovery method using circulation of surface-heated mixture of liquid hydrocarbon and water
US11173634B2 (en) 2018-02-01 2021-11-16 Ina Acquisition Corp Electromagnetic radiation curable pipe liner and method of making and installing the same
US10704728B2 (en) 2018-03-20 2020-07-07 Ina Acquisition Corp. Pipe liner and method of making same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3397745A (en) * 1966-03-08 1968-08-20 Carl Owens Vacuum-insulated steam-injection system for oil wells
US3557871A (en) * 1967-06-12 1971-01-26 Phillips Petroleum Co Insulated casing and tubing string in an oil well for a hot fluid drive
US3837401A (en) * 1972-02-28 1974-09-24 Texaco Inc Hot fluid injection into hydrocarbon reservoirs
US4066127A (en) * 1976-08-23 1978-01-03 Texaco Inc. Processes for producing bitumen from tar sands and methods for forming a gravel pack in tar sands
US4407367A (en) * 1978-12-28 1983-10-04 Hri, Inc. Method for in situ recovery of heavy crude oils and tars by hydrocarbon vapor injection
US4296739A (en) * 1980-06-23 1981-10-27 Bolding Gaines H Solar collector using cotton seed oil to transfer heat to heavy oil wells
US4624485A (en) * 1981-06-10 1986-11-25 Baker Oil Tools, Inc. Insulating tubular conduit apparatus
DE3328080A1 (de) * 1983-08-03 1985-02-21 C. Deilmann AG, 4444 Bad Bentheim Verfahren zur steigerung der entoelung einer lagerstaette mittels heisswasser
US4623585A (en) * 1983-12-07 1986-11-18 Pittsburgh Corning Corporation Cellular ceramic insulating body and method for making same
US4896725A (en) * 1986-11-25 1990-01-30 Parker Marvin T In-well heat exchange method for improved recovery of subterranean fluids with poor flowability
US4688637A (en) * 1987-02-27 1987-08-25 Theis Ralph W Method for induced flow recovery of shallow crude oil deposits
US4951748A (en) * 1989-01-30 1990-08-28 Gill William G Technique for electrically heating formations
US5289881A (en) * 1991-04-01 1994-03-01 Schuh Frank J Horizontal well completion
US5626193A (en) * 1995-04-11 1997-05-06 Elan Energy Inc. Single horizontal wellbore gravity drainage assisted steam flooding process
CA2424745C (fr) * 2003-04-09 2006-06-27 Optimum Production Technologies Inc. Appareil et methode pour ameliorer la production des puits de gaz naturel
US20050103497A1 (en) * 2003-11-17 2005-05-19 Michel Gondouin Downhole flow control apparatus, super-insulated tubulars and surface tools for producing heavy oil by steam injection methods from multi-lateral wells located in cold environments

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GB2422863A (en) 2006-08-09

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