CA2699203C - Installation et procede de production d'hydrocarbures - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une installation de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde à partir d'au moins un puits, l'installation comprenant : un système (9, 11-16) d'injection en fond du puits de fluide d'allégement d'effluent; une pompe (20) d'évacuation d'effluent; une pluralité de capteurs (21-26, 30) de mesure de grandeurs physiques relatives à l'installation; un automate (10) adapté à optimiser le débit d'injection de fluide d'allégement et à réguler la vitesse de la pompe physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs déterminées. L'invention concerne également un procédé de production d'hydrocarbures dans, une installation selon l'invention. L'invention permet d'assurer une consommation minimum de fluide d'allégement, tout en assurant un bon fonctionnement de la pompe et une bonne productivité du puits.
Description
INSTALLATION ET PROCEDE DE PRODUCTION D'HYDROCARBURES
La présente invention concerne une installation de production d'hydrocarbures, et en particulier une installation de production d'huile lourde. L'invention concerne également un procédé de production d'hydrocarbures.
On trouve les hydrocarbures dans des réservoirs en sous-sol. Les hydrocarbures sont en général composés d'huile et de gaz mélangés à de l'eau. Ce mélange est appelé
effluent. La production d'hydrocarbures est rendue possible par le forage de puits jusqu'aux réservoirs d'hydrocarbures. Une installation de production d'hydrocarbures permet de récupérer les hydrocarbures en vue de leur traitement pour une exploitation ultérieure.
L'huile lourde est très visqueuse, de l'ordre de plusieurs milliers de centipoises. Afin de la produire il est nécessaire de la rendre moins visqueuse.
Pour ce faire, il est connu au moins deux modes de production de l'huile lourde : la production chaude et la production froide, notamment.
La production froide consiste à réduire la viscosité de l'huile en injectant un diluant dans l'huile lourde. L'injection de diluant permet ainsi d'augmenter la productivité du puits, par réduction de la friction et allègement du poids de la colonne. L'injection de diluant permet également d'améliorer la séparation huile / eau sur le complexe central. Il est nécessaire de contrôler l'injection de diluant de façon à éviter une surconsommation de diluant ou, à
l'inverse, un endommagement de l'installation si la viscosité de l'huile n'est pas suffisamment réduite après injection de diluant. Le contrôle de l'injection de diluant est en général réalisé
manuellement. Cependant, la gestion manuelle ne permet pas d'optimiser l'injection.
Il est connu par le brevet US-A-6 041 856 un système d'optimisation de l'opération de pompage de l'effluent en temps réel. Ce système comprend une pluralité de capteurs permettant de surveiller le fonctionnement de la pompe. Un système informatique est adapté à
interpréter les conditions de fonctionnement de la pompe en fonction pour augmenter ou diminuer la production de la pompe pour maintenir un niveau de fluide dynamique optimal.
Un diluant est introduit dans le puits pour contrôler la viscosité de l'effluent. La quantité de diluent est contrôlée via une vanne de régulation. Toutefois, ce contrôle est réalisé
manuellement, ce qui ne permet pas d'optimiser l'injection de diluant.
Le but de l'invention est de proposer une installation et un procédé de production d'hydrocarbures permettant d'assurer une optimisation en temps réel de la quantité de diluant
La présente invention concerne une installation de production d'hydrocarbures, et en particulier une installation de production d'huile lourde. L'invention concerne également un procédé de production d'hydrocarbures.
On trouve les hydrocarbures dans des réservoirs en sous-sol. Les hydrocarbures sont en général composés d'huile et de gaz mélangés à de l'eau. Ce mélange est appelé
effluent. La production d'hydrocarbures est rendue possible par le forage de puits jusqu'aux réservoirs d'hydrocarbures. Une installation de production d'hydrocarbures permet de récupérer les hydrocarbures en vue de leur traitement pour une exploitation ultérieure.
L'huile lourde est très visqueuse, de l'ordre de plusieurs milliers de centipoises. Afin de la produire il est nécessaire de la rendre moins visqueuse.
Pour ce faire, il est connu au moins deux modes de production de l'huile lourde : la production chaude et la production froide, notamment.
La production froide consiste à réduire la viscosité de l'huile en injectant un diluant dans l'huile lourde. L'injection de diluant permet ainsi d'augmenter la productivité du puits, par réduction de la friction et allègement du poids de la colonne. L'injection de diluant permet également d'améliorer la séparation huile / eau sur le complexe central. Il est nécessaire de contrôler l'injection de diluant de façon à éviter une surconsommation de diluant ou, à
l'inverse, un endommagement de l'installation si la viscosité de l'huile n'est pas suffisamment réduite après injection de diluant. Le contrôle de l'injection de diluant est en général réalisé
manuellement. Cependant, la gestion manuelle ne permet pas d'optimiser l'injection.
Il est connu par le brevet US-A-6 041 856 un système d'optimisation de l'opération de pompage de l'effluent en temps réel. Ce système comprend une pluralité de capteurs permettant de surveiller le fonctionnement de la pompe. Un système informatique est adapté à
interpréter les conditions de fonctionnement de la pompe en fonction pour augmenter ou diminuer la production de la pompe pour maintenir un niveau de fluide dynamique optimal.
Un diluant est introduit dans le puits pour contrôler la viscosité de l'effluent. La quantité de diluent est contrôlée via une vanne de régulation. Toutefois, ce contrôle est réalisé
manuellement, ce qui ne permet pas d'optimiser l'injection de diluant.
Le but de l'invention est de proposer une installation et un procédé de production d'hydrocarbures permettant d'assurer une optimisation en temps réel de la quantité de diluant
2 à injecter dans l'effluent, tout en assurant un bon fonctionnement de la pompe et une bonne productivité du puits.
Ce but est atteint par une installation de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde à partir d'au moins un puits, l'installation comprenant :
- un système d'injection en fond de puits de fluide d'allègement d'effluent, - une pompe d'évacuation d'effluent, - une pluralité de capteurs de mesure de grandeurs physiques relatives à
l'installation, - un automate adapté à optimiser le débit d'injection de fluide d'allègement et à réguler la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée.
Selon un aspect, l'invention concerne une installation de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde à partir d'au moins un puits, l'installation comprenant :
- un système d'injection en fond de puits de fluide d'allègement d'effluent, - une pompe d'évacuation d'effluent, - une pluralité de capteurs de mesure de grandeurs physiques relatives à
l'installation, - un automate adapté à optimiser le débit d'injection de fluide d'allègement et à réguler la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée, dans laquelle le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent, l'automate réalisant un calcul en temps réel de l'indice de gravité de l'effluent, dans laquelle un des capteurs est un premier capteur de pression adapté à être situé en tête de puits et un autre capteur est un deuxième capteur de pression adapté à être situé au refoulement de la pompe, l'automate étant adapté à calculer l'indice de gravité de l'effluent en fonction des données fournies par lesdits premier et deuxième capteurs de pression.
Selon une autre particularité, le débit d'injection de diluant est proportionnel à la vitesse de la pompe.
=
2a Selon une autre particularité, le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un premier capteur de pression adapté à être situé en tête de puits et un autre capteur est un deuxième capteur de pression adapté à être situé au refoulement de la pompe, l'automate étant adapté à
calculer l'indice de gravité de l'effluent en fonction des données fournies par lesdits premier et deuxième capteurs de pression.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un premier capteur de température adapté à être situé en tête de puits, l'automate étant adapté à surveiller le débit d'effluent en tête de puits en fonction des données fournies par ledit premier capteur de température.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un deuxième capteur de température adapté à être situé à l'aspiration de la pompe, l'automate étant adapté à
surveiller l'apparition d'un trou dans un tubulaire d'évacuation de l'effluent depuis la pompe en fonction des données fournies par ledit deuxième capteur de température.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un capteur de vibrations adapté à
être situé au refoulement de la pompe, l'automate étant adapté à surveiller l'apparition de vibrations excessives de la pompe en fonction des données fournies par ledit capteur de vibrations.
Selon une autre particularité, deux des capteurs sont des troisième et quatrième capteurs de pression adaptés à être situés respectivement à l'aspiration de la pompe et à la sortie d'un
Ce but est atteint par une installation de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde à partir d'au moins un puits, l'installation comprenant :
- un système d'injection en fond de puits de fluide d'allègement d'effluent, - une pompe d'évacuation d'effluent, - une pluralité de capteurs de mesure de grandeurs physiques relatives à
l'installation, - un automate adapté à optimiser le débit d'injection de fluide d'allègement et à réguler la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée.
Selon un aspect, l'invention concerne une installation de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde à partir d'au moins un puits, l'installation comprenant :
- un système d'injection en fond de puits de fluide d'allègement d'effluent, - une pompe d'évacuation d'effluent, - une pluralité de capteurs de mesure de grandeurs physiques relatives à
l'installation, - un automate adapté à optimiser le débit d'injection de fluide d'allègement et à réguler la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée, dans laquelle le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent, l'automate réalisant un calcul en temps réel de l'indice de gravité de l'effluent, dans laquelle un des capteurs est un premier capteur de pression adapté à être situé en tête de puits et un autre capteur est un deuxième capteur de pression adapté à être situé au refoulement de la pompe, l'automate étant adapté à calculer l'indice de gravité de l'effluent en fonction des données fournies par lesdits premier et deuxième capteurs de pression.
Selon une autre particularité, le débit d'injection de diluant est proportionnel à la vitesse de la pompe.
=
2a Selon une autre particularité, le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un premier capteur de pression adapté à être situé en tête de puits et un autre capteur est un deuxième capteur de pression adapté à être situé au refoulement de la pompe, l'automate étant adapté à
calculer l'indice de gravité de l'effluent en fonction des données fournies par lesdits premier et deuxième capteurs de pression.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un premier capteur de température adapté à être situé en tête de puits, l'automate étant adapté à surveiller le débit d'effluent en tête de puits en fonction des données fournies par ledit premier capteur de température.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un deuxième capteur de température adapté à être situé à l'aspiration de la pompe, l'automate étant adapté à
surveiller l'apparition d'un trou dans un tubulaire d'évacuation de l'effluent depuis la pompe en fonction des données fournies par ledit deuxième capteur de température.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un capteur de vibrations adapté à
être situé au refoulement de la pompe, l'automate étant adapté à surveiller l'apparition de vibrations excessives de la pompe en fonction des données fournies par ledit capteur de vibrations.
Selon une autre particularité, deux des capteurs sont des troisième et quatrième capteurs de pression adaptés à être situés respectivement à l'aspiration de la pompe et à la sortie d'un
3 tubage dans un espace annulaire, l'automate étant adapté à calculer la hauteur de submergence de la pompe en fonction des données fournies par lesdits troisième et quatrième capteur de pression.
Selon une autre particularité, l'automate est adapté à optimiser la hauteur d'effluent au-dessus de la pompe en régulant la ventilation d'un espace annulaire comprenant du gaz.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un quatrième capteur de pression adapté à être situé dans un espace annulaire, l'automate étant adapté à
surveiller le passage de gaz par la pompe en fonction des données fournies par ledit quatrième capteur de pression.
Selon une autre particularité, le fluide d'allègement est un diluant.
Le but de l'invention est également atteint par un procédé de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde dans une installation décrite ci-dessus, le procédé
comprenant la phase suivante :
- une phase de régime de production stable et continu, mise en uvre par l'automate, la phase de régime de production stable et continu comprenant l'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement et la régulation de la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques et de la valeur cible, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée.
Selon une autre particularité, le procédé comprend en outre, avant la phase de régime de production stable et continu, une phase de mise en débit d'un puits, la phase de mise en débit du puits comprenant les étapes suivantes :
- une étape d'injection en fond du puits par l'automate de fluide d'allègement d'effluent, - une étape de mise en route par l'automate d'une pompe d'évacuation d'effluent, - une étape de stabilisation de la vitesse à une première valeur pendant une durée déterminée, - une étape d'augmentation de la vitesse de la pompe par l'automate jusqu'à
ce qu'une valeur cible soit atteinte, - une étape de diminution de l'injection de fluide d'allègement - avec une surveillance par l'automate des grandeurs physiques grâce à la pluralité de capteurs pendant la phase de mise en débit du puits.
Plus particulièrement, il est proposé un procédé de production d'effluent d'hydrocarbures à
base d'huile lourde dans une installation comprenant un système (9, 11-16) d'injection en fond =
3a de puits de fluide d'allègement d'effluent, une pompe (20) d'évacuation d'effluent, une pluralité
de capteurs (21-26, 30) de mesure de grandeurs physiques relatives à
l'installation et un automate (10), le procédé comprenant la phase suivante : une phase (55) de régime de production stable et continu, mise en oeuvre par l'automate (10), la phase (55) de régime de production stable et continu comprenant l'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement et la régulation de la vitesse de la pompe (20) en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée, dans laquelle le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent, l'automate (10) réalisant un calcul en temps réel de l'indice de gravité de l'effluent, l'installation comprenant également un premier capteur de pression (21) situé en tête de puits et un deuxième capteur de pression (25) situé au refoulement de la pompe, la mesure de la pression au refoulement de la pompe combinée à la mesure de la pression en tête de puits permettant le calcul de l'indice de gravité de l'effluent.
Selon une autre particularité, l'étape de minimisation du débit d'injection de fluide d'allègement et de régulation de la vitesse de la pompe comprend l'étape suivante :
- lorsqu'au moins une grandeur physique sort de la plage de valeurs prédéterminée, la vitesse de la pompe et le débit d'injection de fluide sont augmentés ou diminués par l'automate
Selon une autre particularité, l'automate est adapté à optimiser la hauteur d'effluent au-dessus de la pompe en régulant la ventilation d'un espace annulaire comprenant du gaz.
Selon une autre particularité, un des capteurs est un quatrième capteur de pression adapté à être situé dans un espace annulaire, l'automate étant adapté à
surveiller le passage de gaz par la pompe en fonction des données fournies par ledit quatrième capteur de pression.
Selon une autre particularité, le fluide d'allègement est un diluant.
Le but de l'invention est également atteint par un procédé de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde dans une installation décrite ci-dessus, le procédé
comprenant la phase suivante :
- une phase de régime de production stable et continu, mise en uvre par l'automate, la phase de régime de production stable et continu comprenant l'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement et la régulation de la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques et de la valeur cible, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée.
Selon une autre particularité, le procédé comprend en outre, avant la phase de régime de production stable et continu, une phase de mise en débit d'un puits, la phase de mise en débit du puits comprenant les étapes suivantes :
- une étape d'injection en fond du puits par l'automate de fluide d'allègement d'effluent, - une étape de mise en route par l'automate d'une pompe d'évacuation d'effluent, - une étape de stabilisation de la vitesse à une première valeur pendant une durée déterminée, - une étape d'augmentation de la vitesse de la pompe par l'automate jusqu'à
ce qu'une valeur cible soit atteinte, - une étape de diminution de l'injection de fluide d'allègement - avec une surveillance par l'automate des grandeurs physiques grâce à la pluralité de capteurs pendant la phase de mise en débit du puits.
Plus particulièrement, il est proposé un procédé de production d'effluent d'hydrocarbures à
base d'huile lourde dans une installation comprenant un système (9, 11-16) d'injection en fond =
3a de puits de fluide d'allègement d'effluent, une pompe (20) d'évacuation d'effluent, une pluralité
de capteurs (21-26, 30) de mesure de grandeurs physiques relatives à
l'installation et un automate (10), le procédé comprenant la phase suivante : une phase (55) de régime de production stable et continu, mise en oeuvre par l'automate (10), la phase (55) de régime de production stable et continu comprenant l'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement et la régulation de la vitesse de la pompe (20) en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée, dans laquelle le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent, l'automate (10) réalisant un calcul en temps réel de l'indice de gravité de l'effluent, l'installation comprenant également un premier capteur de pression (21) situé en tête de puits et un deuxième capteur de pression (25) situé au refoulement de la pompe, la mesure de la pression au refoulement de la pompe combinée à la mesure de la pression en tête de puits permettant le calcul de l'indice de gravité de l'effluent.
Selon une autre particularité, l'étape de minimisation du débit d'injection de fluide d'allègement et de régulation de la vitesse de la pompe comprend l'étape suivante :
- lorsqu'au moins une grandeur physique sort de la plage de valeurs prédéterminée, la vitesse de la pompe et le débit d'injection de fluide sont augmentés ou diminués par l'automate
4 PCT/FR2008/001260 jusqu'à ce que chaque grandeur physique soit de nouveau comprise dans la plage de valeurs correspondante prédéterminée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui montrent :
- figure 1, une vue en coupe d'une installation de production d'hydrocarbures selon l'invention, - figure 2, une courbe de l'évolution de la vitesse et du débit de diluant en fonction du temps.
L'invention concerne une installation de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde à partir d'au moins un puits.
L'installation comprend un système d'injection en fond de puits de fluide d'allègement d'effluent. Ce système est adapté à rendre l'effluent moins visqueux.
L'installation comprend également une pompe d'évacuation d'effluent, adaptée à
évacuer l'effluent vers la tête de puits.
L'installation comprend également une pluralité de capteurs de mesure de grandeurs physiques relatives à l'installation.
L'installation comprend également un automate adapté à optimiser le débit d'injection de fluide d'allègement et à réguler la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée.
Le maintien par l'automate des grandeurs physiques et de la vitesse de la pompe dans une plage de valeurs prédéterminée permet d'assurer un bon fonctionnement de la pompe, sans risque d'endommagement. La régulation de la vitesse de la pompe en fonction de la valeur cible de production à atteindre permet d'assurer une bonne productivité
du puits. La régulation de la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques permet d'assurer une bonne productivité du puits tout en assurant un bon fonctionnement de la pompe, sans risque d'endommagement. L'injection de diluant rend l'effluent moins visqueux, ce qui permet également d'assurer une bonne productivité du puits. L'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement permet d'assurer une optimisation de la quantité de diluant à injecter dans l'effluent. L'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement en fonction des grandeurs physiques permet d'assurer une optimisation de la quantité de diluant à
injecter dans l'effluent, tout en assurant une bonne productivité du puits et un bon fonctionnement de la pompe, sans risque d'endommagement. L'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement en fonction de la valeur cible de production à atteindre permet d'assurer une optimisation de la quantité de diluant à injecter dans l'effluent, tout en assurant une bonne productivité du puits.
Ainsi, la quantité de diluant est optimisée, un bon fonctionnement de la pompe est assuré et le
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins qui montrent :
- figure 1, une vue en coupe d'une installation de production d'hydrocarbures selon l'invention, - figure 2, une courbe de l'évolution de la vitesse et du débit de diluant en fonction du temps.
L'invention concerne une installation de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde à partir d'au moins un puits.
L'installation comprend un système d'injection en fond de puits de fluide d'allègement d'effluent. Ce système est adapté à rendre l'effluent moins visqueux.
L'installation comprend également une pompe d'évacuation d'effluent, adaptée à
évacuer l'effluent vers la tête de puits.
L'installation comprend également une pluralité de capteurs de mesure de grandeurs physiques relatives à l'installation.
L'installation comprend également un automate adapté à optimiser le débit d'injection de fluide d'allègement et à réguler la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée.
Le maintien par l'automate des grandeurs physiques et de la vitesse de la pompe dans une plage de valeurs prédéterminée permet d'assurer un bon fonctionnement de la pompe, sans risque d'endommagement. La régulation de la vitesse de la pompe en fonction de la valeur cible de production à atteindre permet d'assurer une bonne productivité
du puits. La régulation de la vitesse de la pompe en fonction des grandeurs physiques permet d'assurer une bonne productivité du puits tout en assurant un bon fonctionnement de la pompe, sans risque d'endommagement. L'injection de diluant rend l'effluent moins visqueux, ce qui permet également d'assurer une bonne productivité du puits. L'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement permet d'assurer une optimisation de la quantité de diluant à injecter dans l'effluent. L'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement en fonction des grandeurs physiques permet d'assurer une optimisation de la quantité de diluant à
injecter dans l'effluent, tout en assurant une bonne productivité du puits et un bon fonctionnement de la pompe, sans risque d'endommagement. L'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement en fonction de la valeur cible de production à atteindre permet d'assurer une optimisation de la quantité de diluant à injecter dans l'effluent, tout en assurant une bonne productivité du puits.
Ainsi, la quantité de diluant est optimisée, un bon fonctionnement de la pompe est assuré et le
5 puits a une bonne productivité.
L'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement revient à minimiser la quantité
de fluide d'allègement utilisé, la quantité minimisée de fluide d'allègement étant toutefois suffisante pour permettre une optimisation de la production en évitant tout risque d'endommagement de l'installation, et en particulier de la pompe.
On définit la tête du puits au niveau de la surface de la terre et le fond du puits en sous-sol, au niveau du réservoir.
La figure 1 représente une vue en coupe d'une installation de production d'hydrocarbures selon l'invention.
La figure 1 montre un seul puits. Toutefois, de préférence, la production d'hydrocarbures concerne un nombre important de puits, par exemple environ 300. Chaque puits est équipé de l'installation décrite plus bas. Un unique automate 10 gère l'ensemble des différents puits, afin d'optimiser la production des différents puits en même temps, ce qui permet de gagner du temps. En effet, les effluents produits à partir des différents puits sont compatibles même s'ils proviennent de réservoirs différents. Ils sont donc tous évacués vers la même canalisation 6 d'évacuation d'effluent. Il est nécessaire que le débit dans cette canalisation soit homogène. Pour ce faire, l'automate doit donc coordonner les actions menées sur les différents puits.
Pour la suite de la description, pour des raisons de clarté, on considérera un seul puits, sans que cela soit à comprendre comme une limitation.
L'installation de production d'hydrocarbures comprend, pour chaque puits, un tubage 1 délimitant les parois du puits. Le tubage 1 débouche à une de ses extrémités à
la surface de la terre. A son autre extrémité, le tubage 1 est muni d'une pluralité d'orifices 3 par lesquels l'effluent du réservoir 4 passe dans le puits.
Le tubage comprend une partie sensiblement verticale débouchant à la surface et se prolongeant à son extrémité inférieure par une partie sensiblement horizontale. Ce type de puits avec une partie horizontale est particulièrement adapté pour la production d'huile lourde.
Il permet en effet un écoulement de l'effluent du réservoir vers le puits par gravité. Les
L'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement revient à minimiser la quantité
de fluide d'allègement utilisé, la quantité minimisée de fluide d'allègement étant toutefois suffisante pour permettre une optimisation de la production en évitant tout risque d'endommagement de l'installation, et en particulier de la pompe.
On définit la tête du puits au niveau de la surface de la terre et le fond du puits en sous-sol, au niveau du réservoir.
La figure 1 représente une vue en coupe d'une installation de production d'hydrocarbures selon l'invention.
La figure 1 montre un seul puits. Toutefois, de préférence, la production d'hydrocarbures concerne un nombre important de puits, par exemple environ 300. Chaque puits est équipé de l'installation décrite plus bas. Un unique automate 10 gère l'ensemble des différents puits, afin d'optimiser la production des différents puits en même temps, ce qui permet de gagner du temps. En effet, les effluents produits à partir des différents puits sont compatibles même s'ils proviennent de réservoirs différents. Ils sont donc tous évacués vers la même canalisation 6 d'évacuation d'effluent. Il est nécessaire que le débit dans cette canalisation soit homogène. Pour ce faire, l'automate doit donc coordonner les actions menées sur les différents puits.
Pour la suite de la description, pour des raisons de clarté, on considérera un seul puits, sans que cela soit à comprendre comme une limitation.
L'installation de production d'hydrocarbures comprend, pour chaque puits, un tubage 1 délimitant les parois du puits. Le tubage 1 débouche à une de ses extrémités à
la surface de la terre. A son autre extrémité, le tubage 1 est muni d'une pluralité d'orifices 3 par lesquels l'effluent du réservoir 4 passe dans le puits.
Le tubage comprend une partie sensiblement verticale débouchant à la surface et se prolongeant à son extrémité inférieure par une partie sensiblement horizontale. Ce type de puits avec une partie horizontale est particulièrement adapté pour la production d'huile lourde.
Il permet en effet un écoulement de l'effluent du réservoir vers le puits par gravité. Les
6 orifices 3 sont de préférence répartis sur toute la longueur de la partie horizontale du puits, de façon à faciliter l'écoulement par gravité de l'effluent du réservoir vers le puits.
L'installation comprend également un tubulaire 2, sensiblement concentrique au tubage 1, mais de diamètre inférieur. Un espace annulaire 5 est alors défini entre la surface extérieure du tubulaire 2 et la surface intérieure du tubage 1. Le tubulaire 2 est adapté
à évacuer les effluents d'hydrocarbures, en particulier les liquides (huile, eau, ...).
L'espace annulaire 5 est adapté à évacuer une partie du gaz de l'effluent. Une grande partie du gaz présent dans l'effluent est en effet évacué via l'espace annulaire 5. Pour ce faire, l'espace annulaire 5 est relié à une canalisation 27 d'évacuation du gaz. Cette canalisation 27 d'évacuation du gaz est munie d'une vanne 28 de régulation du débit de gaz et d'un débitmètre 29 de mesure du débit de gaz évacué. La vanne 28 et le débitmètre 29 sont reliés à l'automate.
L'extrémité supérieure du tubulaire 2 est connectée à une canalisation d'évacuation 6, adaptée à évacuer les effluents vers une unité de traitement en vue d'un traitement ultérieur.
La canalisation d'évacuation 6 est munie d'une vanne 7 de régulation du débit d'effluent et d'un débitmètre 8 adapté à mesurer le débit d'effluent dans la canalisation d'évacuation 6.
L'installation comprend également un système de pompage. Le système de pompage peut être composé d'une seule pompe 20 ou, de préférence, de deux pompes en série, particulièrement adaptées lorsqu'on est en présence d'un fluide multiphasique.
Les pompes sont entraînées chacune par un moteur 19. Chaque pompe 20 est munie d'un variateur de vitesse 15. Le variateur de vitesse permet de réguler la vitesse de la pompe.
Pour éviter tout endommagement, la vitesse de la pompe doit être comprise dans une plage de valeurs déterminée par le fabricant de la pompe.
Chaque pompe est par exemple une pompe à cavité progressive (PCP, progressive cavity pump, en anglais) ou une pompe submersible électrique (ESP, electrical submersible pump, en, anglais).
Dans la suite de la description, pour une facilité de présentation, on ne parlera que d'une pompe, sans que ce soit à comprendre comme une limitation.
La pompe 20 est reliée au moteur 19, situé en surface, par liaison filaire. Le variateur de vitesse 15 est situé en surface également ; il est relié au moteur 19.
La pompe 20 est fixée au tubulaire 2. Elle en ferme l'extrémité inférieure. De cette façon, elle empêche une trop grande quantité de gaz de passer par le tubulaire.
L'installation comprend également un système d'injection de fluide d'allègement. Le fluide d'allègement est par exemple un diluant. Dans la suite de la description, on parlera, de
L'installation comprend également un tubulaire 2, sensiblement concentrique au tubage 1, mais de diamètre inférieur. Un espace annulaire 5 est alors défini entre la surface extérieure du tubulaire 2 et la surface intérieure du tubage 1. Le tubulaire 2 est adapté
à évacuer les effluents d'hydrocarbures, en particulier les liquides (huile, eau, ...).
L'espace annulaire 5 est adapté à évacuer une partie du gaz de l'effluent. Une grande partie du gaz présent dans l'effluent est en effet évacué via l'espace annulaire 5. Pour ce faire, l'espace annulaire 5 est relié à une canalisation 27 d'évacuation du gaz. Cette canalisation 27 d'évacuation du gaz est munie d'une vanne 28 de régulation du débit de gaz et d'un débitmètre 29 de mesure du débit de gaz évacué. La vanne 28 et le débitmètre 29 sont reliés à l'automate.
L'extrémité supérieure du tubulaire 2 est connectée à une canalisation d'évacuation 6, adaptée à évacuer les effluents vers une unité de traitement en vue d'un traitement ultérieur.
La canalisation d'évacuation 6 est munie d'une vanne 7 de régulation du débit d'effluent et d'un débitmètre 8 adapté à mesurer le débit d'effluent dans la canalisation d'évacuation 6.
L'installation comprend également un système de pompage. Le système de pompage peut être composé d'une seule pompe 20 ou, de préférence, de deux pompes en série, particulièrement adaptées lorsqu'on est en présence d'un fluide multiphasique.
Les pompes sont entraînées chacune par un moteur 19. Chaque pompe 20 est munie d'un variateur de vitesse 15. Le variateur de vitesse permet de réguler la vitesse de la pompe.
Pour éviter tout endommagement, la vitesse de la pompe doit être comprise dans une plage de valeurs déterminée par le fabricant de la pompe.
Chaque pompe est par exemple une pompe à cavité progressive (PCP, progressive cavity pump, en anglais) ou une pompe submersible électrique (ESP, electrical submersible pump, en, anglais).
Dans la suite de la description, pour une facilité de présentation, on ne parlera que d'une pompe, sans que ce soit à comprendre comme une limitation.
La pompe 20 est reliée au moteur 19, situé en surface, par liaison filaire. Le variateur de vitesse 15 est situé en surface également ; il est relié au moteur 19.
La pompe 20 est fixée au tubulaire 2. Elle en ferme l'extrémité inférieure. De cette façon, elle empêche une trop grande quantité de gaz de passer par le tubulaire.
L'installation comprend également un système d'injection de fluide d'allègement. Le fluide d'allègement est par exemple un diluant. Dans la suite de la description, on parlera, de
7 façon non limitative, de diluant. Le diluant est par exemple un hydrocarbure de densité
inférieure à celle de l'huile contenue dans le réservoir. Le mélange huile +
diluant a alors une viscosité inférieure à celle de l'huile seule. L'écoulement du mélange est alors facilité.
Le système d'injection de diluant comprend un réservoir de diluant (non représenté), ainsi qu'une pompe (non représentée) permettant d'injecter le diluant dans le puits.
Le système d'injection de diluant comprend une canalisation d'amenée 9 adaptée à
acheminer l'additif ou diluant depuis le réservoir d'additif ou diluant jusqu'au puits. La canalisation d'amenée 9 se poursuit par un drain 11 qui va jusqu'à l'extrémité
du puits. Le drain 11 est muni d'une vanne 13 de régulation du débit de diluant dans le drain 11 et d'un débitmètre 14 adapté à mesurer le débit de diluant dans le drain 11.
Le drain 11 est adapté à injecter du diluant en fond de puits. Le drain 11 comporte alors à son extrémité inférieure opposée au réservoir de diluant une pluralité
d'orifices 17. Ces orifices 17 peuvent être situés soit à l'aspiration 18 de la pompe, soit à
l'extrémité horizontale du tubage 1, comme représenté sur la figure 1.
L'installation comprend en outre un automate 10 adapté à contrôler l'installation. Afin d'assurer une bonne productivité du puits, et de préférence la productivité
maximale, on se fixe une valeur cible de production à atteindre. Cette valeur cible de production est par exemple :
- une valeur de débit de l'effluent en tête de puits, - une valeur de pression de l'effluent à l'aspiration de la pompe, - un niveau de submergence de la pompe, - une valeur prédéterminée de vitesse de rotation de la pompe.
L'automate 10 régule alors la vitesse de la pompe 20 en agissant sur le variateur 15 de façon à ce que la vitesse de la pompe permette d'atteindre la valeur cible choisie tout en évitant tout endommagement de la pompe. En parallèle, l'automate 10 agit sur la vanne 13 de régulation du débit de diluant de façon à optimiser la quantité de diluant à
injecter dans le puits. L'injection de diluant abaisse la valeur de couple sur les tiges de transmission du mouvement de rotation depuis le moteur électrique en surface jusqu'à la pompe située en fond de puits. L'injection de diluant participe donc également à atteindre la valeur cible choisie.
Ces deux actions parallèles de l'automate 10 (régulation de la vitesse et optimisation de la quantité de diluant à injecter) sont liées l'une à l'autre et sont donc réalisées en même temps et en temps réel. Ces opérations sont réalisées en fonction des conditions opératoires de l'installation. Les conditions opératoires de l'installation sont caractérisées par des grandeurs
inférieure à celle de l'huile contenue dans le réservoir. Le mélange huile +
diluant a alors une viscosité inférieure à celle de l'huile seule. L'écoulement du mélange est alors facilité.
Le système d'injection de diluant comprend un réservoir de diluant (non représenté), ainsi qu'une pompe (non représentée) permettant d'injecter le diluant dans le puits.
Le système d'injection de diluant comprend une canalisation d'amenée 9 adaptée à
acheminer l'additif ou diluant depuis le réservoir d'additif ou diluant jusqu'au puits. La canalisation d'amenée 9 se poursuit par un drain 11 qui va jusqu'à l'extrémité
du puits. Le drain 11 est muni d'une vanne 13 de régulation du débit de diluant dans le drain 11 et d'un débitmètre 14 adapté à mesurer le débit de diluant dans le drain 11.
Le drain 11 est adapté à injecter du diluant en fond de puits. Le drain 11 comporte alors à son extrémité inférieure opposée au réservoir de diluant une pluralité
d'orifices 17. Ces orifices 17 peuvent être situés soit à l'aspiration 18 de la pompe, soit à
l'extrémité horizontale du tubage 1, comme représenté sur la figure 1.
L'installation comprend en outre un automate 10 adapté à contrôler l'installation. Afin d'assurer une bonne productivité du puits, et de préférence la productivité
maximale, on se fixe une valeur cible de production à atteindre. Cette valeur cible de production est par exemple :
- une valeur de débit de l'effluent en tête de puits, - une valeur de pression de l'effluent à l'aspiration de la pompe, - un niveau de submergence de la pompe, - une valeur prédéterminée de vitesse de rotation de la pompe.
L'automate 10 régule alors la vitesse de la pompe 20 en agissant sur le variateur 15 de façon à ce que la vitesse de la pompe permette d'atteindre la valeur cible choisie tout en évitant tout endommagement de la pompe. En parallèle, l'automate 10 agit sur la vanne 13 de régulation du débit de diluant de façon à optimiser la quantité de diluant à
injecter dans le puits. L'injection de diluant abaisse la valeur de couple sur les tiges de transmission du mouvement de rotation depuis le moteur électrique en surface jusqu'à la pompe située en fond de puits. L'injection de diluant participe donc également à atteindre la valeur cible choisie.
Ces deux actions parallèles de l'automate 10 (régulation de la vitesse et optimisation de la quantité de diluant à injecter) sont liées l'une à l'autre et sont donc réalisées en même temps et en temps réel. Ces opérations sont réalisées en fonction des conditions opératoires de l'installation. Les conditions opératoires de l'installation sont caractérisées par des grandeurs
8 physiques, telles que la pression et la température en différents points de l'installation, ou encore les vibrations au niveau de la pompe. Ces différentes grandeurs physiques sont mesurées par un ensemble de capteurs 21-26, 30 et sont suivies en temps réel par l'automate 10.
Les mesures des grandeurs physiques sont transmises par les capteurs à
l'automate 10, qui calcule alors un certain nombre de valeurs physico-chimiques à partir de ces grandeurs physiques. Parmi les valeurs physico-chimiques calculée par l'automate, on peut citer le débit de l'effluent en différents points de l'installation, la hauteur de submergence de la pompe, la densité moyenne de l'effluent dans le tubage, ou encore le moment de torsion des tiges de transmission.
Les capteurs, les grandeurs physiques mesurées et les valeurs physico-chimiques calculées seront détaillés plus loin.
L'automate 10 est paramétré de façon à garantir des conditions opératoires dans lesquelles le système fonctionne sans risque d'endommagement de la pompe, tout en -- garantissant pour le puits une productivité satisfaisante. Pour cela, les différentes grandeurs physiques mesurées ou les différentes valeurs physico-chimiques calculées doivent chacune toujours se trouver dans une plage de valeurs prédéterminée. Chaque grandeur physique mesurée et chaque valeur physico-chimique calculée est maintenue par l'automate 10 dans une plage de valeurs prédéterminée. Pour ce faire, l'automate agit sur la vitesse de la pompe et le -- débit d'injection de fluide.
Si au moins un des capteurs mesure une grandeur physique qui n'est pas dans une plage de valeurs prédéterminée ou si l'automate calcule une valeur physico-chimique qui n'est pas dans une plage de valeurs prédéterminée, le système ne se trouve pas dans des conditions opératoires satisfaisantes. L'automate va alors agir sur le variateur de vitesse 15 de façon à
-- modifier la vitesse de la pompe et sur la vanne de débit de diluant 13 de façon à modifier le débit de diluant pour que la grandeur physique mesurée ou la valeur physico-chimique calculée soit de nouveau dans la plage de valeur prédéterminée, afin que les conditions opératoires soient de nouveau satisfaisantes.
Par ailleurs, avant même qu'une grandeur physique sorte de la plage prédéterminée, si -- l'automate détecte qu'elle s'approche d'une borne de ladite plage, l'automate va réguler la vitesse de la pompe et le débit de diluant de façon à ce que la grandeur physique s'écarte de la borne. Cela permet d'anticiper d'éventuels dysfonctionnements.
Les mesures des grandeurs physiques sont transmises par les capteurs à
l'automate 10, qui calcule alors un certain nombre de valeurs physico-chimiques à partir de ces grandeurs physiques. Parmi les valeurs physico-chimiques calculée par l'automate, on peut citer le débit de l'effluent en différents points de l'installation, la hauteur de submergence de la pompe, la densité moyenne de l'effluent dans le tubage, ou encore le moment de torsion des tiges de transmission.
Les capteurs, les grandeurs physiques mesurées et les valeurs physico-chimiques calculées seront détaillés plus loin.
L'automate 10 est paramétré de façon à garantir des conditions opératoires dans lesquelles le système fonctionne sans risque d'endommagement de la pompe, tout en -- garantissant pour le puits une productivité satisfaisante. Pour cela, les différentes grandeurs physiques mesurées ou les différentes valeurs physico-chimiques calculées doivent chacune toujours se trouver dans une plage de valeurs prédéterminée. Chaque grandeur physique mesurée et chaque valeur physico-chimique calculée est maintenue par l'automate 10 dans une plage de valeurs prédéterminée. Pour ce faire, l'automate agit sur la vitesse de la pompe et le -- débit d'injection de fluide.
Si au moins un des capteurs mesure une grandeur physique qui n'est pas dans une plage de valeurs prédéterminée ou si l'automate calcule une valeur physico-chimique qui n'est pas dans une plage de valeurs prédéterminée, le système ne se trouve pas dans des conditions opératoires satisfaisantes. L'automate va alors agir sur le variateur de vitesse 15 de façon à
-- modifier la vitesse de la pompe et sur la vanne de débit de diluant 13 de façon à modifier le débit de diluant pour que la grandeur physique mesurée ou la valeur physico-chimique calculée soit de nouveau dans la plage de valeur prédéterminée, afin que les conditions opératoires soient de nouveau satisfaisantes.
Par ailleurs, avant même qu'une grandeur physique sorte de la plage prédéterminée, si -- l'automate détecte qu'elle s'approche d'une borne de ladite plage, l'automate va réguler la vitesse de la pompe et le débit de diluant de façon à ce que la grandeur physique s'écarte de la borne. Cela permet d'anticiper d'éventuels dysfonctionnements.
9 L'automate 10 ajuste donc en permanence, et en même temps, en fonction des conditions opératoires, la vitesse de rotation de la pompe et le débit d'injection de diluant en veillant à respecter les plages de fonctionnement de l'installation, à savoir les plages de valeurs prédéterminées autorisées pour les différentes grandeurs physiques, ainsi que la plage de valeurs autorisée pour la vitesse de la pompe par le fabricant, comme mentionné plus haut.
L'optimisation de la production est réalisée grâce à l'automate qui, à la fois, c'est-à-dire en même temps, régule la vitesse de la pompe et optimise le débit d'injection de diluant, et cela en temps réel et en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production, tout en maintenant la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques chacune dans une plage de valeurs prédéterminée.
L'automate 10 est également paramétré de façon à minimiser le débit d'injection de diluant. Le débit d'injection de diluant Qdfluant est asservi à différents paramètres.
De préférence, le débit d'injection de diluant Qdfluant est asservi à la vitesse de rotation de la pompe, selon la formule suivante :
Qauant k*(vitesse de la pompe) où k est une constante spécifique à chaque puits, définie par exemple par l'ingénieur réservoir ; ainsi, le débit d'injection de diluant est directement lié à la vitesse de rotation de la pompe.
L'automate peut ainsi facilement réguler la vitesse de la pompe et optimiser le débit d'injection de diluant en même temps.
En variante, le débit d'injection de diluant Qdfluant est asservi à la densité
moyenne de l'effluent dans le tubage 1, selon la formule suivante :
Qdduant = ke*(API) où k' est une constante spécifique à chaque puits, définie par exemple par l'ingénieur réservoir, et où API est l'indice de gravité de l'effluent.
L'indice de gravité API est une échelle de valeurs arbitraire proposée par l'American Petroleum Institute (API) et le National Institute of Standards and Technology (NIST), utilisée pour mesurer la densité du pétrole brut. La mesure se fait en degrés API ( API). Plus = un brut est léger (plus sa densité est faible), plus son indice de gravité API est élevé. Dans le cas des bruts concernés par cette installation (huiles lourdes), l'indice de gravité API est typiquement compris entre 4 et 17. La formule pour déterminer PAPI est la suivante :
API ---- (141,5*103¨ 131,5)/ MV
où MV est la masse volumique de l'effluent.
La masse volumique MV de l'effluent est calculée de la façon suivante :
MV = ((BHPd ¨THP)*105) / 9,81*H2 où BHPd est la pression de refoulement de la pompe, mesurée par le capteur 25, où THP est la pression en tête de puits mesurée par le capteur 21, 5 et où H2 est la hauteur entre les capteurs 21 et 25.
Les capteurs 21 et 25 sont détaillés plus loin dans la description. Ils mesurent respectivement la pression en tête de puits et la pression de refoulement de la pompe De préférence, le débit d'injection de diluant est asservi à la vitesse de la pompe.
L'asservissement du débit d'injection de diluant à l'indice de gravité API est une
L'optimisation de la production est réalisée grâce à l'automate qui, à la fois, c'est-à-dire en même temps, régule la vitesse de la pompe et optimise le débit d'injection de diluant, et cela en temps réel et en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production, tout en maintenant la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques chacune dans une plage de valeurs prédéterminée.
L'automate 10 est également paramétré de façon à minimiser le débit d'injection de diluant. Le débit d'injection de diluant Qdfluant est asservi à différents paramètres.
De préférence, le débit d'injection de diluant Qdfluant est asservi à la vitesse de rotation de la pompe, selon la formule suivante :
Qauant k*(vitesse de la pompe) où k est une constante spécifique à chaque puits, définie par exemple par l'ingénieur réservoir ; ainsi, le débit d'injection de diluant est directement lié à la vitesse de rotation de la pompe.
L'automate peut ainsi facilement réguler la vitesse de la pompe et optimiser le débit d'injection de diluant en même temps.
En variante, le débit d'injection de diluant Qdfluant est asservi à la densité
moyenne de l'effluent dans le tubage 1, selon la formule suivante :
Qdduant = ke*(API) où k' est une constante spécifique à chaque puits, définie par exemple par l'ingénieur réservoir, et où API est l'indice de gravité de l'effluent.
L'indice de gravité API est une échelle de valeurs arbitraire proposée par l'American Petroleum Institute (API) et le National Institute of Standards and Technology (NIST), utilisée pour mesurer la densité du pétrole brut. La mesure se fait en degrés API ( API). Plus = un brut est léger (plus sa densité est faible), plus son indice de gravité API est élevé. Dans le cas des bruts concernés par cette installation (huiles lourdes), l'indice de gravité API est typiquement compris entre 4 et 17. La formule pour déterminer PAPI est la suivante :
API ---- (141,5*103¨ 131,5)/ MV
où MV est la masse volumique de l'effluent.
La masse volumique MV de l'effluent est calculée de la façon suivante :
MV = ((BHPd ¨THP)*105) / 9,81*H2 où BHPd est la pression de refoulement de la pompe, mesurée par le capteur 25, où THP est la pression en tête de puits mesurée par le capteur 21, 5 et où H2 est la hauteur entre les capteurs 21 et 25.
Les capteurs 21 et 25 sont détaillés plus loin dans la description. Ils mesurent respectivement la pression en tête de puits et la pression de refoulement de la pompe De préférence, le débit d'injection de diluant est asservi à la vitesse de la pompe.
L'asservissement du débit d'injection de diluant à l'indice de gravité API est une
10 variante. Dans cette variante, l'installation autorise un calcul en temps réel par l'automate de l'indice de gravité API. L'installation comporte une instrumentation particulière adaptée à ce calcul, notamment la présence des capteurs de pression 21 et 25.
Les capteurs 21- 26, 30, qui mesurent chacun une grandeur physique surveillée par l'automate 10, sont reliés à ce dernier de préférence par liaison filaire.
L'installation comprend un premier capteur de pression 21, situé en tête de puits, par exemple à l'entrée de la canalisation d'évacuation d'effluent 6. Le capteur de pression 21 permet de mesurer la pression en tête de puits, qui est une première grandeur physique participant aux conditions opératoires. Une valeur limite de pression en tête de puits est préprogranunée dans l'automate, par exemple 25 bars. Pour que le système se trouve dans des conditions opératoires satisfaisantes, la pression en tête de puits doit être inférieure à cette valeur limite. Si la grandeur physique mesurée par le capteur 21 et transmise à l'automate 10 est proche de ou supérieure à la valeur préprogrammée, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et réduira le débit d'injection de diluant.
L'installation comprend un deuxième capteur de pression 25, situé en fond de puits, au niveau de la sortie de la pompe. Le deuxième capteur de pression 25 permet de mesurer la pression de refoulement de la pompe, qui est une deuxième grandeur physique participant aux conditions opératoires. Comme mentionné plus haut, la mesure de la pression de refoulement de la pompe, associée à la mesure de la pression en tête de puits, permet à
l'automate de calculer l'indice de gravité API de l'effluent. Cela est utile en particulier lorsque le débit d'injection de diluant est asservi à l'indice de gravité de l'effluent.
L'installation comprend également un premier capteur de température 22, situé
en tête de puits, par exemple à l'entrée de la canalisation d'évacuation 6. Le capteur de température 22 donne une valeur de température en tête de puits, qui est une troisième grandeur physique
Les capteurs 21- 26, 30, qui mesurent chacun une grandeur physique surveillée par l'automate 10, sont reliés à ce dernier de préférence par liaison filaire.
L'installation comprend un premier capteur de pression 21, situé en tête de puits, par exemple à l'entrée de la canalisation d'évacuation d'effluent 6. Le capteur de pression 21 permet de mesurer la pression en tête de puits, qui est une première grandeur physique participant aux conditions opératoires. Une valeur limite de pression en tête de puits est préprogranunée dans l'automate, par exemple 25 bars. Pour que le système se trouve dans des conditions opératoires satisfaisantes, la pression en tête de puits doit être inférieure à cette valeur limite. Si la grandeur physique mesurée par le capteur 21 et transmise à l'automate 10 est proche de ou supérieure à la valeur préprogrammée, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et réduira le débit d'injection de diluant.
L'installation comprend un deuxième capteur de pression 25, situé en fond de puits, au niveau de la sortie de la pompe. Le deuxième capteur de pression 25 permet de mesurer la pression de refoulement de la pompe, qui est une deuxième grandeur physique participant aux conditions opératoires. Comme mentionné plus haut, la mesure de la pression de refoulement de la pompe, associée à la mesure de la pression en tête de puits, permet à
l'automate de calculer l'indice de gravité API de l'effluent. Cela est utile en particulier lorsque le débit d'injection de diluant est asservi à l'indice de gravité de l'effluent.
L'installation comprend également un premier capteur de température 22, situé
en tête de puits, par exemple à l'entrée de la canalisation d'évacuation 6. Le capteur de température 22 donne une valeur de température en tête de puits, qui est une troisième grandeur physique
11 participant aux conditions opératoires. Cette valeur de température est reliée de façon homothétique au débit en tête de puits. Le débit maximal est préprogranuné
dans l'automate par l'ingénieur réservoir, en fonction de quotas fixés pour le puits. Si le débit en tête de puits est proche de ou supérieur à la valeur préprogrammée, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et réduira éventuellement le débit d'injection de diluant.
L'installation comprend également un deuxième capteur de température 24, situé
en fond de puits, par exemple à proximité de l'aspiration de la pompe 20. Ce capteur de température 24 permet de mesurer la température en fond de puits, qui est une quatrième grandeur physique participant aux conditions opératoires. Une augmentation de cette grandeur physique au-delà des valeurs mesurées dans les conditions opératoires normales signale un disfonctionnement de l'installation. En effet, au cas où un trou se formerait dans le tubulaire 2, de l'effluent présent dans le tubulaire passerait dans l'espace annulaire 5 par le trou. Ledit effluent ayant été chauffé par son passage par la pompe 20, la température de l'effluent à
proximité de l'aspiration de la pompe est alors plus élevée que la normale une fois l'effluent venant du tubulaire mêlé à l'effluent en fond de puits. Ainsi, la température de l'effluent à
proximité de l'aspiration de la pompe, mesurée par le capteur 24, doit être sensiblement constante lors du fonctionnement de l'installation. Si la température à
proximité de l'aspiration de la pompe est proche de la valeur préprogrammée, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et réduira éventuellement le débit d'injection de diluant.
Une variation d'environ 2 C par rapport aux valeurs habituellement enregistrées signale un disfonctionnement, et l'automate diminuera progressivement la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant jusqu'à l'arrêt de l'installation. L'automate signale de plus à l'exploitant un percement du tubulaire.
L'installation comprend un troisième capteur de pression 23, également situé
en fond de puits, qui mesure la pression à l'aspiration de la pompe 20, et un quatrième capteur de pression 30, situé à la sortie du tubage 1, dans l'espace annulaire 5, qui mesure la pression du gaz dans l'annulaire 5 à la tête du puits. Les grandeurs physiques mesurées par les capteurs 23 et 30 sont transmises à l'automate 10, qui calcule la hauteur de l'effluent situé au dessus de la pompe. En effet, une cinquième grandeur physique participant aux conditions opératoires est la hauteur de submergence. Pour un fonctionnement correct de l'installation, la pompe doit toujours être immergée, et une valeur minimale de hauteur de submergence est préprogrammée dans l'automate par l'ingénieur réservoir.
dans l'automate par l'ingénieur réservoir, en fonction de quotas fixés pour le puits. Si le débit en tête de puits est proche de ou supérieur à la valeur préprogrammée, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et réduira éventuellement le débit d'injection de diluant.
L'installation comprend également un deuxième capteur de température 24, situé
en fond de puits, par exemple à proximité de l'aspiration de la pompe 20. Ce capteur de température 24 permet de mesurer la température en fond de puits, qui est une quatrième grandeur physique participant aux conditions opératoires. Une augmentation de cette grandeur physique au-delà des valeurs mesurées dans les conditions opératoires normales signale un disfonctionnement de l'installation. En effet, au cas où un trou se formerait dans le tubulaire 2, de l'effluent présent dans le tubulaire passerait dans l'espace annulaire 5 par le trou. Ledit effluent ayant été chauffé par son passage par la pompe 20, la température de l'effluent à
proximité de l'aspiration de la pompe est alors plus élevée que la normale une fois l'effluent venant du tubulaire mêlé à l'effluent en fond de puits. Ainsi, la température de l'effluent à
proximité de l'aspiration de la pompe, mesurée par le capteur 24, doit être sensiblement constante lors du fonctionnement de l'installation. Si la température à
proximité de l'aspiration de la pompe est proche de la valeur préprogrammée, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et réduira éventuellement le débit d'injection de diluant.
Une variation d'environ 2 C par rapport aux valeurs habituellement enregistrées signale un disfonctionnement, et l'automate diminuera progressivement la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant jusqu'à l'arrêt de l'installation. L'automate signale de plus à l'exploitant un percement du tubulaire.
L'installation comprend un troisième capteur de pression 23, également situé
en fond de puits, qui mesure la pression à l'aspiration de la pompe 20, et un quatrième capteur de pression 30, situé à la sortie du tubage 1, dans l'espace annulaire 5, qui mesure la pression du gaz dans l'annulaire 5 à la tête du puits. Les grandeurs physiques mesurées par les capteurs 23 et 30 sont transmises à l'automate 10, qui calcule la hauteur de l'effluent situé au dessus de la pompe. En effet, une cinquième grandeur physique participant aux conditions opératoires est la hauteur de submergence. Pour un fonctionnement correct de l'installation, la pompe doit toujours être immergée, et une valeur minimale de hauteur de submergence est préprogrammée dans l'automate par l'ingénieur réservoir.
12 Le calcul de la hauteur de submergence de la pompe fait également intervenir l'indice de gravité API de l'effluent (calculée à partir des mesures réalisées par les capteurs 21 et 25) et la température en fond de puits (mesurée par le capteur 24). Si l'une ou l'autre de ces mesures n'est pas disponible, l'automate peut utiliser des valeurs par défaut pour le calcul de la hauteur de submergence de la pompe. Ces valeurs par défaut sont préalablement fournies par l'ingénieur réservoir.
Si la hauteur de submergence calculée par l'automate est proche de ou inférieure à la valeur préprogrammée, l'automate réduira la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant.
Si la hauteur de submergence calculée par l'automate est proche de ou supérieure à la valeur préprogrammée, l'automate optimisera la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant.
L'installation comprend également, de façon optionnelle, un capteur de vibrations 26, situé au refoulement de la pompe. Le capteur de vibrations 26 permet de mesurer l'ensemble des vibrations de l'effluent selon trois axes orthogonaux entre eux, qui est une sixième grandeur physique participant aux conditions opératoires. Les vibrations de l'effluent doivent être inférieures à une valeur limite prédéterminée pour éviter des disfonctionnements. Par exemple, une teneur en gaz élevée à 'l'aspiration ou un problème mécanique va entraîner des vibrations supérieures à celles mesurées dans des conditions opératoires normales. Si ces vibrations sont proches de ou supérieures à la valeur préprogrammée, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant.
Comme on l'a vu plus haut, l'installation comprend, de façon optionnelle, un quatrième capteur de pression 30, situé dans l'espace annulaire 5. Le quatrième capteur de pression 30 mesure la pression dans l'espace annulaire, qui est une septième grandeur physique participant aux conditions opératoires. La pression dans l'espace annulaire ne doit pas dépasser une certaine valeur prédéterminée, sinon le gaz contenu dans l'effluent passe à
l'aspiration de la pompe et entraîne la casse de cette dernière. Si la pression dans l'espace annulaire est proche de ou supérieure à une valeur préprogrammée par l'ingénieur réservoir, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant.
Tous ces capteurs 21-26, 30, dont les données sont surveillées par l'automate 10, permettent à la pompe d'avoir une durée de vie la plus longue possible. Les valeurs limites prédéterminées sont fixées par l'utilisateur de l'installation en fonction des caractéristiques du puits.
Si la hauteur de submergence calculée par l'automate est proche de ou inférieure à la valeur préprogrammée, l'automate réduira la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant.
Si la hauteur de submergence calculée par l'automate est proche de ou supérieure à la valeur préprogrammée, l'automate optimisera la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant.
L'installation comprend également, de façon optionnelle, un capteur de vibrations 26, situé au refoulement de la pompe. Le capteur de vibrations 26 permet de mesurer l'ensemble des vibrations de l'effluent selon trois axes orthogonaux entre eux, qui est une sixième grandeur physique participant aux conditions opératoires. Les vibrations de l'effluent doivent être inférieures à une valeur limite prédéterminée pour éviter des disfonctionnements. Par exemple, une teneur en gaz élevée à 'l'aspiration ou un problème mécanique va entraîner des vibrations supérieures à celles mesurées dans des conditions opératoires normales. Si ces vibrations sont proches de ou supérieures à la valeur préprogrammée, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant.
Comme on l'a vu plus haut, l'installation comprend, de façon optionnelle, un quatrième capteur de pression 30, situé dans l'espace annulaire 5. Le quatrième capteur de pression 30 mesure la pression dans l'espace annulaire, qui est une septième grandeur physique participant aux conditions opératoires. La pression dans l'espace annulaire ne doit pas dépasser une certaine valeur prédéterminée, sinon le gaz contenu dans l'effluent passe à
l'aspiration de la pompe et entraîne la casse de cette dernière. Si la pression dans l'espace annulaire est proche de ou supérieure à une valeur préprogrammée par l'ingénieur réservoir, l'automate diminuera la vitesse de la pompe et éventuellement le débit d'injection de diluant.
Tous ces capteurs 21-26, 30, dont les données sont surveillées par l'automate 10, permettent à la pompe d'avoir une durée de vie la plus longue possible. Les valeurs limites prédéterminées sont fixées par l'utilisateur de l'installation en fonction des caractéristiques du puits.
13 Le procédé de production d'hydrocarbures va à présent être décrit.
La figure 2 représente une courbe de l'évolution de la vitesse et du débit de diluant en fonction du temps.
Comme représenté sur la figure 2, le procédé de production d'hydrocarbures comprend au moins deux phases : une première phase 50, qui correspond à la mise en débit du puits, et une deuxième phase 55, qui correspond au régime établi. La première phase 50 commence par une étape 51 de préparation du puits. Pendant cette étape, l'automate 10 ouvre la vanne 13 de façon à injecter du fluide d'allègement au fond du puits. Parallèlement, l'automate 10 ouvre la vanne de régulation 7 du débit d'effluent et la vanne de régulation 28 du débit de gaz. Ainsi, l'effluent est prêt à être produit et l'espace annulaire commence à être ventilé.
La première phase 50 comprend ensuite une étape 56, pendant laquelle l'injection de diluant est maximale. Le débit de diluant est égal à un débit de démarrage prédéterminé.
La première phase 50 se poursuit par une étape 52. Après une temporisation lancée à
l'étape 51, l'automate 10 démarre le moteur de la pompe. Pour cette étape, la vitesse est fixée à
une première valeur, par exemple 50 rpm, de façon à ce que la pompe effectue une première accélération. En effet, il est préférable de réaliser le remplissage du tubulaire à faible vitesse.
La première phase 50 se poursuit par une étape 53 : lorsque la vitesse de la pompe a atteint la première valeur, elle se stabilise à cette vitesse durant une temporisation qui correspond au temps nécessaire pour que le volume de diluant injecté soit égal à 2 fois le volume de la partie horizontale du drain.
La première phase 50 se poursuit par une étape 54 : une fois que la vitesse est stabilisée et que le volume de diluant injecté a atteint la volume souhaité, la pompe effectue une deuxième accélération jusqu'à ce que la valeur cible soit atteinte. Cette valeur cible peut être, comme mentionné plus haut, une valeur de débit d'effluent en tête de puits, une valeur de pression de l'effluent à l'aspiration de la pompe, un niveau de submergence de la pompe ou encore une valeur de vitesse de rotation de la pompe prédéterminée. Cette valeur cible est choisie par l'ingénieur réservoir dans une étape préalable à la première phase 50 du procédé.
La première phase 50 se poursuit par une étape 57 de réduction de l'injection de diluant.
Cette étape commence lorsque le volume de diluant injecté depuis l'étape 51 est égal à 3 fois le volume de la partie horizontale du drain. L'automate calcule alors, selon le type d'asservissement choisi (par exemple asservissement à la vitesse de rotation de la pompe ou à
l'indice de gravité API), une valeur cible de débit de diluant à injecter.
L'automate va alors agir sur la vanne 13 de régulation du débit de diluant pour réduire le débit d'injection de
La figure 2 représente une courbe de l'évolution de la vitesse et du débit de diluant en fonction du temps.
Comme représenté sur la figure 2, le procédé de production d'hydrocarbures comprend au moins deux phases : une première phase 50, qui correspond à la mise en débit du puits, et une deuxième phase 55, qui correspond au régime établi. La première phase 50 commence par une étape 51 de préparation du puits. Pendant cette étape, l'automate 10 ouvre la vanne 13 de façon à injecter du fluide d'allègement au fond du puits. Parallèlement, l'automate 10 ouvre la vanne de régulation 7 du débit d'effluent et la vanne de régulation 28 du débit de gaz. Ainsi, l'effluent est prêt à être produit et l'espace annulaire commence à être ventilé.
La première phase 50 comprend ensuite une étape 56, pendant laquelle l'injection de diluant est maximale. Le débit de diluant est égal à un débit de démarrage prédéterminé.
La première phase 50 se poursuit par une étape 52. Après une temporisation lancée à
l'étape 51, l'automate 10 démarre le moteur de la pompe. Pour cette étape, la vitesse est fixée à
une première valeur, par exemple 50 rpm, de façon à ce que la pompe effectue une première accélération. En effet, il est préférable de réaliser le remplissage du tubulaire à faible vitesse.
La première phase 50 se poursuit par une étape 53 : lorsque la vitesse de la pompe a atteint la première valeur, elle se stabilise à cette vitesse durant une temporisation qui correspond au temps nécessaire pour que le volume de diluant injecté soit égal à 2 fois le volume de la partie horizontale du drain.
La première phase 50 se poursuit par une étape 54 : une fois que la vitesse est stabilisée et que le volume de diluant injecté a atteint la volume souhaité, la pompe effectue une deuxième accélération jusqu'à ce que la valeur cible soit atteinte. Cette valeur cible peut être, comme mentionné plus haut, une valeur de débit d'effluent en tête de puits, une valeur de pression de l'effluent à l'aspiration de la pompe, un niveau de submergence de la pompe ou encore une valeur de vitesse de rotation de la pompe prédéterminée. Cette valeur cible est choisie par l'ingénieur réservoir dans une étape préalable à la première phase 50 du procédé.
La première phase 50 se poursuit par une étape 57 de réduction de l'injection de diluant.
Cette étape commence lorsque le volume de diluant injecté depuis l'étape 51 est égal à 3 fois le volume de la partie horizontale du drain. L'automate calcule alors, selon le type d'asservissement choisi (par exemple asservissement à la vitesse de rotation de la pompe ou à
l'indice de gravité API), une valeur cible de débit de diluant à injecter.
L'automate va alors agir sur la vanne 13 de régulation du débit de diluant pour réduire le débit d'injection de
14 diluant de façon à se rapprocher de la valeur cible. Pendant toute la première phase 50, et en particulier pendant cette étape 57, les conditions opératoires doivent être normales, c'est-à-dire que la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques doivent être chacune comprise dans une plage de valeurs prédéterminée. Sinon, l'automate répond comme cela a été
vu plus haut.
Ainsi, l'automate maintient la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques chacune dans une plage de valeurs prédéterminée.
Le procédé se poursuit par la deuxième phase 55, qui correspond au régime de production continu et stable. La vitesse est asservie sur la production cible choisie (débit de l'effluent en tête de puits, pression de l'effluent à l'aspiration de la pompe ou niveau de submergence de la pompe) tout en respectant les limitations. Le débit de diluent injecté est asservi soit à la vitesse de rotation de la pompe soit à l'indice de gravité
API calculé en temps réel à partir des mesures réalisées par les capteurs de pression, comme cela a été vu plus haut.
Les conditions opératoires doivent être normales, c'est-à-dire que la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques doivent être chacune comprise dans une plage de valeurs prédéterminée.
Ainsi, l'automate 10 contrôle en temps réel l'installation en régulant la vitesse de la pompe et en optimisant, c'est-à-dire en minimisant, la quantité de diluant injectée en fonction des grandeurs physiques, et cela en même temps, de façon à ce que la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques soient chacune comprises, et maintenues par l'automate, dans une plage de valeurs prédéterminée.
Pendant la phase 55, lorsqu'au moins une grandeur physique sort de la plage de valeurs prédéterminée, la vitesse de la pompe et le débit d'injection de fluide sont augmentés ou diminués par l'automate 10 jusqu'à ce que chaque grandeur physique soit de nouveau comprise dans la plage de valeurs correspondante prédéterminée. Cela permet de maintenir la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques chacune dans une plage de valeurs prédéterminée.
Ainsi, l'invention permet d'assurer un bon fonctionnement de la pompe et une bonne productivité du puits, tout en assurant une consommation minimum de fluide d'allègement.
L'automate 10 est également connecté à la vanne 28 de régulation du débit de gaz et au débitmètre 29 disposés dans la canalisation d'évacuation du gaz 27. Lorsque la pression mesurée par le capteur 30 dans l'espace annulaire 5 dépasse une valeur limite prédéterminée, l'automate 10 peut augmenter le débit du gaz évacué pour faire diminuer la pression dans l'espace annulaire 5.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à
titre d'exemple ; ainsi, un additif supplémentaire type anti-mousse ou anti-dépôt peut également être injecté dans le puits par un autre système d'injection.
vu plus haut.
Ainsi, l'automate maintient la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques chacune dans une plage de valeurs prédéterminée.
Le procédé se poursuit par la deuxième phase 55, qui correspond au régime de production continu et stable. La vitesse est asservie sur la production cible choisie (débit de l'effluent en tête de puits, pression de l'effluent à l'aspiration de la pompe ou niveau de submergence de la pompe) tout en respectant les limitations. Le débit de diluent injecté est asservi soit à la vitesse de rotation de la pompe soit à l'indice de gravité
API calculé en temps réel à partir des mesures réalisées par les capteurs de pression, comme cela a été vu plus haut.
Les conditions opératoires doivent être normales, c'est-à-dire que la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques doivent être chacune comprise dans une plage de valeurs prédéterminée.
Ainsi, l'automate 10 contrôle en temps réel l'installation en régulant la vitesse de la pompe et en optimisant, c'est-à-dire en minimisant, la quantité de diluant injectée en fonction des grandeurs physiques, et cela en même temps, de façon à ce que la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques soient chacune comprises, et maintenues par l'automate, dans une plage de valeurs prédéterminée.
Pendant la phase 55, lorsqu'au moins une grandeur physique sort de la plage de valeurs prédéterminée, la vitesse de la pompe et le débit d'injection de fluide sont augmentés ou diminués par l'automate 10 jusqu'à ce que chaque grandeur physique soit de nouveau comprise dans la plage de valeurs correspondante prédéterminée. Cela permet de maintenir la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques chacune dans une plage de valeurs prédéterminée.
Ainsi, l'invention permet d'assurer un bon fonctionnement de la pompe et une bonne productivité du puits, tout en assurant une consommation minimum de fluide d'allègement.
L'automate 10 est également connecté à la vanne 28 de régulation du débit de gaz et au débitmètre 29 disposés dans la canalisation d'évacuation du gaz 27. Lorsque la pression mesurée par le capteur 30 dans l'espace annulaire 5 dépasse une valeur limite prédéterminée, l'automate 10 peut augmenter le débit du gaz évacué pour faire diminuer la pression dans l'espace annulaire 5.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à
titre d'exemple ; ainsi, un additif supplémentaire type anti-mousse ou anti-dépôt peut également être injecté dans le puits par un autre système d'injection.
Claims (11)
1. Installation de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde à partir d'au moins un puits, l'installation comprenant :
- un système (9, 11-16) d'injection en fond de puits de fluide d'allègement d'effluent, - une pompe (20) d'évacuation d'effluent, - une pluralité de capteurs (21-26, 30) de mesure de grandeurs physiques relatives à
l'installation, - un automate (10) adapté à optimiser le débit d'injection de fluide d'allègement et à
réguler la vitesse de la pompe (20) en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée, dans laquelle le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent, l'automate (10) réalisant un calcul en temps réel de l'indice de gravité de l'effluent, et dans laquelle un des capteurs est un premier capteur de pression (21) adapté à
être situé en tête de puits et un autre capteur est un deuxième capteur de pression (25) adapté à
être situé au refoulement de la pompe, l'automate (10) étant adapté à calculer l'indice de gravité de l'effluent en fonction des données fournies par lesdits premier et deuxième capteurs de pression (21, 25).
- un système (9, 11-16) d'injection en fond de puits de fluide d'allègement d'effluent, - une pompe (20) d'évacuation d'effluent, - une pluralité de capteurs (21-26, 30) de mesure de grandeurs physiques relatives à
l'installation, - un automate (10) adapté à optimiser le débit d'injection de fluide d'allègement et à
réguler la vitesse de la pompe (20) en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée, dans laquelle le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent, l'automate (10) réalisant un calcul en temps réel de l'indice de gravité de l'effluent, et dans laquelle un des capteurs est un premier capteur de pression (21) adapté à
être situé en tête de puits et un autre capteur est un deuxième capteur de pression (25) adapté à
être situé au refoulement de la pompe, l'automate (10) étant adapté à calculer l'indice de gravité de l'effluent en fonction des données fournies par lesdits premier et deuxième capteurs de pression (21, 25).
2. L'installation de production d'hydrocarbures selon la revendication 1, dans laquelle un des capteurs est un premier capteur de température (22) adapté à être situé en tête de puits, l'automate (10) étant adapté à surveiller le débit d'effluent en tête de puits en fonction des données fournies par ledit premier capteur de température (22).
3. L'installation de production d'hydrocarbures selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle un des capteurs est un deuxième capteur de température (24) adapté à être situé à l'aspiration de la pompe (20), l'automate (10) étant adapté à surveiller l'apparition d'un trou dans un tubulaire (2) d'évacuation de l'effluent depuis la pompe en fonction des données fournies par ledit deuxième capteur de température (24).
4. L'installation de production d'hydrocarbures selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle un des capteurs est un capteur de vibrations (26) adapté à
être situé au refoulement de la pompe (20), l'automate (10) étant adapté à surveiller l'apparition de vibrations excessives de la pompe en fonction des données fournies par ledit capteur de vibrations (26).
être situé au refoulement de la pompe (20), l'automate (10) étant adapté à surveiller l'apparition de vibrations excessives de la pompe en fonction des données fournies par ledit capteur de vibrations (26).
5. L'installation de production d'hydrocarbures selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle deux des capteurs sont des troisième et quatrième capteurs de pression (23, 30) adaptés à être situés respectivement à l'aspiration de la pompe et à la sortie d'un tubage (1) dans un espace annulaire (5), l'automate (10) étant adapté à calculer la hauteur de submergence de la pompe (20) en fonction des données fournies par lesdits troisième et quatrième capteur de pression (23, 30).
6. L'installation de production d'hydrocarbures selon la revendication 5, dans laquelle l'automate (10) est adapté à optimiser la hauteur d'effluent au-dessus de la pompe (20) en régulant la ventilation d'un espace annulaire (5) comprenant du gaz.
7. L'installation de production d'hydrocarbures selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle un des capteurs est un quatrième capteur de pression (30) adapté à être situé
dans un espace annulaire (5), l'automate (10) étant adapté à surveiller le passage de gaz par la pompe en fonction des données fournies par ledit quatrième capteur de pression (30).
dans un espace annulaire (5), l'automate (10) étant adapté à surveiller le passage de gaz par la pompe en fonction des données fournies par ledit quatrième capteur de pression (30).
8. L'installation de production d'hydrocarbures selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le fluide d'allègement est un diluant.
9. Procédé de production d'effluent d'hydrocarbures à base d'huile lourde dans une installation comprenant un système (9, 11-16) d'injection en fond de puits de fluide d'allègement d'effluent, une pompe (20) d'évacuation d'effluent, une pluralité
de capteurs (21-26, 30) de mesure de grandeurs physiques relatives à l'installation et un automate (10), le procédé comprenant la phase suivante :
- une phase (55) de régime de production stable et continu, mise en oeuvre par l'automate (10), la phase (55) de régime de production stable et continu comprenant l'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement et la régulation de la vitesse de la pompe (20) en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée, dans laquelle le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent, l'automate (10) réalisant un calcul en temps réel de l'indice de gravité de l'effluent, l'installation comprenant également un premier capteur de pression (21) situé en tête de puits et un deuxième capteur de pression (25) situé au refoulement de la pompe, la mesure de la pression au refoulement de la pompe combinée à la mesure de la pression en tête de puits permettant le calcul de l'indice de gravité de l'effluent.
de capteurs (21-26, 30) de mesure de grandeurs physiques relatives à l'installation et un automate (10), le procédé comprenant la phase suivante :
- une phase (55) de régime de production stable et continu, mise en oeuvre par l'automate (10), la phase (55) de régime de production stable et continu comprenant l'optimisation du débit d'injection de fluide d'allègement et la régulation de la vitesse de la pompe (20) en fonction des grandeurs physiques et d'une valeur cible de production prédéterminée, la vitesse de la pompe et les grandeurs physiques étant chacune comprises dans une plage de valeurs prédéterminée, dans laquelle le débit d'injection de diluant est proportionnel à l'indice de gravité de l'effluent, l'automate (10) réalisant un calcul en temps réel de l'indice de gravité de l'effluent, l'installation comprenant également un premier capteur de pression (21) situé en tête de puits et un deuxième capteur de pression (25) situé au refoulement de la pompe, la mesure de la pression au refoulement de la pompe combinée à la mesure de la pression en tête de puits permettant le calcul de l'indice de gravité de l'effluent.
10. Le procédé de production selon la revendication 9, comprenant en outre, avant la phase (55) de régime de production stable et continu, une phase (50) de mise en débit d'un puits, la phase (50) de mise en débit du puits comprenant les étapes suivantes :
- une étape (51) d'injection en fond du puits par l'automate (10) de fluide d'allègement d'effluent, - une étape (52) de mise en route par l'automate (10) d'une pompe (20) d'évacuation d'effluent, - une étape (53) de stabilisation de la vitesse à une première valeur pendant une durée déterminée, - une étape (54) d'augmentation de la vitesse de la pompe par l'automate (10) jusqu'à ce qu'une valeur cible soit atteinte, - une étape (57) de diminution de l'injection de fluide d'allègement - avec une surveillance par l'automate (10) des grandeurs physiques grâce à la pluralité
de capteurs (21-26, 30) pendant la phase (50) de mise en débit du puits.
- une étape (51) d'injection en fond du puits par l'automate (10) de fluide d'allègement d'effluent, - une étape (52) de mise en route par l'automate (10) d'une pompe (20) d'évacuation d'effluent, - une étape (53) de stabilisation de la vitesse à une première valeur pendant une durée déterminée, - une étape (54) d'augmentation de la vitesse de la pompe par l'automate (10) jusqu'à ce qu'une valeur cible soit atteinte, - une étape (57) de diminution de l'injection de fluide d'allègement - avec une surveillance par l'automate (10) des grandeurs physiques grâce à la pluralité
de capteurs (21-26, 30) pendant la phase (50) de mise en débit du puits.
11. Le procédé de production selon la revendication 9 ou 10, dans lequel une étape de minimisation du débit d'injection de fluide d'allègement et de régulation de la vitesse de la pompe comprend l'étape suivante :
- lorsqu'au moins une grandeur physique sort de la plage de valeurs prédéterminée, la vitesse de la pompe et le débit d'injection de fluide sont augmentés ou diminués par l'automate (10) jusqu'à ce que chaque grandeur physique soit de nouveau comprise dans la plage de valeurs correspondante prédéterminée.
- lorsqu'au moins une grandeur physique sort de la plage de valeurs prédéterminée, la vitesse de la pompe et le débit d'injection de fluide sont augmentés ou diminués par l'automate (10) jusqu'à ce que chaque grandeur physique soit de nouveau comprise dans la plage de valeurs correspondante prédéterminée.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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