FR2621350A1

FR2621350A1 - Methode d'exploitation de gisements renfermant de l'hydrogene sulfure

Info

Publication number: FR2621350A1
Application number: FR8812918A
Authority: FR
Original assignee: ENWRIGHT MICHAEL
Current assignee: ENWRIGHT MICHAEL
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1989-04-07
Anticipated expiration: 2008-10-03
Also published as: DE3833619C2; CA1254505A; US4988389A; DE3833619A1; FR2621350B1

Abstract

La présente invention a pour objet une méthode de production de fluides à partir de gisements souterrains renfermant de l'hydrogène sulfuré et spécialement les gisements où du soufre élémentaire ou des polysulfures d'hydrogène sont présents. La méthode décrit l'utilisation d'une pompe à éjecteur, l'injection de produits chimiques et des dispositifs de chauffage électriques souterrains pour éviter le dépôt de soufre élémentaire dans les tubes de production de puits pénétrant dans de tels réservoirs, en accroissant la pression, la température et la capacité de solubilité au soufre des fluides extraits de ces puits. De cette façon, les réserves souterraines de soufre et d'hydrogène sulfuré qui étaient auparavant improductrices ou trop onéreuses à produire peuvent être commercialement exploitées.

Description

La présente invention concerne une méthode d'obtention de fluides à partir

de gisements souterrains

renfermant de l'hydrogène sulfuré. Elle vise plus parti-

culièrement une méthode pour exploiter des gisements renfer-

mant de l'hydrogène sulfuré et du soufre, physiquement dissout, chimiquement lié (par exemple des polysulfures d'hydrogène), ou existant sous forme de soufre élémentaire à l'état liquide ou solide dans le fluide du gisement, ce qui se traduit par un phénomène de dépôt du soufre et/ou des

problèmes de production dus à la viscosité élevée des flui-

des du puits souterrain. L'invention s'étend également à une

amélioration de la récupération totale des ressources sou-

terraines définies ci-dessus.

L'invention sera mieux décrite à la lecture de la

-15 description non limitative suivante, faite en référence aux

dessins annexés dans lesquels:

Figure I est une courbe unidimensionnelle de rela-

tion entre la pression et la température, courbe montrant les différents trajets pression-température pour des fluides

renfermant de l'hydrogène sulfuré obtenu à partir d'un gise-

ment souterrain et amené en surface. Une relation de phase pour un fluide typique de gisement renfermant de l'hydrogène sulfuré- est également montré à titre d'exemple en rapport

avec des conditions éventuelles de pression et de températu-

re à. la tête du puits pour une méthode correspondante de production. La relation de phase des deux zones de phase est définie par la courbe du point d'ébullition et la courbe du

point de rosée.

Figure- 2 est une vue schématique illustrant la configuration de tubage souterrain utilisée pourle puits TGS Panther River 5-23-30-11 W5M en 196263 pour exploiter le

puits selon la technique antérieure.

Figure 3 est une vue schématique montrant la confi-

guration de tubage souterrain utilisé pour le puits TGS Panther River 523-30-11 W5M afin d'exploiter le puits d'une façon conforme à un mode de réalisation préférée de l'invention. Figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e représentent une série de vues schématiques illustrant l'agencement d'un éjecteur ou pompe à injection à écoulement inverse d'une des configurations de tubages concentriques et parallèles avec et sans

injection chimique souterraine.

Figure 4f est une vue schématique en coupe des élé-

ments d'une pompe à injection représentée en détails.

Figure 5 représente l'installation de surface et la technique pour conditionner les fluides obtenus à partir de

gisement renfermant de l'hydrogène sulfuré afin de les recy-

cler sous forme de fluides d'actionnement de la pompe à in-

jection ou de solvant pour soufre et de les réinjecter dans

un puits équipé de façon conforme à la présente invention.

Figures 6a et 6b sont des vues schématiques illus-

trant l'agencement avec et sans injection chimique souter-

raine d'une pompe à injection à écoulement inverse dans une configuration de tubage concentrique et un dispositif de

chauffage électrique souterrain alimenté par câble et posi-

tionné dans la zone terminale d'une ligne de tubage concen-

trique auxiliaire.

Figures 7a, 7b, 7c, 7d et 7e sont une série de vues

schématiques représentant l'agencement d'une. pompe à injec-

tion à écoulement inverse dans le tubage concentrique avec

un ou plus d'un dispositif de chauffage électrique souter-

rain positionné sur la ligne de tubage de production, ou dans la zone terminale d'une ligne de tubage auxiliaire concentrique, et actionné par un circuit électrique établi

entre les lignes de tubage concentriques.

Un élément simple caractéristique quelconque identi-

fié par une référence numérique dans l'une quelconque des

vues schématiques est identifié par la même référence numé-

rique dans toutes les vues schématiques.

La production et l'exploration de gisements souter-

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rains renfermant de l'hydrogène sulfuré et d'autres compo-

sants fluides associés que l'on trouvent dans la nature, par exemple des hydrocarbures, du gaz carbonique et de l'azote

et plus spécifiquement les composants du soufre, physique-

ment dissouts, chimiquement liés (par exemple le polysulfure d'hydrogène) ou existant sous forme de soufre élémentaire à l'état liquide ou solide dans le fluide du gisement, ce fluide ayant tendance à des problèmes de dépôt de soufre et à d'autres problèmes de production dus à la viscosité élevé

de ces fluides souterrains, a conduit à des problèmes de dé-

pôt de soufre dans les installations de surface, le tubage, le puits de forage, la zone adjacente au puits de forage, et dans le gisement. On sait que la quantité de soufre qui est présente dans le gaz acide accroit la concentration d'hydrogène sulfuré. De même la formation d'hydrates et de.s problèmes de corrosion ont été observés pendant la mise en forme de puits dans de tels gisements. Lorsque le fluide du gisement renfermant de l'hydrogène sulfuré quitte la zone de

gisement et s'écoule par le tubage, il se produit normale-

ment une diminution graduelle de température couplée avec une diminution de pression. La trajectoire de l'écoulement

de fluide illustrée dans un diagrame conceptuel de comporte-

ment de phase (Figure 1) est représentée typiquement par la ligne a. En outre si le puits ne présente pas un écoulement

naturel, le problème est plus compliqué du fait qu'une ins-

tallation artificielle de pompage sera nécessaire à une pro-

fondeur donnée en fonction des conditions spécifiques. Le

dépôt de soufre élémentaire peut se produire à cause des mo-

difications de la solubilité physique du soufre dans le fluide de gisement en tant que résultat des variations de température et de pression pendant la production. Le soufre

peut également être libéré par la décomposition de polysul-

fures cornme résultat principalement de la modification de l'équilibre entre le polysulfure d'hydrogène et l'hydrogène

sulfuré existant dans le gisement. D'autres facteurs, la te-

2 6 2 1 3 5 0

neur en eau par exemple, peuvent également affecter cet

équilibre. Ces phénomènes peuvent conduire à des restric-

tions d'écoulement dans les installations de surfaces, le tubage, le puits de forage, la zone adjacente au puits de forage, et dans le gisement. Lorsque la trajectoire de l'écoulement se trouvant dans la courbe citée de conduite de

phase entre dans la région à deux phases (plus particulière-

ment lorsque la trajectoire traverse la courbe de point d'ébullition), le dépôt de soufre est susceptible de s'aggraver à cause des effets refroidissement se produisant

dans un régime d'écoulement à deux phases.

Dans ce qui suit, on décrira l'état de la technique à l'échellon industrielle, et on fera référence à plusieurs brevets se rapportant au problème de dépôt de soufre: (a) une configuration souterraine typique utilisée pour des puits ayant tendance au dépôt de soufre comporte trois lignes de tubage parallèles: une ligne de chauffage pour faire circuler le fluide chaud en bas du tubage et vers le haut du coffrage annulaire, une ligne d'injection pour la circulation des fluides chauffés (par exemple de l'huile ou du solvant) et une ligne de production à travers laquelle les fluides du gisement sont mélangés avec les fluides injectés et ramenés en surface. La température et la pression ne sont pas maintenues de façon appropriée pour éviter le dépôt de

soufre de la zone perforée jusqu'à la tête de puits.

Conmme conséquence résultant de cette situation, on peut

citer l'obturation du tubage, l'obturation des instal-

lations de surfaces et les restrictions à l'écoulement.

En conséquence, pour des fluides s'écoulant de la zone

perforée à travers les installations de finissage sou-

terraines spécifiquement conçues à la tête de puits, on a considéré conmme avantageux d'éviter une trajectoire d'écoulement qui passe à travers la zone à deux phases d'un diagrame de phase. Cet objectif est difficile à

2621350-

réaliser avec la configuration souterraine typique dé-

crite auparavant. Un autre inconvénient de cette confi-

guration souterraine provient du fait qu'il est nécessaire de mettre en oeuvre des installations de surface compliquées pour traiter trois différents flui- des: les fluides de la ligne de chauffage, les fluides

chauffés de la ligne d'injection et les fluides de li-

gne de production.

Pour un coffrage de petit diamètre, on a mis en oeuvre

un agencement unique de ligne de tubage et de presse-

étoupe avec une vanne d'injection pour produit chimique

disposée au-dessus du presse-étoupe. Cette configura-

tion souterraine ne réussit pas à empêcherle dép6t de soufre dans la zone terminale de la conduite et dans le

i5 coffrage au-dessous du presse-étoupe, et élimine égale-

ment la possibilité d'abaissement de la corrosion au-

dessous du presse-étoupe.

Dans une autre configuration souterraine, l'injection

de l'inhibiteur est réalisé à travers le presse-étoupe.

Les produits chimiques sont pompés à partir de la sur-

face vers l'espace annulaire par l'intermédiaire d'un agencement à vanne d'injection pour produit chimique et à travers le presse-étoupe. De façon similaire, on a

suggéré que les solvants du soufre pourraient être in-

jecté à travers la vanne mentionnée ci-dessus en utili-

sant l'espace annulaire annulaire comme conduit. Cette configuration souterraine présente l'inconvénient que l'espace annulaire doit -être rempli avec les produits chimiques à injecter (le volume annulaire est supérieur à 100 m3 dans certains cas). Les produits hydratés abaissant la température sont injectés vers le bas par un tubage séparé d'injection de produits chimiques, qui est connecté au tubage principal de production à une

profondeur d'environ 950 m.

(b) Le brevet US 3393733 de C.H. Kuo et al. préconise

2 6 2 13 5 O

l'injection d'un fluide chauffé miscible avec le fluide du gisement dans le puits de forage au-dessus d'un presse-étoupe monté au-dessus de la zone perforée de façon à dissoudre le soufre lorsque le fluide chauffé et le fluide du gisement sont transférés vers le haut du tubage, élimitant ainsi les dépôts potentiels de soufre dans le tubage au-dessus du presseétoupe. Cette méthode présente les inconvénients suivants: le fluide miscible injecté accroit le gradient hydrostatique du lO fluide, exerçant ainsi une contre-pression plus élevée sur le terrain et en conséquence diminue l'écoulement provenant du gisement. Dans les cas o le solvant doit être regénéré pour réutilisation, une installation de

séparation, qui peut accroltre les coûts de fonctionne-

ment, est nécessaire. De même cette méthode ne permet

pas d'éliminer le soufre qui peut être déposé au-

dessous du presse-étoupe.

(c) Le brevet canadien 953.643 de J.R. EICKPEIER propose de réduite la précipitation du soufre en faisant circuler un fluide chaud (par exemple de la vapeur) vers le bas

par une ligne de tubage isolée juste à l'espace annu-

laire du coffrage du tubage de production pour accrol-

tre la température des fluides dans le tubage de production à partir de l'extérieur. Ce brevet spécifie qu'il est préférable d'injecter simultanément une huile chaude dans le fluide produit au voisinage de la zone de production en utilisant un tubage séparé de façon à dissoudre le soufre précipité et/ou à éviter le dépôt

de soufre à l'intérieur de la ligne de tubage de pro-

duction, tout en mélangeant l'huile chaude avec le fluide produit. En conséquence, ce brevet présente l'inconvénient de nécessiter l'utilisation de trois lignes: une ligne de chauffage, une ligne de production et une ligne d'injection d'huile chaude, conjointement avec toutes les installations de surface nécessaires

pour traiter trois différents types de fluide: la va-

peur, l'huile chaude et les fluides produits. La diffé-

rence entre l'état de la technique décrit au point a et le brevet canadien 953.643 réside dans la longueur de la ligne de chauffage et dans le fluide en circulation. Dans le brevet canadien 953.643, la vapeur circule principalement et la ligne de chauffage s'étend vers le bas jusqu'au presse-étoupe, par comparaison avec l'état

de la technique en a) selon lequel la ligne de chauffa-

ge est plus courte et principalement de l'huile chaude

ou de l'eau chaude sont mises en circulation.

(c) En 1962, le précédesseur de Canterra Energy Ltd (CEL) Texax Gulf Sulphur Company Inc., a foré, terminé et mis en exploitation un puits de gaz acide 5-23-30-11 W5M

:5 Panther River.

Le puits ci-dessus (Figure 2) est un exemple des problèmes d'obturation par le soufre, qui se sont produits

dans des puits équipés de la manière décrite dans la techni-

que antérieure. Un test de production a été réalisé du 11

Décembre 1962 au 19 Janvier 1963. Les caractéristiques prin-

cipales de la formation de production sont spécifiées ci-dessous: Production Wabamun Profondeur 3261,4 à 3272,6m Pression de la formation 25932 kPa Température de la formation 79,4 C Composition du gaz 68,0% H2S, 9,4% )2 (mole %) 21,4% CH4 et 1.2% N2 Teneur en soufre 9,5-13,0 Kg/1000 SCM Le puits fut équipé d'une ligne de chauffage 23 de

42 rmmn de diamètre, 912 m de longueur, et d'une ligne de tu-

bage 9 de 73,0 rrrmm se prolongeant jusqu'au niveau des perfor-

mations à 3271,7 m. Un presse-étoupe permanent 10 fut disposé au-dessus de la formation de production 1. Le tubage

de 73 rrrmm était revêtu intérieurement de plastique pour ré-

duire les aspérités du tuyau et éviter le dépôt de soufre sur les parois du tubage. La zone Wabamun fut perforée et

stimulée après quoi l'essai de productions commrrrnençait.

Les fluides du gisement se sont écoulés des perfora-

tions dans la zone terminale du tuyau ou embout 8 et du tu-

bage de production 9 à la surface. Ces fluides se refroi-

dissaient à mesure qu'ils s'écoulaient vers le haut du puits. Les fluides furent chauffés de façon indirecte

lorsqu'ils atteignaient la profondeur de la ligne de chauf-

fage 23 (à 912 m) afin de porter la température des fluides au-dessus de la température de la formation hydratée. Dans ces conditions le puits ne pouvait que donner sporadiquement pendant un total de 44 heures durant une période de 10 jours. Les débits d'écoulement maximal étaient seulement de 42.000 m3 normalisés par jour (SCM/jour), et pour une durée de seulement 3 heures. Le débit moyen était inférieur à 24.000 SCM/jour. De façon typique, il était nécessaire de fermer le puits après trois heures d'écoulement du fait du déclin des débits d'écoulement aux phénomènes d'obturation

souterrain par le soufre. Des ponts de soufre à des profon-

deurs dans l'intervalle de 632,4 m à 2.682,1 m ont été déce-

lées en trois occasions séparées. Deux traitements avec un

solvant sulfuré au disulfure de carbone furent nécessaires.

Plus tard, au second stade de l'essai, une ligne de tubage 3 de 48,3 rmm de diamètre extérieur se prolongeant jusqu'à 3176,3 m fut installée concentriquement dans un tubage de 73 mm. Du disulfure de carbone, du fuel Diesel, de l'azote et du méthanol furent périodiquement injectés vers le bas

dans l'espace annulaire entre le tubage de 73 mm et le tuba-

ge de 48,3 mm. Les fluides injectés furent mélangés avec les

fluides du gisement au bas du tubage de 48,3 mm, le plus in-

terne, à 3176,3 m. Tous les fluides sont produits par le tu-

bage interne de 48,3mmrn. Le puits donna à nouveau sporadique-

ment pendant un total de 20 heures pendant une période de 8 jours avec un débit moyen de 32000 SCM/jour. La plupart des périodes d'écoulement furent à moins de trois heures, du fait des indications de dépôt de soufre souterrain et de

formations hydratées dans la ligne interne.

Du fait des problèmes de dépôt de soufre mis en évi-

dence pendant l'essai, le puits fut fermé en 1963 en atten- dant que la technologie devienne appropriée à la mise en

production d'un tel gisement.

Des pompes à injection ont été utilisées pour amé-

liorer la production dans des puits à huile et à eau ainsi que pour éliminer l'eau des puits à gaz. L'utilisation de pompage par injection dans des puits dans lesquels le gaz

contient de l'hydrogène sulfuré en présence de gaz carboni-

que fut réalisée en premier par Canterra Energy Ltd (CEL).

Dans ce qui suit, on décrira l'état de la technique et les 5 brevets se rapportant au pompage à injection: (a) le brevet canadien Na 1.179.251 (Canalizo) préconise

l'utilisation d'une pompe à injection à écoulement in-

verse et décrit ses élémrents constitutifs sans se préoccuper des problèmes de production des puits, dus au dépôt de soufre. Ce brevet ne recommande pas

l'utilisation d'un fluide moteur spécifique.

b) Le brevet US 3.887.008 (Canfield) préconise

l'utilisation d'une pompe à injection à écoulement in-

verse pour pomper des liquides, principalement de l'eau, dans des puits à gaz qui ne peuvent donner à

cause de la présence d'une phase liquide. Cette techni-

que ne fait pas état du problème associé au dépôt de soufre. La présente invention fournit un système unique de

production de fluide à partir de gisements souterrains ren-

fermant de l'hydrogène sulfuré et vise plus particulièrement l'exploitation de gisements renfermant du sulfure d'hydrogène et du soufre, physiquement dissout, chimiquement lié (par exemple des polysulfures d'hydrogène) ou existant sous forme de soufre élémentaire à l'état solide ou liquide

dans le fluide du gisement, qui a tendance à donner naissan-

ce à des phénomènes de dépôt de soufre et/ou des problèmes de production dus à la viscosité élevée du fluide du puits souterrain et également à améliorer la récuparation totale des ressources définies ci-dessus en utilisant un système de

pompe à injection qui peut fournir une pression additionnel-

le, de la chaleur et un solvant pour éviter le dépôt de sou-

fre pendant la montée des fluides produits à la surface.

Le système de pompe à injection fournit le moyen d'obtenir une chute de la pression de la formation et permet l'exploitation de gisements renfermant de l'hydrogène sulfuré. Ceci est réalisé en utilisant un fluide moteur pompé vers le bas par un trajet indépendant et à travers un ajutage ou buse à l'intérieur de la pompe à injection. Après avoir traversé l'ajutage, le fluide moteur pénètre dans une chambre de mélange à vitesse élevée et pression réduite de sorte qu'il entralne les fluides produits renfermant de

l'hydrogène sulfuré. Par la suite, les fluides mélangés pas-

sent à travers l'étranglement et ensuite dans le diffuseur o la vitesse des fluides décrolt et la pression s'accrolt

jusqu'à une valeur au-dessus de celle régnant dans la cham-

bre de mélange et dans la zone de production. Cette pression

est suffisante pour expulser les fluides mélangés de la pom-

pe à injection et les faire s'écouler à la surface par le

tubage de production. Dans une forme de réalisation préfé-

rée, le fluide moteur de la pompe à injection injecté dans

la cavité est chauffé.

Selon une caractéristique importante de la

l'invention on utilise un presse-étoupe pour isoler la for-

mation de la partie supérieure du coffrage présentant un em-

bout permanent ou un embout à aiguille traversante et

associé à des connexions d'écoulement pour le tubage d'in-

jection de produits chimiques. De cette manière, un système très efficace pour la circulation des produits chimiques, notanmmnent des solvants du soufre, est incorporé dans la

configuration souterraine, permettant d'éviter la précipita-

tion du soufre ou l'injection d'un produit chimique ou d'un mélange chimique le long ou dans la zone perforée lorsque c'est nécessaire. Le mélange chimique peut contenir un ou plus d'un des composants suivants: solvants du soufre, inhi-

biteur de corrosion, abaisseur hydraté de température.

Dans un autre mode de réalisation, la pompe à injec-

tion fait partie d'une configuration souterraine bi-tubulaire. Une partie tubulaire sert à la production

(pompage à injection) et sera constituée d'une paire de li-

gnes de tubage parallèles ou concentriques. La seconde par-

tie tubulaire auxiliaire est destiné à de multiples usages (typiquement pour le chauffage souterrain) et pourra être constituée d'une simple ligne de tubage ou d'une paire de

lignes de tubage agencées concentriquement ou en parallèle.

Ce système peut être adapté à n'importe quel type de finis-

sage de puits, par exemple puits à cuvelage, puits à décou-

verts, verticals, horizontals ou inclinés. Des problèmes

typiques de production, par exemple la précipitation du sou-

fre, la formation d'hydrates, et la corrosion sont réduits

ou éliminés. Il permet l'application de différentes techni-

ques, telles que le chauffage du fond de forage à la place du chauffage superficiel classique, l'écoulement naturel, le pompage artificiel et la circulation profonde à plein de différentes choses, des solvants, la production

cyclique/intermittente/par pulsion associée avec des techni-

ques de simulation, par exemple l'acidification, la fractu-

re, et l'injection dans la formation de fluides chauds ou une combinaison de ceux-ci et le maintien de la pression

dans le gisement pour obtenir un rendement plus élevé de ré-

cupération dans ce système, les fluides du gisement peuvent être produits par accroissement de la température de fond de

forage en appliquant souterrainement de la chaleur.

Dans une autre forme de réalisation, on mettra en oeuvre un chauffage électrique au moyen de dispositifs de chauffage alimentés par câbles ou par une ligne de tubage concentrique pourvu d'un circuit é'lectrique souterrain. De

cette manière, la température du fluide souterrain est ac-

crue sans mettre en oeuvre la ligne de chauffage séparée ha-

bituelle. Le système de chauffage devra fournir la chaleur supplémentaire pour maintenir les fluides dans l'intervalle

de températures choisi en fonction de la solubilité du sou-

fre et du comportement de phase pour ce système particulier de gisement à puits (se référer aux courbes b' et c de la

figure 1).

La présente invention fournit donc, largo sensu, une méthode de production de fluides renfermant du soufre et de l'hydrogène sulfuré à partir d'un gisement souterrain

renfermant ces fluides, par l'intermédiaire d'un puits péné-

trant dans ce gisement, ledit hydrogène sulfuré étant pré-

sent en tant que tel et/ou dans une ou plus d'une composition chimique qui se décompose pour libérer l'hydrogène sulfuré, cette méthode consistant à: (a) ménager dans le puits une zone de production avec les fluides à extraire ou produire, (b) installer une pompe à injection dans ledit puits au voisinage de ladite zone de production, cette pompe à injection présentant une entrée pour le fluide à pomper, une entrée pour le fluide moteur et une sortie tout en étant disposé de sorte que l'entrée pour le fluide à pomper est en contact avec lesdits fluides à extraire, (c) ménager une connexion directe de fluide à partir de ladite sortie vers la tête de puits; (d) ménager une connexion de fluide directe de la tête de puits à l'entrée de fluide moteur, et (e) alimenter ladite pompe d'injection en fluide moteur

à partir de la tête de puits afin d'actionner ladi-

te pompe d'injection de ce fait de transférer par la sortie de ladite pompe d'injection à la surface

un mélange de fluide moteur et de fluide à extrai-

re. La présente invention a également pour objet, largo sensu, une méthode pour la production de fluide renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre, lesdits fluides ayant tendance à donner naissance à un dépôt de soufre et à des problèmes de production du fait de leur viscosité élevée, à partir d'un gisement souterrain renfermant lesdits fluides, via un puits pénétrant dans ledit gisement, cette méthode de production consistant à: (a) ménager dans ledit puits deux trajets indépendants de fluide, un pour l'injection d'un fluide moteur

et un second pour l'extraction des fluides du gise-

ment mélangés avec ledit fluide moteur,

(b) monter dans ledit puits une pompe d'injection, cet-

te dernière étant installée souterrainement en com-

munication de fonctionnement avec lesdits trajets de fluide dans le puits de forage, (c) injecter ledit fluide moteur dans le premier trajet de fluide mentionné dans le puits, et de ce fait dans ladite pompe à injection; et

(d) actionner ladite pompe à injection avec ledit flui-

de moteur injecté, ladite pompe actionnée par ledit fluide moteur injecté pompant les fluides extraits

renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre du-

dit gisement vers la surface via ledit second tra-

jet de fluide, et à réaliser des conditions de température, de pression et d'écoulement telles que ledit soufre est soit physiquement dissout dans soit chimiquement lié audit fluide, de sorte que le

dépôt du soufre à partir desdits fluides est prati-

quement empêché.

La présente invention a également pour objet une mé-

thode pour la production de fluides renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre, ces fluides ayant tendance à donner naissance à un dép6t de soufre ou à des problèmes

de production dus à leur viscosité élevé, à partir d'un ré-

servoir souterrain renfermant ces fluides, via un puits pé-

* nétrant dans ledit gisement, cette méthode de production consistant à: (a) ménager dans ledit puits des lignes de tubage concentriques à l'intérieur du puits de forage, pour réaliser deux lignes indépendantes dans ce

dernier, de façon à obtenir deux trajets indépen-

dants de fluide, l'un pour l'injection d'un fluide moteur et le second pour la production de fluide de gisement mélangé avec ledit fluide moteur; (b) monter dans ledit puits une pompe à injection cette dernière étant disposée souterrainement à l'intérieur de la ligne de tubage interne de façon à transférer les fluides vers la surface via ladite ligne de tubage interne; (c) ménager dans ledit puits un joint annulaire entre le coffrage et le tubage installés dans le trou de

forage au-dessus de la zone de production dudit gi-

sement souterrain; (d) injecter le fluide moteur dans l'espace annulaire entre les lignes de tubage concentriques; et (e) actionner ladite pompe d'injection au moyen d'un fluide moteur injecté, ce dernier étant injecté à partir de la surface et pénétrant dans ladite pompe à injection à partir de l'espace annulaire interne entre les lignes de tubage concentriques, cette pompe étant actionnée par le fluide moteur injecté

de façon à transférer lesdits fluides produits ren- fermant l'hydrogène sulfuré et le soufre dudit gi-

sement à la surface via le tubage interne et à réaliser des conditions température, de pression et

d'écoulement telles que le soufre est soit physi-

quement dissout soit chimiquement lié dans lesdits fluides, de façon à éviter pratiquement le dépôt de

soufre à partir desdits fluides.

La présente invention s'étend également à un assem-

blage de pompes à injection pour la production de fluides renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre, ledit fluide ayant tendance à donner naissance à un dépôt de soufre ou à des problèmes de production dus à leur viscosité élevée, à partir d'un gisement souterrain renfermant lesdits fluides, via un puits pénétrant dans ledit gisement, comportant: (a) des moyens disposés à l'intérieur du trou de forage dudit puits pour réaliser deux trajets de fluide indépendants, l'un étant destiné à l'injection d'un fluide moteur tandis que le second est destiné à la production des fluides de gisement mélangés avec ledit fluide moteur; et (b) une pompe à injection installée souterrainement à

l'intérieur du trou de forage dudit puits, connec-

tée en fonctionnement avec lesdits moyens pour ob-

tenir deux trajets de fluide indépendants, ladite pompe étant actionnée par un fluide moteur qu'on lui injecte par le premier trajet de fluide, et

fonctionnant pour transférer lesdits fluides ren-

fermant du sulfure d'hydrogène et le soufre, mélan-

gés avec ledit fluide moteur dudit gisement à la surface, tout en évitant pratiquement le dépôt de

soufre à partir desdits fluides.

La présente invention concerne également une méthode

-pour la production de fluides renfermant de l'hydrogène sul-

furé et du soufre, lesdits fluides ayant tendance à déposer

du soufre ou à donner naissance à des problèmes de produc-

tion du fait de leur viscosité élevée, à partir d'un gise-

ment souterrain renfermant lesdits fluides, via un puits

vertical, incliné ou horizontal pénétrant dans ledit gise-

ment, cette méthode de production consistant à: (a) ménager dans ledit puits deux lignes de tubage concentriques à l'intérieur du trou de forage de

façon à réaliser deux trajets de fluide indépen-

dant, l'un pour l'injection d'un fluide moteur et le second pour la production de fluides de gisement mérrlangé avec ledit fluide moteur, (b) monter dans le puits une pompe à injection, cette dernière étant disposée souterrainement ' à l'intérieur de la ligne de tubage interne dans le but de transférer les fluides à la surface par la ligne de tubage interne; (c) dégager l'espace interne entre les lignes de tubage

concentrique pour permettre la circulation du flui-

de moteur de la pompe à injection vers le bas de l'espace annulaire entre les deux lignes de tubage concentrique; (d) ménager dans ledit puits un joint annulaire entre le coffrage et le tubage disposés dans le trou de forage au-dessus de la zone productrice du gisement souterrain; (e) ménager dans ledit puits un embout en communication avec le tubage concentrique interne, et s'étendant au-dessous du joint annulaire entre le coffrage et

le tubage, cet embout étant soit fixé à, soit sé-

paré de l'une des lignes de tubage;

(f) ménager dans ledit puits un tubage séparé pour in-

jection de produits chimiques à l'intérieur de l'espace annulaire entre le coffrage et le tubage et raccordant la surface à l'espace au-dessous du joint annulaire entre le tubage et le coffrage;

(g) injecter ledit fluide moteur dans. l'espace annulai-

re entre les lignes de tubage concentrique; (h) injecter un solvant du soufre dans le bas du tubage

séparé d'injection de produits chimiques et permet-

tre audit solvant de soufre injecté de circuler dans l'espace au-dessous du joint annulaire entre le coffrage et le tubage, ce qui fait que le solvant du soufre se mélange avec lesdits fluides produits à partir dudit gisement, et

(i) actionner ladite pompe à injection avec ledit flui-

de moteur, ce dernier étant injecter à partir de la surface et pénétrant dans ladite pompe à partir de l'espace annulaire entre les lignes de tubage concentriques et passant à travers une buse à

l'intérieur de la chambre de mélange à vitesse éle-

lO vée et sous pression réduite, de sorte qu'il en-

tralne les fluides produits comprenant de l'hy-

drogène sulfuré après quoi, les fluides mélangés passent à travers l'étranglement de la pompe

d'injection et ensuite dans le diffuseur o le vi-

tesse des fluides est réduite et la pression

s'accrolt jusqu'à une valeur au-dessus de celle ré-

gnant dans la chambre de mélange et qui est suffi-

sante pour expulser les fluides mélangés de la

pompe d'injection et les amener à s'écouler en sur-

face par le tubage interne, ladite pompe fournis-

sant une pression additionnelle, de la chaleur et du solvant pour éviter le dépôt de soufre tout en transférant les fluides produits en surface; ledit soufre étant physiquement dissout, chimiquement lié ou existant sous forme de soufre élémentaire à

l'état solide ou liquide dans lesdits fluides.

La présente invention fournit en outre une méthode

pour la production de fluides renfermant de l'hydrogène sul-

furé et du soudre, lesdits fluides ayant tendance à déposer

du soufre ou à donner naissance à des problèmes de produc-

tion du fai-t de leur viscosité élevée, à partir d'un gise-

ment souterrain renfermant lesdits fluides via un puits

vertical, incliné ou horizontal, pénétrant dans ledit gise-

ment, cette méthode de production consistant à: (a) ménager dans ledit puits deux lignes de tubage concentriques dans le puits de forage afin d'obtenir deux trajets de fluide indépendants, l'un pour l'injection d'un fluide moteur et un second pour la production de fluides de gisements mélangés avec ledit fluide moteur; (b) à monter dans ledit puits une pompe à injection,

cette pompe à injection étant installée souterrai-

nement à l'intérieur de la ligne de tubage interne dans le but de transférer les fluides en surface par l'espace annulaire entre les lignes de tubage concentrique;

(c) dégager l'espace annulaire entre les lignes de tu-

bage concentrique pour permettre le retour du fluide moteur de pompe à injection mélangé avec

lesdits fluides produits au-dessus de l'espace an-

nulaire créé entre entre les deux lignes de tubage concentrique; (d) ménager dans le puits un joint annulaire entre le coffrage et le tubage installé dans ledit puits de forage au-dessus de la zone productrice du gisement souterrain; (e) ménager dans ledit puits un embout en communication

avec le tubage concentrique interne et se prolon-

geant au-dessous du joint annulaire entre le cof-

frage et le tubage, cet embout étant soit fixé à ou séparé de l'une des lignes de tubage; (f) ménager dans le puits un tubage séparé d'injection

de produit chimique à l'intérieur de l'espace annu-

laire entre le coffrage et le tubage et raccordant

la surface à l'espace entre le joint annulaire en-

tre le coffrage et le tubage;

(g) injecter ledit fluide moteur dans la ligne de tuba-

ge interne; (h) injecter un solvant du soufre par le bas du tubage

séparé pour injection de produits chimiques et lais-

ser ledit solvant du soufre circuler au-dessous du joint annulaire entre le tubage et le coffrage; ce qui fait que le solvant du soufre se mélange avec lesdits fluides extraits dudit gisement; et (i) actionner ladite pompe d'injection avec ledit flui- de moteur, ce dernier étant injecté à partir de la surface et pénétrant dans ladite pompe d'injection à partir du tubage interne, et passant à travers

une buse dans une chambre de mélange à vitesse éle-

vée et sous pression réduite, de sorte qu'il en-

tralne les fluides extraits renfermant du sulfure

d'hydrogène, après quoi les fluides mélangés pas-

sent à travers l'étranglement de la pompe

d'injection et ensuite dans le diffuseur o la vi-

tesse des fluides est réduite et la pression accrue jusqu'à une valeur supérieure à celle régnant dans la chambre de mélange et qui est suffisante pour expulser les fluides mélangés de la pompe d'injection et les faire s'écouler en surface par l'espace annulaire entre les lignes de tubage concentriques, cette pompe d'injection fournissant une pression additionnelle, de la chaleur et du solvant pour éviter le dépdt du soufre lorsque les produits extraits sont transférés en surface; ledit

soufre étant ainsi physiquement dissout, chimique-

ment lié ou existant sous forme de soufre élén-en-

taire à l'état solide ou liquide dans lesdits fluides. La présente invention a également pour objet de fournir une méthode pour la production de fluide renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre, lesdits fluides ayant tendance à donner naissance à un dépôt de soufre ou à des

problèmes de production dus à leur viscosité élevée, à par-

tir d'un gisement souterrain renfermant lesdits fluides, via

un puits vertical, incliné ou horizontal pénétrant dans le-

dit gisement, cette méthode de production consistant à:

(a) ménager dans ledit puits deux lignes de tubage pa-

rallèles dans le trou de forage afin de réaliser deux trajets de fluide indépendants, l'un pour la production de fluide de gisement mélangé avec du fluide moteur et l'autre fluide l'injection dudit fluide moteur;

(b) monter dans ledit puits une pompe à injection sou-

lu terraine dans l'une des lignes de tubage parallè-

les, cette première ligne de tubage étant ouverte au-dessous de la pompe d'injection pour l'entrée du

fluide de gisement, et se prolongeant en sur-

face; (c) prolonger l'autre ligne de tubage à partir de la

surface et la connecter à la première ligne de tu-

bage au niveau de la pompe d'injection;

(d) prolonger ladite première ligne de tubage au-

dessous de la connection avec ladite seconde ligne

de tubage jusqu'à un joint annulaire entre le cof-

frage et le tubage; (e) ménager dans ledit puits un embout en communication

avec ladite première ligne de tubage, et se prolon-

geant en dessous du joint annulaire entre le cof-

frage et le tubage, cet embout étant soit fixé à soit séparé de ladite première ligne de tubage;

(f) ménager dans ledit puits un tubage séparé pour in-

jection de produit chimique à l'intérieur de l'espace annulaire, entre le coffrage et les lignes de tubage parallèles et raccordant la surface à l'espace au-dessous du joint annulaire entre le coffrage et le tubage; (g) injecter ledit fluide moteur dans ledit puits via une des deux lignes de tubage parallèles; h) injecter un solvant du soufre par le bas du 'tubage séparé pour injection chimique en laissant ledit

solvant du soufre injecté circuler dans l'espace au-

dessous du joint annulaire entre le coffrage et le tubage, ce qui fait que ledit solvant du soufre se mélange avec les fluides extraits du gisement; et i) actionner ladite pompe à injection avec le fluide

moteur, ce dernier pénétrant dans la pompe à injec-

tion et passant à travers une buse dans -une chambre

O10 de mélange à vitesse élevée et sous pression rédui-

te, de sorte qu'il entraine les fluides produits renfermant de l'hydrogène sulfuré après quoi les fluides mélangés passent à travers l'étranglement de la pompe d'injection et ensuite dans le diffuseur o i5 la vitesse des fluides est réduite et la pression accrue jusqu'à une valeur au-dessus de celle régnant dans la chambre de mélange et qui est suffisante pour expulser les fluides mélangés de la pompe

d'injection et les faire s'écouler en surface, ladi-

te pompe à injection fournissant une pression addi-

tionnelle, de la chaleur et du solvant pour éviter le dépôt de soufre tout en transférant les fluides produits en surface; ledit soufre étant physiquement dissout, chimiquement lié ou existant sous forme de soufre élémrrentaire à l'état solide ou liquide dans

lesdits fluides.

La présente invention s'étend également à une métho-

de pour la production de fluides renfermant de l'hydrogène

sulfuré et du soufre, lesdits fluides ayant tendance au dé-

pot de soufre ou donnant naissance à des problèmes de pro-

duction dus à leur viscosité élevée, à partir d'un gisement

souterrain renfermant lesdits fluides, via un puits verti-

cal, incliné ou horizontal pénétrant dans ledit gisement, cette méthode de production consistant à: a) ménager dans ledit puits deux lignes de tubage concentriques dans le trou de forage, pour réaliser deux trajets de fluides indépendants, un pour l'injection d'un fluide moteur et un second pour la production de fluides de gisements mélangés avec le fluide moteur; b) monter dans le puits une pompe à injection, cette dernière étant montée souterraine à l'intérieur de la ligne de tubage interne afin de transférer les fluides en surface par l'intermédiaire de la ligne IO de tubage interne;

c) obturer l'espace annulaire entre les lignes de tuba-

ge concentriques pour permettre la circulation du fluide moteur de la pompe à injection en bas de l'espace annulaire entre les deux lignes de tubage concentriques; d) ménager dans ledit puits un joint annulaire entre le

coffrage et le tubage dans ledit trou de forage au-

dessus de la zone productrice du gisement souterrain; e) ménager dans ledit puits un embout en communication

avec le tubage concentrique interne et se prolon-

geant au-dessous du joint annulaire entre le coffra-

ge et le tubage, cet embout étant soit fixé à soit séparé de l'une quelconque desdites lignes de tubage; f) actionner ladite pompe à injection avec ledit fluide

moteur, ce dernier étant injecté à partir de la sur-

face et pénétrant dans ladite pompe d'injection à

partir de l'espace annulaire interne entre les i-

gnes de tubage concentriques et passant par une buse dans une chambre de mélange à vitesse élevée et sous pression réduite, de sorte qu'il entralne les fluides produits renfermant de l'hydrogène sulfuré après quoi les fluides mélangés passent à travers l'étranglement de la pompe d'injection'et ensuite

dans le diffuseur o la vitesse des fluides est ré-

duites et la pression accrue jusqu'à une valeur au-

dessus de celle régnant dans la chambre de mélange

et qui est suffisante pour expulser les fluides mé-

langés de la pompe d'injection et les faire s'écouler en surface par le tubage interne, cette

pompe d'injection fournissant une pression addition-

nelle, de la chaleur et du solvant pour éviter le

dépôt de soufre tout en transférant les fluides pro-

duits en surface; le soufre étant physiquement dis-

sout, chimiquement lié ou sous forme élémentaire à

l'état solide ou liquide dans lesdits fluides.

Dans une autre forme de réalisation, la présente in-

vention fournit en outre un assemblage de pompe à injection

pour la protection de fluides renfermant de l'hydrogène sul-

furé et du soufre, les fluides ayant tendance à déposer du soufre ou à donner naissance à des problèmes de production

dus à leurs viscosité élevée, à partir d'un gisement souter-

rain renfermant lesdits fluides via un puits vertical, in-

cliné ou horizontal pénétrant dans le gisement, cet assemblage comportant:

a) une configuration à deux'tubages concentriques mon-

- tés à l'intérieur du trou de forage dudit puits et présentant une ligne de tubage interne et une ligne

de tubage externe, ces deux lignes de tubage for-

mant deux trajets indépendants pour les fluides, la ligne de tubage externe étant prévue pour l'injection d'un fluide moteur tandis que la ligne de tubage interne est prévue pour la production de fluides de gisement mélangés avec un fluide moteur;

b) une pompe à injection montée souterraine à l'inté-

rieur de ladite ligne de tubage interne pour trans-

férer les fluides en surface par la ligne de tubage interne; cette pompe à injection étant actionnée par le fluide moteur injecté et étant susceptible de fonctionner pour transférer vers le haut lesdits fluides produits renfermant de l'hydrogène sulfuré

et du soufre, mélangés avec le fluide moteur à par-

tir dudit gisement vers la surface tout en évitant le dépôt de soufre à partir desdits fluides;

c) un assemblage de presse-étoupe souterrain compor-

tant un joint annulaire entre le coffrage et le tu-

bage et installé dans le trou de forage au-dessus de la zone de production du gisement souterrain, et d) une vanne fixe incorporée au- dessous de la pompe à

injection pour permettre aux fluides de la forma-

tion de monter dans le tubage et éviter l'écoule-

J5 ment vers le bas de tous les fluides.

L'invention s'étend ou entre à un assemblage de pom-

pe à injection pour la production de fluides renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre, les fluides ayant tendance à déposer du soufre ou à donner naissance à des problèmes de

production dus à leur viscosité élevée, à partir-

d'un gisement souterrain renfermant lesdits fluides, via un puits vertical, incliné ou horizontal pénétrant dans ledit gisement souterrain, comportant: a) deux lignes de tubage parallèles installées dans le

trou de forage, l'une desdites lignes de tubage é-

tant destinée à la production des fluides du gise-

ment mélangés avec le fluide moteur et l'autre étant destinée à l'injection d'un fluide moteur; b) une pompe à injection souterraine installée dans

l'une des lignes de tubage, lesdites lignes de tu-

bage parallèles étant connectées dans le puits au

niveau de ladite pompe d'injection de façon à assu-

rer que deux trajets de fluides indépendants exis-

tent, une des lignes de tubage étant ouverte au-dessous de ladite pompe d'injection pour l'entrée du fluide de gisement, et se continuant en surface; c) une seconde ligne de tubage se prolongeant à partir

de la surface et étant connectée à la première li-

gne au niveau de la pompe d'injection de sorte que le fluide moteur est délivré à ladite pompe; d) la pompe d'injection étant actionnée par le fluide moteur injecté et étant susceptible de transférer lesdits fluides produits renfermant de l'hydrogène

sulfuré et le soufre et mélangés avec le fluide mo-

teur du gisement à la surface tout en évitant un dépôt de soufre à partir desdits fluides;

e) un assemblage souterrain de presse-étoupe compor-

tant un joint annulaire entre le coffrage et le tu-

bage installé dans le trou de forage au-dessus de la zone productrice du gisement souterrain; et f) une vanne fixe incorporée au-dessous de la pompe à injection pour permettre aux- fluides produits de monter dans le tubage et éviter l'écoulement vers

le bas de tous les fluides.

Afin de comprendre le rôle du profil de température

dans le système puits-gisement, il est nécessaire de préci-

ser que, parmi les facteurs qui interviennent dans le phéno-

mène de solubilité du soufre, des températures très élevées accroissent la solubilité du soufre dans la fraction H2 S de

fluides produits.

On doit également mentionner que lorsque la tempéra-

ture du fluide est au-dessus du point de fusion du soufre, qui varie avec la composition du fluide, un dépôt de soufre

peut se produire sous forme liquide. Une technique de chauf-

fage souterrain pour les fluides renfermant de l'hydrogène sulfuré qui ont tendance à donner naissance à des problèmes de dépôt de soufre et/ou à des problèmes de production dus à la viscosité élevée du fluide du puits souterrain pourrait

éviter la formation de soufre solide et réduire la visco-

sité du soufre liquide dans certains intervalles de

température. De même, des dispositifs de chauffage souter-

rains dûment disposés dans le puits de forage pourraient li-

miter la formation d'hydrates. Ce système permettra de chauffer la zone de gisement adjacente au trou de forage avec des dispositifs de chauffage connus de l'homme de l'art. Le chauffage de fond de puits pourrait être combiné avec des périodes d'injection, de confinement de production ou de confinement pulsé, ces périodes de confinement étant

interrompues par de courtes périodes d'injection ou de pro-

duction. Les données, l'arrière-plan et la mise en oeuvre de l'invention, ainsi que son application, comprennent l'étude

de tenue de phases réalisées pour les fluides mentionnés ci-

dessus et d'autres études telles que: la solubilité du sou-

fre, les solvants du soufre, la formation d'hydrates, la corrosion, l'écoulement par tubage, le pompage artificiel, le tubage du coffrage et l'utilisation de l'équipement de traitement de surface pour les conditions citées y compris l'influence de la température, l'optimisation du système de

chauffage, le déplacement des carottes, la simulation numé-

rique pour l'exploitation du gisement et des méthodes d'entretien de la pression, ainsi que des études annexes qui

sont normalement considérées dans la séparation d'une stra-

tégie d'exploitation pour un gisement de ce type.

Le mode de réalisation principal de l'invention est basé sur l'utilisation d'un système à pompe à injection,

chacun testé au puits 5-23-30-II W5M PANTHER RIVER, qui per-

mettait la production d'un fluide de gisement renfermant 78% de HS et d'autres constituants expliqués à la page 4. Comme mentionné précédemment, ce puits ne pouvait être exploité de façon continue, lorsqu'il était traité par les méthodes de

la technique antérieure.

L'essai réalisé comprenait la démonstration de l'application pratique d'un système à pompe à injection (figure 3) constitué de: - une configuration concentrique à double tubage avec un tubage interne 3 de 60, 3 mmrrrn et un tubage externe 9 de 101,6 mrnm; - un assemblage de presse- étoupe comprenant un presse-étoupe permanent avec des trajets séparés de fluides d'injection et de production permettant l'injection continue de produits chimiques à travers le presse-étoupe; l'embout

du presse-étoupe est agencé de façon à permettre aux pro-

duits chimiques de traverser la zone de production 1 tout en

se mélangeant avec les fluides produits.

- un tubage encapsulé pour injection de produits chimiques, fixé à la ligne de tubage externe avec deux conduites indépendantes, une pour l'injection de produits chimiques 13 (solvant du soufre/inhibiteur de corrosion) et la seconde pour piloter la pression au fond du trou, les

conduites étant connectées à une tête d'injection de pro-

duits chimiques sur l'assemblage de presse-étoupe permettant d'interchanger la fonction de chaque conduite; - un systèmre de pompage à injection constitué d'une pompe à injection au fond du trou, actionné par un fluide moteur injecté dans l'espace annulaire entre lesdites lignes

de tubage de 60,3 m et 101,6 mm et une installation de sur-

face pour séparer le fluide moteur des fluides du gisement

et réinjecter le fluide moteur. Une-vanne fixe était incor-

porée au-dessous de la pompe à injection pour permettre aux fluides du gisement de monter dans le tubage et éviter l'écoulement vers le bas de tous les fluides. Les fluides du gisement furent transférés dans la pompe à injection par

l'action du fluide moteur et expulsés de la pompe à injec-

tion à une pression accrue.

- le fluide moteur fut chauffé pour éviter la forma-

tion d'hydrates et remplacer une ligne de chauffage. Les différents fluides moteurs furent utilisés par exemple un condensat, du disulfure de diméthyle (DMS) et un mélange des deux, - des dispositifs de surveillance de la corrosion sous la forme de deux jeux d'éprouvettes de corrosion, l'un attaché au-dessous de la vanne permanente, plus un autre

disposé en surface et des capteurs électroniques pour la dé-

tection de la corrosion. Les éprouvettes de corrosion utili-

sées sont des échantillons de 20rrnm x 50mm x 5rrrn de matériaux de tubage montés sur des supports d'éprouvettes qui peuvent

A0 être prélevés du puits.

- une installation de surface pour la séparation et

la mesure des différents constituants d'écoulements.

Du fait de la situation éloignée du puits, une vanne de sûreté située en surface (SSSV) n'est pas nécessaire;

toutefois cette vanne soit du type à bille ou du type à cla-

pet, pourrait être installée dans le tubage entre la pompe à injection et le point o les fluides du gisement pénètrent dans le tubage; la décision d'utiliser une telle vanne sera prise en fonction des impératifs de sécurité spécifiques du

site et des nécessités de régulation.

Ce système de pompe à injection permet d'exploiter le fluide façon continue pendant 21 jours cormme prévu, y

compris la période de nettoyage pendant laquelle des quanti-

* tés appréciables d'eau sont produites. Les débits de gaz va-

rient de 40.000 à 80.000 SCM/jour avec un débit de production maximale soutenue de 104.000 SCM/jour en fonction de la pression choisie en tête de puits. Des températures en

tête de puits de 30 à 35 C furent maintenues.

L'utilisation d'un système de pompe à injection est une solution technique unique appliquée pour la première

fois à la production de gaz acides présentant une concentra-

tion élevée en hydrogène sulfuré, en gaz carbonique, en mé-

thane et en azote, et ayant tendance à des phénoènes de

dépôt de soufre.

La pompe à injection opère selon le principe

Venturi. La pompe à injection est mise en oeuvre en injec-

tant le fluide moteur par une buse et dans un passage pour qu'il se mélange avec les fluides produits à partir de la

formation. Le fluide moteur s'écoule à vitesse élevée à tra-

vers le passage de mélange et provoque l'existance d'une basse pression qui entralne les fluides produits. Le fluide moteur maintient une vitesse élevée lorsqu'il s'écoule à travers un étranglement, entrainant les fluides produits et se mélangeant avec eux. Les fluides mélangés quittent l'étranglement à vitesse élevée et pénètrent dans un diffuseur. Les fluides ralentissent lorsqu'ils traversent le diffuseur et augmentent de pression selon la loi de Bernoulli. La pompe à injection 4 utilisée dans l'essai de

champ fut la pompe à injection la plus grande que l'on pou-

vait monter à l'intérieur du tubage choisi. Le facteur de

conception critique pour la fiabilité d'une pompe à injec-

tion pour gaz acides est le rapport de la section de la buse à la section de l'étranglement. Un rapport entre ces deux sections de 0,4 est utilisé. Les combinaisons de buse et d'étranglement avec un rapport plus large allant jusqu'à

0,5i7 peuvent être utilisées de façon typique pour une effi-

cacité élevée mais l'intervalle d'efficacité est étroit et

restreint le domaine de fonctionnement de la pompe. Les com- binaisons de buse et l'étranglement avec un rapport plus pe-

tit, par exemple aussi petit que 0,144, peuvent être utilisées et pourront fonctionner dans une plage très large de conditions opératoires et l'efficacité maximum peut être

aussi basse que 8%.

Un pompage à injection est économique et nécessite

d'atteindre un maximum de rendement pour les fluides de gi-

sement et de minimiser le débit ou la pression de l'injection de fluides moteur. Comme résultat du test sur champ, on a conclu qu'un rapport plus élevé des fluides de gisement à travers la pompe à injection nécessite des débits de circulation plus élevés pour le fluide moteur. Des débits de circulation plus élevés de fluide moteur provoquent des

montées de pression extremes lorsque le fluide coule à tra-

vers la buse 42 (Figure 4f) de la pompe à injection 4. De ce fait, la buse de la pompe à injection devra être aussi large que possible,- en tenant compte du fait que le diamètre de l'étranglement 43 et du diffuseur 44 doit être accru de façon à maintenir le rapport de section entre la buse et l'étranglement comme spécifié ci-dessus. On a découvert que la taille maximum du diffuseur est limitée par la taille du

0 tubage qui, à son tour, sera limité par la dimension du cof-

frage 2 dans le puits ou la dimension de l'équipement devant

être installé dans le coffrage.

Une huile de condensat est utilisée comme fluide mo-

teur pendant les essais de champ. L'huile de condensat

convenait mais était légèrement compressible.

Des fluides incompressibles conviennent mieux comrnme fluide moteur que ceux qui sont compressibles. Un fluide à

teneur élevée en hydrogène sulfuré est suffisarrnmment incom-

pressible si le fluide s'écoule à travers la pompe d'injection selon un régime de pression et de température

hors de l'enveloppe à deux phases et au-dessus du point cri-

tique (figure 1).

Une variété de fluides et de mélanges peuvent être choisis corrmme fluide moteur pour la pompe à injection. Parmi les fluides moteurs possibles, on peut citer l'eau, les hydrocarbures mixtes, les huiles légères, les condensats d'hydrocarbures, les alcools, les fluides conditionnés de gisements renfermant de l'hydrogène sulfuré et des solvants spécifiques du soufre tels que le disulfure de diméthyle

(DM, DS) ou d'autres disulfures de dialkyle.Parmi les flui-

des qui peuvent être ajoutés à un fluide moteur choisi, on

peut citer les abaisseurs hydratés de température, les inhi-

biteurs de corrosion, les surfactifs, les agents de réduc-

tion de la viscosité, et d'autres solvants spécifiques du soufre tels que le disulfure de diméthyle (DM, DS) ou

262 1 350

d'autres disulfures de dialkyle. Quelque soit le type de fluide moteur choisi, il doit être exempt de particules ou de dépôts qui viendraient boucher le trajet d'injection ou

la buse de la pompe d'injection.

Lorsqu'on choisit un fluide moteur, notanmment des

huiles légères, il est important-de considérer les proprié-

tés de support du soufre et la conduite de phase du nouveau fluide qui résulte du mélange du fluide moteur avec les fluides de gisements produits renfermants de l'hydrogène sulfuré. Les fluides moteurs les plus appropriés auront la

capacité de porter du soufre en solution ou d'aider à trans-

porter du soufre déposé en surface d'une manière similaire à une boue. Dans certaines applications, le fluide moteur peut être choisi de telle façon qu'une séparation de phase des fluides mixtes, qui se produit lorsque les conditions de

température et de pression entrent dans la zone à deux pha-

ses, forme une fraction liquide extra riche en hydrogène sulfuré de sorte que la capacité de transport du soufre du

nouveau mélange est supérieure à la capacité totale de trans-

port du soufre du fluide moteur et des fluides de-gisement

renfermant de l'hydrogène sulfuré avant le mélange. Le com-

portement de phase des fluides mélangés est également impor-

tant du fait qu'il affecte les mécanismes de corrosion qui

peuvent se produire.

Dans un mode de réalisation préféré d'application de la pompe à injection, le-fluide du gisement présentant une teneur élevée en H2S sera conditionné en surface de façon à

éliminer le soufre élémentaire et les hydrocarbures légers.

- Le fluide de gisement conditionné sera ensuite recyclé comrnme

fluide moteur ou solvant de soufre. L'utilisation d'eau com-

me fluide moteur peut être considérée pour des applications

pécifiques si des programmes de choix de matériaux appro-

priés et d'inhibiteurs de corrosion sont mis en place.

Les avantages de ce système à pompes d'injection, champs testés par CEL, sont les suivants: - des fluides de finitions y compris des fluides d'extinctions, des solvants lourds chargés avec du soufre dissout et des fluides moteurs qui exercent une pression hydrostatique en plus de la pression d'écoulement en fond du trou, peuvent être remontés du puits; la pression et la température des fluides produits renfermant de l'hydrogène sulfuré sont augmentés et ainsi la capacité de support en soufre des fluides de gisement est accrue évitant de ce fait le dépôt du soufre et l'obturation du tubage; - par chauffage du fluide moteur,la formation d'hydrate est éliminée et une ligne de chauffage-n'est pas nécessaire; - l'utilisation d'un tubage d'injection indépendant pour produit chimique encapsulé permet le dosage idéal la

mise en place de solvant du soufre et d'inhibiteur de corro-

sion par les perforations;

- l'utilisation d'un pilotage de pression indépen-

dant en fond de trou permet le pilotage en continu du puits pendant l'essai de production; - l'agencement stratégique de l'embout au fond de la zone de production et l'injection d'un mélange de solvant/ inhibiteur au sorrmmet de la zone de production, assurent que

toutes les perforations sont proprement lavées et sont ou-

vertes pour éviter le dépôt de soufre dans cette zone; - le contrôle du puits fut effectivement assuré par la colonne hydrostatique de fluide moteur dans le puits et par la possibilité de faire circuler le fluide moteur afin de faire sortir le gaz du tubage;

- la circulation du fluide moteur constitue un sys-

tème de maintien pour éliminer le soufre qui peut avoir pré-

cipité des fluide de gisement dans le tubage.

Des variantes de configuration souterraine pour puits à exploiter au moins du système à pompe à injection sont illustrées sur les figures 4a, 4b, 4c, 4d et 4e de la manière suivante:

- un système de pompe à injection dans une configu-

ration de tubage concentrique sans tubage d'injection pour produits chimiques (figure 4a); - un système de pompe à injection dans une configuration de tubage de produits chimiques (figure 4b);

- un système de pompe à injection dans une configu-

ration de tubages paralîlèles sans injection de produits chimiques (figure 4c);

- un systèmre de pompe à injection dans une configu-

ration de tubages parallèles avec injection de produits chi-

miques (figure 4d);

- un système de pompe à injection de tubages paral-

lèles avec une déviation de fluide de puissance (figure

4e).

L'injection de produits chimiques via une conduite d'injection indépendante peut être utilisée pour différents

usages y compris l'injection d'abaisseur de température hy-

draté, d'inhibiteur de corrosion, de solvant du soufre et pour le pilotage de pression souterrain avec un gaz inerte à

la manière d'un tube d'injection.

Lorsqu'elle est utilisée pour l'injection de solvant du soufre, la conduite d'injection de produits chimiques

fournit une méthode supplémentaire pour éviter du soufre.

Ceci est spécialement utile pendant le démarrage, le net-

toyage et d'autres périodes d'écoulement intermédiaires. Le disulfure de diméthyle (DM, DS) s'est avéré être un solvant supérieur pour le soufre, qui est approprié pour l'injection via un système d'injection, lorsqu'il est mélangé avec un inhibiteur de corrosion approprié. D'autres disulfures de dialkyle peuvent également être utilisés comme solvants du soufre. La conduite d'injection de produit chimique peut

être réalisé en sections de tubage filetées, connectées en-

semble pour se prolonger de la surface jusqu'au niveau du presse-étoupe ou du joint annulaire entre le coffrage et le

tubage ou bien il peut être réalisé en tube continu. Typi-

quement, les sections de tubage filetées auront un diamètre extérieur de 19 mm. Le tube continu aura typiquement un diamètre extérieur de 19 mmrrrn ou moins.Si on le souhalte, plus d'une ligne de tubage pour injection continue de produits

chimiques peuvent être installées dans le puits. De multi-

ples lignes de tubage pour injection en continu de produits chimiques peuvent être encapsulées dans une gaine en élastomère. En tous cas, le trajet indépendant d'injection de produits chimiques devra se prolonger à travers le joint annulaire entre le coffrage et le tubage. Dans une forme préférée de réalisation, l'injection chimique est agencée de façon à amener le produit chimique à traverser toute la zone de production en se mélangeant avec les fluides renfermant de l'hydrogène sulfuré du gisement avant d'entrer dans l'embout.

L'invention s'applique au conditionnement des flui-

des des formations de gaz acides destinés à être réinjectés dans le puits sous forme de fluides moteurs pour pompage par injection et/ou solvant du soufre. Toutefois, l'invention ne

se limite pas à cette application.

L'objectif du stade de conditionnement est d'éliminer le soufre des fluides du puits, de recycler un fluide désulfuré présentant une concentration élevée en H2S,

et de produire un gaz acide approprié à un traitement indus-

triel. Les puits produisant de l'hydrogène sulfuré et du soufre physiquement dissout, chimiquement lié sous forme de soufre élémentaire à l'état semi-liquide, équipés selon la présente invention, nécessitent de grande quantité de fluide désulfuré à haute teneur d'hydrogène sulfuré comme solvant du soufre, nécessitent un traitement de recyclage du fluide

de gisement. L'exemple de traitement de recyclage d'un flui-

de de gisement renfermant 90% de H25 est représenté sur la

figure 5.

La technique de recyclage est mise en oeuvre de la manière suivante: - les fluides produits quittent la tête du puits et passent dans un dispositif de chauffage à bain et étranglement; - les fluides sont chauffés et dépressurisés;

- les fluides s'écoulent dans un réacteur qui fonc-

tionne à une température au-dessus du point de fusion du soufre et à une pression suffisarrmment basse pour provoquer la précipitation du soufre du gaz; - le soufre liquide est transféré dans le réacteur à travers un dégazeur. après quoi il est stocké sous forme de soufre élémentaire à l'état liquide ou solide. Le gaz dégagé du dégazeur est envoyé à travers un compresseur pour être

amené à la pression de la conduite comme cela est nécessai-

re.

- le gaz acide désulfuré qui est utilisé comme flui-

de moteur de pompage à injection ou solvant du soufre est transféré du réacteur à travers un refroidisseur puis envoyé à une pompe. La pompe accroit la pression du fluide acide désulfuré à un niveau approprié pour injection dans le puits

sous forme de fluide moteur ou de solvant du soufre.

- le reste de gaz acide désulfuré est transféré du

réacteur par deux conduites séparées à travers un étrangle-

ment pour réduire sa pression à un niveau inférieur à celle de la conduite vers une usine de traitement du gaz ou une

autre installation.

La pression de fonctionnement du réacteur devra être optimisée afin de tenir compte de la tenue de phase et de la

capacité de transport du soufre des fluides de gisement ain-

si que de la pression en tête du puits, la pression de la conduite et la pression de réinjection. La désulfuration des fluides de formation produite sera complète si le réacteur

fonctionne sous pression réduite, et de même la quantité po-

tentielle de dépôt de soufre dans la conduite sera réduite.

Toutefois, en fonction des niveaux de saturation initiaux en

soufre, il peut n'être pas nécessaire d'obtenir une désulfu-

ration du gaz proche de 100% pour un fonctionnement appro-

prié en tant que solvant du soufre ou pour éliminer le dépôt de soufre dans les conduites. Le fait de faire fonctionner

le réacteur sous pression élevée et de réaliser ainsi seule-

ment une désulfuration partielle des fluides produits à par-

tir du puits présente l'avantage de maintenir une pression élevée pour l'alimentation de la conduite et pour réduire l'accroissement nécessaire à partir de la pompe à injection connecté au puits. Les avantages de maintenir la pression du fluide désulfuré haute teneur en hydrogène sulfuré doit être

comparée avec l'accroissement des taux d'injection de sol-

vant du soufre et l'accroissement du risque de dépôt du sou-

fre pour des conditions bien spécifiques afin de choisir la

pression de fonctionnement préférée du réacteur. Le condi-

tionnement des fluides de gaz acide du gisement pour réin-

jection dans un puits sous forme de fluide moteur pour

pompage à injection ou solvant de soufre commrne décrit ci-

dessus est applicable à un fluide de concentration quel-

conque en H2S. Toutefois la mise en oeuvre sera plus facile lorsque la phase liquide riche en H25 ne peut être obtenue

sans produire les fluides au-dessous de la température am-

biante ou de la température hydratée pour fluide.

Typiquement, une technique du conditionnement sera accepta-

ble pour des puits à gaz acides présentant une teneur en H2S

supérieure à 50%.

Danss une autre forme de réalisation de l'invention,

on a prévu au moins un appareil de chauffage souterrain dis-

posé soit dans l'équipage de production soit dans un tubage

auxiliaire parallèle au tubage de production..

Les avantages des sources de chaleur souterraine sont les suivantes: - on élimine le besoin d'une courte ou longue ligne de chauffage classique et d'une installation de chauffage correspondante pour la circulation d'un fluide chaud; - on élimine le besoin de faire -circuler d'importantes quantités de fluide chaud destiné à dissoudre le soufre élémrentaire et à réduire le dépôt de soufre; - on réduit de façon significative les besoins en solvant qui sont une dépense importante pour la production et on peut potentiellement éliminer le besoin de solvant dans certains cas (y compris l'élimination du transport, de l'injection et de la régénération du solvant du soufre); - on contribue à obtenir un régime optimal pour la production en chauffant le fluide produit à une température préchoisie;

- on permet le chauffage du puits avant la produc-

tion et/ou on permet la production intermittente si nécessaire;

- on peut fournir de la chaleur à la zone de produc-

tion pendant la production, l'assimilation, l'injection ou

le confinement pulsé et dans tous les modes de fonctionne-

ment si nécessaire; - il n'existe plus de nécessité spéciale pour l'espace annulaire du fait qu'il peut être rempli au moyen de n'importe quel fluide approprié inhibé ou avec de l'azote qui peut être utilisé comme isolant thermique de la ligne de

tubage pour des systèmes de remontée du gaz ou d'autres sys-

tènmes qui nécessitent un fluide de circulation.

Dans un chauffage souterrain utilisant un câble électrique, les dispositifs de chauffage du type à câble sont réparables et sont montés dans une structure profilée

d'accueil installée dans le tubage auxiliaire. Les disposi-

tifs de chauffage souterrain peuvent être connectés à

n'importe quel moment à un câble qui est disposé dans la li-

gne de tubage auxiliaire tout en étant complètement isolé du

fluide à base d'hydrogène sulfuré. Les configurations sou-

terraines utilisant des dispositifs de chauffages du type à

câble en association avec les pompes à injection sont illus-

trées sur les figures 6a et 6b des dessins annexés.

Dans ce type de chauffage souterrain, la ligne de tubage auxiliaire mentionnée ci-dessus peut être utilisée pour:

- l'injection d'un matériau quelconque pour dissou-

dre le soufre, atténuer la formation d'hydrate et combattre la corrosion; - un ou plusieurs mandrins à poche latérale peuvent

être incorporés pour permettre d'incorporer l'injection si-

multanée de fluide et le chauffage si nécessaire; - pour l'observation/surveillance des conditions de fonds de puits, par exemple la pression, la température et la densité; - pour la mise en service du câble électrique sans avoir à retirer le tubage; - pour la circulation et l'extinction du puits;

- pour une variante de ligne de production dans cer-

taine circonstances.

En variante, le dispositif de chauffage souterrain

peut être alimenté par un circuit électrique entre les dif-

férentes lignes tubulaires concentriques commne spécifiées

ci-dessus. Dans ce type de chauffage souterrain, une confi-

guration de tubage auxiliaire concentrique peut également être utilisée et a les mêmes fonctions multiples qu'une configuration simple de tubage auxiliaire. Les avantages des

tubages auxiliaires concentriques sont pratiquement les mê-

mes que ceux d'une configuration simple de tubage auxiliai-

re cornme décrit ci-dessus. Le concept concentrique présente l'avantage additionnel de pouvoir transmettre l'électricité

via les agencements tubulaires concentriques au lieu de pas-

ser par un câble (si le câble électrique cause des difficultés). Le courant électrique passant par le tubage peut également être bénéfique pour le chauffage du tubage

lui-même.

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Les configurations souterraines. utilisant un circuit électrique entre les lignes tubulaires concentriques sont exemplifiées sur les figures 7a, 7b, 7c, 7d, 7e des dessins

annexés. Bien que seulement deux types de système de chauf-

fage ont été exemplifiés: l'un par câble et l'autre par agencements tubulaires concentriques, la présente invention n'est pas limitée à l'utilisation de ces deux systèmres

seulement. L'homme de l'art peut adapter seulement en consé-

quence n'importe quel système approprié de chauffage pour

produire la chaleur en sous sol.

La méthode de production du gaz à partir de gisement

renfermant de l'hydrogène sulfuré, objet de la présente in-

vention, présente les caractéristiques uniques suivantes: a) Les puits de production sont équipés avec une pompe

d'injection dans un système comportant une double configura-

tion souterraine tubulaire sans ligne de chauffage classique séparée, une ligne tubulaire (isolée ou non isolée) sert

principalement pour la production; la seconde ligne tubulai-

re, isolée ou non, peut être utilisée pour les objets suivants: fournir de la chaleur au fluide de production, fournir un accès pour injecter n'importe quel type de fluide (y compris différents types de solvants, d'inhibiteurs de corrosion et d'abaisseurs de températures hydratés), en fournissant une conduite pour la circulation si nécessaire,

une variante de ligne de production si nécessaire et four-

nissant un accès pour des dispositifs d'observation soutér-

rains avec ou sans dispositif de lecture en surface.

b) Le système à pompes d'injection permet l'utilisation de

différents types de fluide moteur, y compris des fluides re-

cycles à base d'hydrogène sulfuré pour lesquels une combi-

naison de traitement spécial est mise en oeuvre, comme

décrit dans le texte.

c) Cette méthode est flexible, permettant une exploitation

cyclique, intermittente, par pulsion ou en continu de la zo-

ne de production.

d) Cette méthode permet des cycles périodiques de stimula-

tion-production en utilisant, pour la stimulation, des flui-

des appropriés du type solvant chaud avec des additifs appropriés pour combattre des phénomènes nocifs, tels que la formation d'hydrate et la corrosion lors de production de fluide acide. De même la fracture hydraulique et/ou sous contrainte utilisant des fluides chauds correspondants pour des formations particulières (tels que des carbonates et des grés) peut être appliquée. De même, l'injection de solvant chaud en combinaison avec la fracture acide ou acidifiante

peut accroltre le bénéfice de la simulation dans les forma-

tions de carbonates. Le systèrme permettra également de chauffer la zone de gisement adjacente au trou de forage du puits au moyen du dispositif de chauffage connu de l'homnme de l'art. Ce chauffage en fond de puits pourra être combiné avec des périodes d'injection, de production, de confinement ou de confinement pulsé, pendant lesquelles les périodes de confinement sont interrompues par de courtes périodes d'injection. e) Cette méthode peut s'appliquer au forage, au finissage et

à l'exploitation de puits ouverts cuvelés, inclinés spécia-

lement ou horizontaux mieux que le système classique élimant

la ligne de chauffage conventionnelle.

Il est clair que toutes les normes et règles de sé-

curité nécessaires seront appliquées également que des tech-

niques, des spécifications de matériaux et des programmes

d'assurance de qualité seront réalisés et appliqués pour as-

surer que les opérations seront programmérrrnes, conçues et conduites de façon prudente et sore pour ce nouveau type de

système d'exploitation de gisements par puits.

Bien que l'invention a été décrite ici en référence à des modes de réalisation particuliers, il apparaltra à l'homme de l'art que divers changements et modifications peuvent être réalisés dans la technique et/ou l'assemblage de pompe à injection utilisée ici sans sortir de l'esprit et

du cadre de l'invention. Il est en outre clair que la pré-

sente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier spécifiquement décrit ci-dessus, mais uniquement

par les revendications suivantes.

LISTE DES CONSTITUANTS SOUTERRAINS REPRESENTES SUR LES

FIGLURES 2, 3, 4, 6 et 7 1. Zone productrice 2. Coffrage de puits 3. Tubage de production 4. Pompe d'injection 41. Joints annulaires 42. Buse 43. Etranglement 44. Diffuseur 5. Trajet du fluide moteur 6. Trajet des fluides de réservoir 7. Trajet de fluides co-mélangés 8. Embout 9. Tubage externe 10. Joint annulaire 11. Joint annulaire entre tubage concentrique 12. Vanne de contrôle du tubage 13. Tubage pour injection chimique (encapsulé ou macaroni) 14. Tubage parallèle pour injection de fluide 15. Dispositif de convergence pour le fluide moteur 16. Câble d'alimentation 17. Dispositif de chauffage électrique alimenté par cable 18. Tubage auxiliaire 19. Tubage auxiliaire extérieur 20. Centraliseur isolé électriquement

21. Dispositif de chauffage électrique souterrain sur écou-

1 ement 22. Conducteur électrique 23. Ligne de chauffage 24. Mandrins d'injection chimique à poches latérales 25. Injecteur de dérivation de fluide moteur

Claims

REVENDICATIONS

1. Méthode de production de fluides renfermant du

soufre et de l'hydrogène sulfuré à partir d'un gisement sou-

terrain renfermant lesdits fluides, via un puits pénétrant dans le gisement, ledit sulfure hydrogène étant présent sous forme de sulfure d'hydrogène et/ou d'une ou de plus d'une composition chimique qui se décompose avec dégagement d'hydrogène sulfuré, cette méthode étant caractérisée par les étapes suivantes: a) on ménage dans ledit puits une zone de production en contact avec les fluides à produire; b) on installe une pompe à injection dans ledit puits au voisinage dudit intervalle de production, ladite pompe à injection présentant une entrée pour le fluide à

pomper, une entrée pour le fluide moteur et une sortie, cet-

te pompe étant montée de façon que l'entrée pour le fluide à pomper soit en contact avec lesdits fluides à produire; c) on ménage une connection directe de fluides entre ladite sortie et la tête de puits; d) on ménage une connection de fluides directe entre la tête de puits et l'entrée pour le'fluide moteur, et e) on alimente en fluide moteur de la tête de puits è ladite pompe d'injection pour actionner cette dernière et de ce fait obtenir en surface un mélange de fluide moteur et

de fluides à produire.

2. Méthode pour la production de fluides renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre, lesdits fluides ayant tendance à donner naissance à un dépôt de soufre et à des

problèmes de production dus à leur viscosité élevée, à par-

tir d'un gisement souterrain renfermant lesdits fluides, via un puits pénétrant dans ledit gisement, cette méthode étant caractérisée par les étapes suivantes:

a) on ménage dans ledit puits deux trajets indépen-

dants de fluides, un pour l'injection d'un fluide moteur et un second pour la production de fluides de gisement mélangés avec ledit fluide moteur;

b) on prévoit dans ledit puits une pompe à injec-

tion, cette dernière étant installée souterrainement en com-

munication de fonctionnement avec lesdits trajets de fluides dans le trou de forage du puits; c) on injecte ledit fluide moteur dans le premier mentionné desdits trajets de fluides dans le puits, et dans la suite dans ladite pompe à injection; et d) on actionne ladite pompe à injection avec le fluide moteur injecté, cette pompe actionnée par ce fluide moteur transférant en surface par ledit second trajet de

fluide les fluides produits renfermant de l'hydrogène sul-

furé et du soufre à partir dudit gisement et on prévoit des conditions de température, de pression et d'écoulements tels

que ledit soufre est soit physiquement dissout, soit chimi-

quement lié auxdits fluides, de sorte que le dépôt de soufre

à partir desdits fluides est pratiquement empêché.

3. Méthode selon la revendication 2, caractérisée en outre par les étapes suivantes: a) on ménage dans ledit puits deux lignes de tubage concentriques à l'intérieur du trou de forage de façon à réaliser deux trajets indépendants de fluides, un pour

l'injection d'un fluide moteur, et un second pour la produc-

tion de fluides de gisement mélangés avec ledit fluide moteur; b) on prévoit dans ledit puits une pompe d'injection, cette dernière étant montée souterrainement à l'intérieur de la ligne de tubage dans le but de transférer les fluides en surface par ladite ligne de tubage interne; c) on prévoit dans ledit puits un joint annulaire

entre le coffrage et le tubage installé dans le trou de fo-

rage du puits au-dessus de la zone productrice dudit réser-

voir souterrain;

d) on injecte ledit fluide moteur dans l'espace an-

nulaire entre les deux lignes concentriques de tubage; et e) on actionne ladite pompe à injection avec ledit

fluide moteur injecté, ce dernier étant injecté de la surfa-

ce en pénétrant dans ladite pompe à partir de l'espace annu-

laire interne entre les lignes de tubage concentriques, cette pompe d'injection actionnée par ledit fluide moteur injecté transférant lesdits fluides produits renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre du gisement vers la surface

par le tubage interne et on réalise les conditions de tempé-

rature, de pression et d'écoulements telles que le soufre

est physiquement dissout dans ou bien chimiquement lié aux-

dits fluides, de sorte que le dépôt de soufre à partir des-

dits fluides est pratiquement empêché.

4. Méthode selon la revendication 2, caractérisée en outre par les étapes suivantes: a) on ménage dans ledit puits deux lignes de tubage parallèles à l'intérieur du puits de forage afin de réaliser

deux trajets de fluides indépendants, l'un pour la produc-

tion de fluides de gisement mélangés avec le fluide moteur et l'autre pour l'injection dudit fluide moteur; b) on prévoit dans le puits une pompe à injection

souterraine à l'intérieur d'une des lignes de tubage inter-

nes parallèles, cette première ligne de tubage étant ouverte au-dessous de ladite pompe d'injection pour l'entrée du fluide de gisement, et se poursuivant jusqu'à la surface; c) on prolonge la seconde ligne de tubage à partir

de la surface et on la raccorde à la première ligne de tuba-

ge au niveau de la pompe;

d) on prolonge ladite première ligne de tubage au-

dessous du raccordement avec la seconde ligne de tubage jusqu'à un joint annulaire entre le coffrage et le tubage; e) on injecte ledit fluide moteur dans ledit puits via l'une des deux lignes de tubage parallèles; et f) on actionne la pompe d'injection avec le fluide moteur injecté, ce dernier pénétrant dans ladite pompe à partir d'une des deux lignes de tubage parallèles, cette

pompe à injection actionnée par le fluide moteur et transfé-

rant lesdits fluides produits renfermant de l'hydrogène sul-

furé et du soufre du gisement jusqu'à la surface, et on réalise les conditions de température, de pression et d'écoulement telles que ledit soufre est physiquement dis- sout dans ou chimiquement lié auxdits fluides, de sorte que le dépôt de soufre à partir desdits fluides est pratiquement évité.

5. Assemblage de pompes à injection pour la produc-

tion de fluides renfermant de l'hydrogène sulfuré et du sou-

fre, lesdits fluides ayant tendance à donner naissance à un dépôt de soufre ou à des problèmres de production dus à leur

viscosité élevée et, à partir d'un gisement souterrain ren-

fermant lesdits fluides, via un puits pénétrant dans ledit

gisement, cet assemblage de pompes à injection étant carac-

térisé par:

a) des moyens installés à l'intérieur du trou de fo-

rage du puits pour réaliser deux trajets indépendants de fluides, l'un étant destiné à l'injection d'un fluide moteur

et le second étant destiné à la production de fluides de gi-

sement mélangés avec ledit fluide moteur; et b) une pompe à injection installée souterrainement à l'intérieur du trou de forage dudit puits, connectée en fonctionnement avec ledit moyen pour réaliser deux trajets

indépendants de fluides, ladite pompe à injection étant ac-

tionnée par le fluide moteur qui lui est injecté par l'un des trajets de fluides, et étant susceptible d'être mis en oeuvre pour transférer lesdits fluides produits renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre et mélangés avec ledit fluide moteur du gisement vers la surface tout en évitant

pratiquement un dépôt de soufre à partir desdits fluides.

6. Méthode selon la revendication 2, cette méthode étant en outre caractérisée en ce que le fluide moteur est

un matériau choisi dans le groupe constitué par les hydro-

carbures, une huile légère, un condensat d'hydrocarbures, de l'eau avec ou sans surfactif ajouté, un solvant du soufre,

le sulfure de diméthyle et de l'hydrogène sulfuré.

7. NMthode selon la revendication 2, cette méthode étant en outre caractérisée par les étapes suivantes: (1) on dégage l'espace annulaire entre les lignes de

tubage concentriques pour permettre le retour du fluide mo-

teur de la pompe à injection, mélangé avec lesdits fluides produits audessus de l'espace annulaire ménagé entre les deux lignes de tubage concentriques;

(2) on monte dans ledit puits un joint annulaire en-

tre le coffrage et le tubage installé dans ledit trou de fo-

rage du puits au-dessus de la zone productrice dudit gisement souterrain;

(3) on prévoit dans ledit puits un embout en commu-

nication avec le tubage concentrique interne, et on le pro-

longe au-dessous du joint annulaire entre le coffrage et le

tubage, cet embout étant attaché à ou séparé de l'une quel-

conque desdites lignes de tubage; (4) on ménage dans ledit puits un tubage séparé pour l'injection de produits chimiques dans l'espace annulaire entre le coffrage et le tubage et on la raccorde en surface à l'espace sous-jacent du joint annulaire entre le coffrage et le tubage; (5) on injecte ledit fluide moteur dans la ligne de tubage interne; et (6) on injecte un solvant de soufre par le bas du tubage séparé d'injection du soufre et Dn laisse ce solvant

de soufre injecté circuler au-dessous du joint annulaire en-

tre le tubage et le coffrage, ce qui fait que le solvant du soufre se mélange avec les fluides produits à partir dudit gisement.

8. Méthode selon la revendication 2, caractérisée en outre par les étapes suivantes:

a) on ménage dans ledit puits deux lignes de tuba-

ges parallèles à l'intérieur du puits de forage, afin de réaliser deux trajets indépendants de fluide, l'un pour la production de fluides de gisement mélangés avec du fluide moteur et l'autre pour l'injection dudit fluide moteur; b) on monte dans ledit puits une pompe d'injection souterraine dans l'une des lignes de tubage parallèles, cet-

te première ligne de tubage étant ouverte au-dessous de la-

dite pompe d'injection pour l'entrée du fluide de gisement, et se prolongeant en surface; c) on prolonge la seconde ligne de tubage à partir

de la surface et on la raccorde à la première ligne de tuba-

ge au niveau de la pompe d'injection;

d) on prolonge ladite première ligne de tubage au-

dessous du raccordement avec la seconde ligne de tubage jusqu'à un joint annulaire entre le coffrage et le tubage;

e) on prévoit dans ledit puits un embout en communi-

cation avec ladite première ligne de tubage, et se prolon-

geant au-dessous du joint annulaire entre le coffrage et le tubage, cet embout étant attaché à ou séparé de la première ligne de tubage; f) on ménage dans ledit puits un tubage séparé pour l'injection de produits chimiques à l'intérieur de l'espace

annulaire, entre le coffrage et les lignes de tubage paral-

lèles et on raccorde la surface à l'espace au-dessous du joint annulaire entre le coffrage et le tubage; g) on injecte ledit fluide moteur dans ledit fluide via une desdites lignes de tubage parallèles;

h) on injecte un solvant du soufre par le bas du tu-

bage séparé pour injection de produits chimiques en laissant

ce solvant du soufre injecté circuler dans l'espace au-

dessous du joint annulaire entre le coffrage et le tubage,

ce qui fait que ledit solvant du soufre se mélange avec les-

dits fluides produits à partir dudit gisement; et i) on actionne ladite pompe à injection avec ledit fluide moteur, ce dernier pénétrant dans ladite pompe et passant à travers une buse à l'intérieur d'une chambre de mélange à vitesse élevée et pression réduite, de sorte qu'il

entralne les fluides produits renfermant de l'hydrogène sul-

furé après quoi les fluides mélangés passent à travers l'étranglement de la pompe à injection et ensuite dans le diffuseur ob la vitesse des fluides est réduite et la pres- sion accrue à une valeur au-dessus de celle régnant dans la chambre de mélanges et.qui est suffisante pour expulser les fluides mélangés de la pompe à injection et les faire s'écouler en surface, cette pompe à injection fournissant O10 une pression additionnelle, de la chaleur et du solvant pour éviter le dépôt de soufre tout en transférant les fluides produits en surface; l'hydrogène sulfuré avec le soufre étant physiquement dissout, chimiquement lié ou existant sous forme de soufre élémrentaire à l'état solide ou liquide dans lesdits fluides;

9. Méthode selon la revendication 7, caractérisée en outre en ce que l'embout se prolonge jusqu'à une profondeur au-dessous du point le plus bas d'entrée dans le puits de

forage dudit gisement et que le solvant du soufre est in-

jecté dans l'espace entre le coffrage et l'embout à une pro-

fondeur au-dessus du point le plus élevé de l'entrée du fluide de gisement dans le trou de forage de sorte que le

solvant de soufre se mélange avec les fluides obtenus à par-

tir du gisement et est ensuite transféré au-dessus de

l'embout.

10. MIthode selon la revendication 7, caractérisée en outre en ce que l'embout se termine au-dessus du point le plus élevée de l'entrée du fluide de gisement dans le puits de forage, et que le solvant de soufre est injecté dans l'espace au-dessous du joint annulaire entre le coffrage et

le tubage via un prolongement du tubage d'injection de pro-

duits chimiques à une profondeur au-dessous du point le plus

bas de l'entrée de fluides de gisement dans le puits de fo-

rage.

11. Méthode selon la revendication 7, caractérisée

en ce qu'au moins une ligne additionnelle et séparée du tu-

bage pour injection de produits chimiques est installée dans

l'espace annulaire entre le coffrage et le tubage et raccor-

de la surface avec l'espace au-dessous du joint annulaire entre le coffrage et le tubage de sorte qu'une ligne de tu- bage séparée pour injection chimique peut être utilisée pour injecter des produits chimiques additionnels, en pilotant la pression au fond du puits, l'injection de produits chimiques choisis et conmme remplacement pour un autre tubage séparé

d'injection de produits chimiques.

12. Méthode selon la revendication 7, caractérisée

en outre par une étape dans laquelle on installe un disposi-

tif de contrôle d'écoulement au-dessous de la pompe à injec-

tion afin d'éviter que les fluides ne sortent du tubage.

13. Méthode selon la revendication 7, caractérisée en outre en ce que les lignes de tubage sont électriquement

isolées l'une de l'autre ou d'une autre ligne de tubage tu-

bulaire dans le puits et qu'au moins un appareil de chauffa-

ge électrique souterrain est installé au-dessous de la pompe à injection, ce ou ces appareils de chauffage électrique souterrain étant alimentés par un circuit électrique établi

entre les lignes de tubage.

14. Méthode selon la revendication 7, caractérisée en outre en ce que les lignes de tubage sont électriquement isolées l'une de l'autre ou d'une autre ligne tubulaire dans le puits et qu'au moins un appareil de chauffage électrique souterrain est installé au-dessus de la pompe d'injection, ce ou ces dispositifs de chauffage électrique souterrain étant alimentés par un circuit électrique établi entre les

lignes de tubage.

15. Méthode selon la revendication 7, caractérisée en outre en ce que les lignes de tubage sont électriquement isolées l'une de l'autre ou d'une autre ligne de tubage dans

le puits et qu'au moins un dispositif de chauffage électri-

que souterrain est installé au-dessous de la pompe à injec-

tion tandis qu'au moins un dispositif de chauffage électrique souterrain est installé au-dessus de la pompe à injection de sorte que tous les dispositifs de chauffage sont alimentés par un circuit électrique établi entre les lignes de tubage.

16. Méthode selon la revendication 7, caractérisée

en outre en ce qu'au moins un dispositif de chauffage élec-

trique souterrain est installé au-dessous de la pompe à in-

jection et que ce ou ces dispositifs de chauffage sont alimentés par un ou plus d'un câble électrique à partir de la surface, ces câbles étant extérieurement attachés à une

ou plus d'une ligne de tubage.

17. Méthode selon la revendication 7, caractérisée en outre en ce qu'au moins un dispositif électrique de chauffage souterrain est installé audessus de la pompe à

injection et le ou les dispositifs de chauffage sont alimen-

tés par un ou plus d'un cable électrique à partir de la sur-

face, ces câbles étant extérieurement fixés à une ou plus

d'une ligne de tubage.

18. Méthode selon la revendication 7, caractérisée

en outre en ce qu'au moins un dispositif de chauffage élec-

trique souterrain est installé au-dessous de la pompe d'injection et qu'au moins un dispositif électrique de chauffage souterrain est installé au-dessus de la pompe à injection et que le ou les dispositifs sont alimentés par un ou plus d'un câble électrique à partir de la surface, ces câbles étant extérieurement fixés à une ou plus d'une ligne

de tubage.

19. Méthode selon la revendication 7, caractérisée en outre en ce qu'est également prévue une ligne de tubage auxiliaire logée dans le puits de forage parallèlement aux

lignes de tubage, et se prolongeant à travers le joint annu-

laire entre le coffrage et le tubage, à travers lequel un dispositif de chauffage souterrain est introduit et alimenté par un câble électrique à l'intérieur du tubage auxiliaire, ce dispositif de chauffage électrique souterrain étant situé dans l'embout du tubage auxiliaire à une profondeur voisine

de la zone productrice.

20. Méthode selon la revendication 7, caractérisée en outre en ce qu'il est également prévu une paire addition- nelle de tubages auxiliaires électriquement isolées les unes des autres et d'une quelconque des lignes tubulaires dans le puits et agencées en configuration simple concentrique et parallèle aux autres lignes de tubage dans le puits, en se prolongeant à travers le joint annulaire entre le coffrage et le tubage avec un assemblage d'embout dans lequel est

logé au moins un dispositif de chauffage électrique souter-

rain alimenté par un circuit électrique établi entre les li-

gnes de tubage auxiliaires.

21. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: (a) une configuration à double tubage concentrique installé l'intérieur du trou de forage dudit puits et ayant une ligne de tubage interne et une ligne de tubage externe, ces lignes de tubage formant deux trajets indépendants de fluides, la ligne de tubage externe étant prévue pour

l'injection d'un fluide moteur ettandis que la ligne de tu-

bage interne est prévue pour la production des fluides de gisement mélangés avec un fluide moteur; (b) une pompe à injection installée souterrainement

à l'intérieur de ladite ligne de tubage interne pour trans-

férer les fluides en surface via la ligne de tubage interne;

cette pompe étant actionnée par ledit fluide de moteur in-

jecté et étant susceptible d'être mise en oeuvre pour trans-

férer lesdits fluides produits renfermant de l'hydrogène sulfuré et du soufre et mélangés avec ledit fluide moteur dudit gisement jusqu'en surface, tout en évitant le dépôt du soufre à partir de ces fluides;

(c) un assemblage de presse-étoupe souterrain com-

portant un joint annulaire disposé dans le puits de forage

262135O

entre le coffrage et ledit tubage au-dessus de la zone de production dudit gisement souterrain; et (d) une vanne fixe incorporée au-dessous de la pompe à injection pour permettre aux fluides de la formation de monter dans le tubage et éviter l'écoulement vers le bas de

tous les fluides.

22. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 21, caractérisé en outre en ce qu'il comporte: un agencement de tubage encapsulé pour injection de produits chimiques, ce tubage présentant au moins deux conduites indépendantes, l'une pour l'injection des produits chimiques et l'autre pour le pilotage de la pression en fonds de puits, les deux conduites étant raccordées à une tête d'injection de produits chimiques prévue sur l'assemblage de presse- étoupe et communiquant avec l'espace

sous-jacent au joint annulaire entre le tubage et le coffra-

ge de telle sorte que la-fonction de chaque conduite puisse

être interchangée.

23. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 21, caractérisé en outre en ce qu'il comporte: une ligne de tubage auxiliaire disposée dans le trou de forage du puits parallèlement aux lignes de tubage concentriques et se prolongeant à travers le joint annulaire entre le tubage et le coffrage, et par l'intermédiaire de laquelle un dispositif de chauffage électrique souterrain est alimenté par un câble électrique, ce dispositif de chauffage étant situé dans l'embout des lignes auxiliaires à

une profondeur très voisine de la zone de production.

24. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 5 ou la revendication 21, caractérisé en outre en ce que ladite pompe à injection représente un rapport de section de la buse à l'étranglement se situant entre 0,144

et 0,517,ledit rapport étant de préférence 0,4.

25. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

- dication 21, caractérisé en outre en ce qu'il renferme éga-

26213 0

lement un dispositif de surveillance de corrosion.

26. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 25, caractérisé en outre en ce que le dispositif de surveillance de corrosion comprend un premier groupe d'éprouvettes de corrosion attaché au-dessous de la vanne permanente, et un second groupe d'éprouvettes de corrosion

installé en surface.

27. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 5, caractérisé en ce qu'il comporte: (a) deux lignes de tubage parallèles disposées dans

le trou de forage du puits, une de ces lignes de tubage ser-

vant pour la protection des fluides de gisement mélangés avec le fluide moteur tandis que l'autre est destiné à l'injection d'un fluide moteur; (b) une pompe à injection installée souterrainement

dans une desdites lignes de tubage, ces dernières étant rac-

cordées dans le puits au niveau de ladite pompe à injection

de facon à assurer l'existence de deux trajets de fluide in-

dépendants, cette ligne de tubage étant ouverte au-dessous

de ladite pompe à injection pour l'entrée du fluide de gise-

ment, et se continuant en surface; (c) une seconde ligne de tubage se prolongeant à partir de la surface et étant raccordée à la première ligne

au niveau de la pompe à injection de sorte que le fluide mo-

teur est délivré à la pompe à injection;

(d) ladite pompe à injection étant actionnée par le-

dit fluide moteur injecté et étant susceptible d'être mis en oeuvre pour transférer les fluides produits renfermant l'hydrogène sulfuré et la soufre et mélangés avec ledit fluide moteur à partir du gisement jusqu'en surface, tout en évitant un dépôt de soufre à partir desdits fluides,

(e) un assemblage de presse-étoupe souterrain com-

portant un joint annulaire entre le coffrage et ledit tubage

installé dans le trou de forage du puits de la zone de pro-

duction du gisement souterrain; et (f) une vanne permanente incorporée audessous de la pompe à injection pour permettre aux fluides produits de monter dans le tubage et éviter l'écoulement vers le bas de

tous les fluides.

28. Assemblage de pompe à injection selon la re- vendication 27, caractérisé en ce qu'un tubage encapsulé pour injection de produits chimiques est installé à l'intérieur du trou de forage du puits en raccordant la tête

du puits à l'assemblage du presse-étoupe, le tubage encap-

sulé pour injections chimiques présentant de multiples conduites, dont au moins une pour l'injection chimique et les autres conduites pour d'autres usages tandis qu'au moins une d'entre elles sert à la surveillance de la pression au fond du puits, toutes les conduites étant étanches entre le coffrage et le tubage de sorte que la fonction de chaque

conduite peut être interchangée.

29. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 27, caractérisé en ce qu'une ligne de tubage addi-

tionnelle est disposée dans le trou de forage du puits

parallèlement aux deux autres lignes de tubage et se prolon-

ge à travers le joint annulaire entre le coffrage et le tu-

bage et à travers laquelle un dispositif de chauffage électrique souterrain peut être alimenté par un câble électrique, ce dispositif de chauffage étant situé dans

l'embout à une profondeur très voisine de la zone productri-

ce.

30. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 27, caractérisé en ce que ladite pompe à injection présente un rapport de section de la buse à l'étranglement

se situant entre 0,144 et 0,517, et de préférence 0,4.

31. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 27, caractérisé en ce qu'il ferme aussi un disposi-

tif de surveillance de la corrosion.

32. Assemblage de pompe à injection selon la reven-

dication 31, caractérisé en ce que le dispositif de surveil-

lance de corrosion comprend un premier groupe d'éprouvettes de corrosion fixées au-dessous de la valve permanente et un

second groupe d'éprouvettes de corrosion installées en sur-

face.