FR2641322A1 - Procede de stimulation d'un puits au cours de l'extraction de petrole, et/ou de gaz, et/ou de condensats de gaz et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede de stimulation d'un puits au cours de l'extraction de petrole, et/ou de gaz, et/ou de condensats de gaz et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede Download PDF

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Olga Nikolaevna Sizonenko
Rafkhat Akhmetovich Maxutov
Pavel Petrovich Maljushevsky
Georgy Grigorievich Gorovenko
Alexei Vladimirovich Sokolov
Diana Naumovna Lyapis
Vladimir Ivanovich Schekin
Natalia Ivanovna Kuskova
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Abstract

L'invention concerne des procédés et des dispositifs de stimulation de puits au cours de l'extraction de pétrole, et/ou de gaz, et/ou de condensats de gaz. Le procédé selon l'invention consiste à générer périodiquement des ondes de choc se propageant dans l'horizon producteur par déclenchement ou initiation entre des électrodes placées dans le puits d'une décharge électrique dans le fluide ou liquide remplissant le puits et est caractérisé en ce que pour déclencher ou initier une décharge électrique entre les électrodes, on y amène de façon supplémentaire un fluide électroconducteur constitué d'un fluide diélectrique chargé d'une matière pulvérulente électroconductrice. L'invention est notamment utilisée pour rétablir la perméabilité de la zone frontière au fond d'un puits, pour la complétion d'un puits.

Description

L'invention concerne des procédés et des dispositifs de stimulation de
puits d'extraction de pétrole, d'eau, de gaz ou de substances solubles, et a notamment pour objet un procédé de stimulation d'un puits au cours de l'extraction de pétrole ainsi qu'un dispositif
pour la réalisation de ce procédé.
L'invention peut être appliquée pour rétablir la perméabilité de la zone frontière au fond d'un puits qui diminue durant l'exploitation à cause du dépôt des matières asphaltiques présentes dans le pétrole, pour la complétion d'un puits, pour détruire et éliminer les produits colmatants des parois d'un puits et pour fracturer l'horizon géologique ou pétrologique afin d'élever la perméabilité de la zone frontière autour
du puits.
A l'heure actuelle, on connaît des techniques visant à stimuler des puits en utilisant la transformation de l'énergie électrique en une autre énergie sous l'action de laquelle, dans le puits et sur la zone frontière de l'horizon au fond du puits, se produit le nettoyage des canaux de filtration, c'est-à-dire l'élimination des matières asphaltiques qui les colmatent au cours de l'exploitation des gisements d'hydrocarbures, ainsi que
l'élimination des dépôts de toutes les impuretés mécani-
ques, dans le cas considéré, tout comme dans n'importe quel autre cas. Si on augmente la puissance de la source électrique, il devient possible de provoquer la formation de nouveaux canaux de filtration et l'élargissement des
canaux existants.
Il existe un procédé de stimulation d'un puits au cours de l'extraction de pétrole et un dispositif pour sa réalisation (document US A 4 345 650) selon lequel l'énergie électrique accumulée dans un condensateur est transformée en ondes de choc qui se propagent dans
l'horizon producteur par libération de l'énergie électri-
que dans le canal de décharge d'un éclateur formé par deux électrodes, placées au niveau de l'horizon pétrolifère, auxquelles est appliquée une haute tension fournie par un condensateur chargé par un dispositif de charge d'un générateur de courant impulsionnel relié par un câble géophysique à une source d'alimentation se trouvant à la surface. Dans ce cas, on déclenche la décharge par élévation de l'intensité du champ électrique entre les électrodes pendant la période précédant le claquage et l'onde de choc est sélectivement orientée dans une
direction prédéterminée dans l'horizon.
Ce procédé suppose le déclenchement de l'étincelle
de claquage dans le dispositif par élévation de l'inten-
sité du champ électrique. Ce procédé prévoit l'enlèvement de la colonne de production et des tiges de pompe placées
dans le puits et le remplissage du puits jusqu'à l'embou-
chure d'un liquide de bouchage. Comme liquide de bouchage, on utilise soit des émulsions, soit un acide, soit de l'eau minéralisée à haute conductivité 0= 10 ohm- lm1, tous ces liquides étant des milieux très conducteurs, il est impossible de réaliser le claquage même en élevant la tension de charge du condensateur HT et en diminuant la distance de claquage. On assiste, dans ce cas, à un écoulement exponentiel de la charge électrique du condensateur sans formation de canal de décharge mettant en court-circuit les électrodes. Aucune onde de choc n'est produite, l'action sur l'horizon producteur ne se fait que grâce auxfortscourantsde conduction atteignant
les mêmes hautes valeurs que dans un claquage.
Le dispositif pour réaliser le procédé de stimulation d'un puits à l'extraction de pétrole comporte une chambre de décharge comportant une électrode positive et une électrode négative reliées à un générateur de courant impulsionnel qui transmet la charge HT des condensateurs, mis en série, du système d'amorçage et des condensateurs principaux, mis en parallèle, à l'éclateur, pour former un canal de décharge. L'intensité du champ électrique s'élève avec l'augmentation de la tension de charge des condensateurs, mis en série, du système d'amorçage ce qui élève la tension des condensateurs principaux, mis en parallèle, à basse
pression de charge.
Pourtant lors de l'application aux électrodes d'une tension à partir du générateur de courant impul-
sionnel, il ne se produit pas un claquage mais un écoule-
ment exponentiel de la charge électrique du condensateur
sans formation d'un canal de décharge entre les électrodes.
Il est impossible d'augmenter davantage la tension de charge de ces condensateurs à cause de l'épaisseur insuffisante des isolateurs de traversée qui est limitée par les dimensions radiales du puits. Il n'y a pas d'action sur l'horizon géologique parce qu'aucune onde
de choc n'est crée.
Parmi les inconvénients du procédé et du dispositif
considérés, on peut citer la faible efficacité et l'insta-
bilité de son fonctionnement dans des solutions aqueuses de conductivité électrique quelconque et dans des hydrocarbures purs légers lorsque la pression dans l'horizon dépasse 20 MPa, parce que la tension d'amorçage de la décharge croit dans ces conditions et dépasse kV/cm ce qui implique en conséquence l'augmentation de la tension de charge des condensateurs du système d'amorçage jusqu'à des valeurs dépassant celle supportée par l'épaisseur admissible des isolateurs de traversée (de l'ordre des centaines de kV), cette épaisseur étant déterminée par la dimension radiale du puits, ce qui mettrait les condensateurs hors service et respectivement diminuerait l'efficacité et la fiabilité du procédé et du dispositif. On pourrait augmenter l'intensité par diminution de la distance de claquage, mais ceci entraînerait un désaccord entre le générateur de courant impulsionnel et la charge dans le canal de décharge et, par conséquent, des pertes d'énergie dans le générateur, le dégagement de l'énergie dans le canal de décharge deviendrait non optimal et la puissance de l'onde de choc
agissant sur l'horizon diminuerait.
Il existe un procédé de stimulation d'un puits au cours de l'extraction de pétrole et un dispositif pour sa réalisation (document US A 4 343 356) qui prévoient la stimulation du puits lors de l'extraction de pétrole, et/ou de gaz, et/ou de condensatsde gaz. Le procédé consiste à générer périodiquement des ondes de choc se propageant dans l'horizon producteur par dégagement de l'énergie électrique dans un canal de décharge formé entre deux électrodes auxquelles est appliquée une haute tension pour le déclenchement forcé d'une décharge dans le liquide remplissant le puits. Dans ce procédé, le déclenchement forcé se fait par introduction dans l'espace entre les électrodes d'un conducteur métallique explosif
Après chaque décharge, le conducteur est avancé automati-
quement et positionné dans l'éclateur.
Dans ce procédé, la consommation d'énergie pour le chauffage, la fusion et l'évaporation du conducteur est grande (15 à 50% d'énergie réservée), les pertes par rayonnement optique augmentent ce qui implique une forte
diminution de la puissance de l'onde de choc. -
De plus, ce procédé connu ne permet de générer que des ondes de choc d'une puissance sensiblement réduite,
limitée par l'insuffisance de la réserve d'énergie élec-
trique accumulée dans un condensateur HT. L'augmentation
de la réserve d'énergie électrique est liée à l'accroisse-
ment des dimensions de l'isolation ce qui est inadmissible
par suite des limitations en dimensions radiales des puits.
Comme le diamètre d'un puits dépasse rarement 150 mm alors que lors de l'exploitation des horizons à une profondeur de 3 à 5 km, le diamètre est encore moindre et ne dépasse pas 114 à 120 mm, et comme il est nécessaire d'utiliser une tension dépassant 20 à 25 kV, il est pratiquement impossible de réaliser des condensateurs de capacité et de fiabilité suffisantes. Ce problème est de plus compliqué par le fait que la température dans les puits dépasse 70 à 100 C à la profondeur de l'horizon producteur. Le dispositif pour réaliser le procédé ci-dessus de stimulation d'un puits au cours de l'extraction de pétrole comporte une chambre de décharge équipée d'une électrode positive et d'une électrode négative, un système d'amenée d'un déclencheur entre les électrodes et un
générateur de courant impulsionnel relié aux électrodes.
Le système d'amenée du déclencheur entre les électrodes est un dispositif mécanique d'introduction d'un conducteur à travers l'électrode positive en direction de l'électrode
négative.
Pourtant, ce dispositif mécanique d'introduction du conducteur n'assure pas une fiabilité suffisante à cause de l'interruption ou du soudage des conducteurs aux endroits de contact avec les amenées de courant; une perte forte absolue par érosion du matériau des amenées
de courant persiste.
La présente invention vise un procédé et un
dispositif de stimulation d'un puits au cours de l'extrac-
tion de pétrole qui permettent, par modification des
conditions de démarrage de la décharge électrique, d'aug-
menter la puissance de l'onde de choc agissant sur
l'horizon producteur.
Selon l'invention, au cours de l'extraction de pétrole, et/ou de gaz, et/ou de condensat de gaz, on génère périodiquement des ondes de choc se propageant dans l'horizon producteur par déclenchement entre des électrodes placées dans le puits d'une décharge électrique dans le liquide remplissant le puits. Pour initier une décharge électrique entre les électrodes, on amène de façon supplémentaire un fluide électroconducteur constitué par un fluide diélectrique chargé d'une matière poudreuse électroconductrice. Comme fluide diélectrique, on peut utiliser un liquide d'hydrocarbures,ou un liquide à base de silicone,
ou de l'eau.
Selon une caractéristique de l'invention, on utilise en tant que matière poudreuse ou pulvérulente
électroconductrice, un métal ou le graphite.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise comme matière poudreuse ou pulvérulente électroconductrice une poudre d'aluminium ou une poudre de magnésium. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on amène entre les électrodes simultanément avec le fluide électroconducteur, un agent oxydant
assurant une réaction exothermique.
Selon toujours une caractéristique de l'inven-
tion, dans certains cas on amène l'agent oxydant après la
formation de la décharge électrique.
Selon une particularité de l'invention, on utilise comme agent oxydant, le bioxyde de plomb, l'oxyde
ferrique ou le permanganate de potassium.
Selon une autre particularité de l'invention, on utilise un agent oxydant gazeux entrant en réaction
avec les produits formés lors de la décharge électrique.
Dans certains cas, il est souhaitable d'utiliser
comme agent oxydant un gaz contenant de l'oxygène.
Il est également avantageux lors de l'extraction du pétrole, de mesurer périodiquement la température du liquide remplissant le puits et d'augmenter la quantité d'agent oxydant amené en cas de baisse de la température mesurée au-dessous du point de cokéfaction du pétrole et de diminuer la quantité d'agent oxydant amené si la température du liquide remplissant le puits devient
supérieure au point de cokéfaction du pétrole.
Le procédé proposé et les conditions de déclen-
chement de la décharge électrique décrites ci-dessus assurent l'augmentation de la puissance de l'onde de choc
agissant sur l'horizon.
Selon l'invention, on réalise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé qui comporte: au moins une chambre de décharge équipée d'une électrode positive et d'une électrode négative, un système d'amenée de l'élément d'amorçage entre les électrodes et un 7- générateur de courant impulsionnel relié aux électrodes, au moins une soupape de dosage munie d'une commande raccordée au générateur de courant impulsionnel, qui assure le fonctionnement de la soupape de dosage en synchronisme avec la décharge électrique entre les électrodes, et une chambre supplémentaire remplie d'un fluide diélectrique, alors que la soupape de- dosage fait communiquer périodiquement la chambre de décharge avec la chambre supplémentaire par l'intermédiaire d'un canal pratiqué dans la paroi de la chambre supplémentaire et
dans l'électrode négative et muni d'un tiroir ou distri-
buteur de refoulement pour assurer une différence constante entre les pressions régnant dans la chambre supplémentaire et dans le puits, tandis que la paroi de la chambre de décharge comporte un orifice d'entrée et un orifice de sortie, pour communiquer avec le milieu remplissant le puits. Il est utile dans le cas o un canal est exécuté dans la chambre supplémentaire et dans l'électrode négative, de réaliser l'électrode positive tubulaire en un matériau résistant à l'érosion, dont la cavité est
remplie d'une matière diélectrique solide.
Il est avantageux que l'électrode positive soit réalisée en une multitude d'éléments tubulaires disposés coaxialement entre eux et de façon à ce que la surface extérieure d'un élément tubulaire soit adjacente à la surface intérieure d'un autre élément tubulaire et à ce que chaque élément tubulaire extérieur soit déplacé par rapport à l'élément adjacent intérieur dans le sens de
l'éloignement de l'électrode négative.
Il est avantageux que les éléments tubulaires soient déplacés l'un par rapport à l'autre avec un pas régulier de telle façon que la surface conique aux bords de ces éléments fasse un angle aigu de 8 à 15 avec
l'axe longitudinal de l'électrode positive.
Il est souhaitable, pour stimuler un puits rempli d'eau de douche ou de boue de forage, de munir le circuit d'amenée de l'initiateur ou déclencheur à partir de l'électrode négative vers l'électrode positive d'un
amplificateur hydraulique et d'un accumulateur pneumo-
hydraulique ou hydro-pneumatique reliés par un canal au tiroir de refoulement et à la soupape de dosage, et de disposer ces éléments dans l'ordre suivant: amplificateur
hydraulique, tiroir de refoulement, accumulateur hydro-
pneumatique et soupape de dosage; la chambre supplémen-
taire représentant la partie supérieure de l'amplificateur hydraulique et étant dans ce cas remplie d'un fluide électroconducteur, servant d'initiateur ou de déclencheur
de décharge, alors que la partie inférieure de l'amplifi-
cateur hydraulique communique avec le milieu du puits.
Il est utile de recouvrir les orifices d'entrée et de sortie dans la paroi de la chambre de décharge par
des membranes élastiques placées extérieurement.
Il est souhaitable d'utiliser extérieurement des enveloppes élastiques formant poches, remplies de gaz, placées de deux côtés de l'orifice de sortie de la chambre de décharge et réalisant l'isolement des espaces entre la
paroi du puits et la paroi de la chambre de décharge.
La présence dans le dispositif d'au moins une soupape de dosage munie d'une commande connectée au générateur de courant impulsionnel permet d'obtenir un bon synchronisme de la décharge et de l'amenée de l'agent oxydant. La chambre supplémentaire permet d'assurer une
réserve de fluide diélectrique dans le dispositif.
La communication périodique établie entre la chambre de décharge et la chambre supplémentaire à l'aide
de la soupape de dosage permet de doser le fluide di-
électrique - l'agent oxydant, en une quantité nécessaire
pour sa réaction complète avec l'hydrogène et l'acétylène.
Afin d'obtenir une réaction exothermique, le fluide diélectrique est amené dans la chambre de décharge à travers un canal pratiqué dans la paroi de la chambre supplémentaire. Le canal est muni d'un tiroir de refoulement qui assure une valeur constante de la pression en excès dans le canal par rapport au puits, ce qui permet d'amener un volume constant de fluide au fur et à mesure de la variation de la pression dans la chambre supplémentaire,
pour assurer un fonctionnement stable du dispositif.
L'orifice de sortie dans la paroi de la chambre de décharge sert à rejeter le flux, formé à la décharge, sur la paroi du puits pour agir sur l'horizon, alors que la cavité remplie de vapeur et de gaz formée dans la chambre de décharge se remplit en liquide du puits à
travers l'orifice d'entrée.
L'utilisation d'une électrode positive de forme tubulaire, en un matériau résistant à l'érosion permet
d'élever la longévité de l'électrode jusqu'à 5.103 impul-
sions tout en assurant une intensité suffisante du champ dans l'espace entre les électrodes et le remplissage du creux de l'électrodepar une substance diélectrique permettant
de réduire les pertes au préclaquage.
La réalisation de l'électrode positive en une multitude d'éléments tubulaires permet d'initier la décharge, après destruction de la couche formant le bord à arête vive d'un élément tubulaire, sur les couches
suivantes formant successivement le bord à arête vive.
L'angle formé sur la surface conique aux bords d'éléments tubulaires avec l'axe longitudinal de l'électrode positive se situe entre 8 et 15 . La valeur minimale de cet angle est limitée par les conditions de résistance mécanique de la partie utile de l'électrode. Lorsque l'angle est inférieur aux valeurs ci-dessus, on assiste à la destruction du bord avec des déformations notables et une augmentation de l'angle entraîne la baisse de
l'efficacité de la décharge.
La présence dans le dispositif de stimulation de puits d'un circuit d'amenée d'un fluide initiateur de décharge permet de stimuler un puits rempli d'eau de couche ou de boue de forage. Le circuit d'amenée du fluide depuis l'électrode négative vers celle positive assure la stabilité de l'initiation de la décharge par suite de l'amenée du liquide électroconducteur sous une pression en excès déterminée, par rapport à la pression extérieure variable, ce qui permet d'entretenir la forme constante du jet initiateur ou déclencheur amené dans l'espace entre les électrodes et par conséquent permet d'entretenir
l'amplitude de l'onde de choc agissant sur l'horizon.
La présence d'un amplificateur hydraulique dans le circuit d'amenée de l'initiateur ou déclencheur fluide permet d'obtenir une pression en excès dans une chambre supplémentaire remplie de fluide électroconducteur par suite de l'utilisation de la pression extérieure régnant dans le puits, sans employer de sources d'énergie
supplémentaires.
Le tiroir de refoulement placé dans le circuit d'amenée du fluide initiateur ou déclencheur assure le maintien de la valeur constante de la pression excédente dans le canal par rapport à la pression dans le puits,
ce qui permet d'amener un volume constant de fluide -
électroconducteur dans la chambre de décharge. L'utilisa-
tion d'un accumulateur hydropneumatique stabilise la pression dans le canal durant l'écoulement du fluide électroconducteur dans la chambre de décharge. La présence d'une soupape de dosage munie d'une commande connectée au générateur de courant impulsionnel assure l'amenée synchrone d'un volume déterminé de fluide dans
la chambre de décharge.
L'utilisation d'une membrane élastique pour recouvrir à l'extérieur les orifices d'entrée et de sortie permet de créer une cavité, remplie de liquide diélectrique, isolée par rapport au puits et de laisser s'échapper les gaz se formant à la décharge, ce qui
permet d'assurer la stabilité du fonctionnement du dispo-
sitif dans des puits remplis de solutions hautement électroconductrices. La membrane élastique permet de transmettre d'une façon efficace la pression des ondes de choc et du flux hydraulique au milieu environnant pour
agir sur l'horizon.
L'utilisation dans le dispositif d'enveloppes élastiques formant poches remplies de gaz et placées de deux côtés de l'orifice de sortie de la chambre de décharge permet de créer un espace isolé rempli de boue de forage entre la paroi du puits et la paroi de la chambre de décharge. Dans cet espace se propage l'onde de choc. La puissance dans ce cas s'élève notablement du fait qu'en atteignant l'enveloppe élastique renfermant
du gaz elle est réfléchie sous la forme d'onde de dépres-
sion dans laquelle la pression disparaît pratiquement après le flanc avant et durant 50 à 70 Us, la cavitation
spatiale a lieu dans toute l'épaisseur du liquide.
L'augmentation de la puissance de l'onde de choc est obtenue du fait de l'implosion des bulles de cavitation dans le volume à onde de pression se formant avec une amplitude allant jusqu'à 1.105 MPa et grâce aux jets
cumulatifs du liquide qui agissent sur l'horizon.
Aussi, le procédé proposé de stimulation de puits et le dispositif pour sa réalisation donnent une solution au problème posé par modification des conditions d'initiation de la décharge électrique et grâce à des particularités constructives du dispositif, en permettant: - d'élever la puissance de l'onde de choc agissant sur l'horizon; - d'assurer un fonctionnement stable du dispositif dans des puits remplis de solutions électroconductrices; - d'assurer un fonctionnement fiable du dispositif
dans les conditions de pression extérieure variable.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus
clairement au cours de la description explicative qui
va suivre faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement un dispositif de stimulation d'un puits, selon l'invention, en coupe longitudinale; - la figure 2 représente en coupe longitudinale l'ensemble A de la figure 1 en vue agrandie; - la figure 3 représente l'ensemble B de la figure 2 en vue agrandie; - la figure 4 représente en coupe longitudinale une variante du dispositif de l'invention dont le circuit d'amenée du déclencheur de la décharge comporte un
amplificateur hydraulique et un accumulateur hydropneuma-
tique; et - la figure 5 représente en coupe longitudinale un dispositif, selon l'invention, muni extérieurement de poches formées par des enveloppes élastiques remplies
de gaz.
Selon l'invention, le procédé de stimulation d'un puits au cours de l'extraction de pétrole, et/ou de gaz
et/ou de condensat de gaz, consiste à générer périodique-
ment des ondes de choc se propageant dans l'horizon
producteur. Ces ondes de choc sont générées par déclenche-
ment entre des électrodes placées dans le puits d'une
décharge électrique dans le liquide remplissant le puits.
Pour initier la décharge électrique on amène entre les électrodes un fluide électroconducteur, ce qui permet de former une onde de choc à front raide. Le fluide électroconducteur est constitué par un fluide diélectrique
chargé d'une matière pulvérulente électroconductrice.
Lors de la décharge électrique dans le liquide remplissant le puits qui a été déclenchée lors de l'amenée du fluide électroconducteur, il se forme une onde de choc
à front raide caractéristique d'une action électro-
explosive, la durée d'action de l'impulsion étant condi-
tionnée par la quantité de fluide électroconducteur amené au niveau des électrodes. Le fluide électroconducteur est préparé à partir d'un fluide diélectrique par exemple d'hydrocarbure liquide,d'un liquide à base de silicone
ou d'eau.
Comme le fluide déclencheur s'enflamme dans le canal de décharge électrique, la combustion se poursuit aux hautes pression et températures initiales. Cette combustion ne provoque pas la.fermeture des fissures ni des canaux formés dans la roche au moment d'initiation de la décharge. Au contraire, le liquide chauffé pénètre dans l'horizon à grande vitesse. Au moment de l'application de la tension entre les électrodes après le courtcircuitage de l'espace qui les sépare par le fluide électroconducteur, initialement, la décharge se propage selon l'interface fluide électroconducteur-liquide du puits. Le processus a un caractère de décharge électronique, c'est-à-dire que les pertes d'énergie au début de la décharge sont très faibles. Le claquage est accompagné de la formation d'un canal conducteur contenant un plasma o la matière (fluide conducteur) est chauffée jusqu'à une température de 3.104 K avec augmentation de la pression jusqu'à 2.10 MPa. Au cours de l'accroissement de la puissance électrique, le
canal à plasma se dilate.
L'agent-oxydant est amené à la fin de la première demi-période de dégagement de l'énergie dans le canal de décharge électrique, lorsque se dégage 80% de l'énergie accumulée dans les condensateurs. Durant cette période, on assiste à une variation importante de la résistance
active de la charge et le front de l'onde de choc se forme.
Comme l'énergie accumulée dans les condensateurs est introduite dans le canal de décharge électrique durant 60 à 80.10- 6 s et que la première demi-période dure à peu près 20 à 25.10 6 s, l'amenée de l'agent oxydant se fait pratiquement au moment de la fin du dégagement de
l'énergie, lorsque le canal de décharge est déjà dilaté.
Afin d'élever la température du liquide dans le puits, l'agent oxydant est amené simultanément avec le
fluide électroconducteur.
La poudre conductrice et l'agent oxydant se trouvant dans l'espace entre les électrodes,sont chauffés jusqu'à la température d'inflammation du mélange et entrent en réaction exothermique. Vers ce moment, a lieu
la formation de la partie préfrontale de l'onde de choc.
Le domaine de l'onde de choc comprend l'espace entre le front de l'onde et le canal de décharge rempli de fluide comprimé o se forment des flux dirigés radialement dans toutes les directions. Ainsi, la puissance transmise par
l'onde de choc et consommée pour modifier l'état inté-
rieur du fluide du puits et pour le mettre en mouvement, est la somme de la puissance dégagée dans le canal de décharge et de la puissance dégagée par la réaction
exothermique.
L'onde de choc agit sur la roche qu'elle rencontre en provoquant sa destruction alors que le fluide ou liquide du puits, à température élevée, pénètre dans la zone frontière limitant le puits et la réchauffe. Les claquages suivants dans l'espace situé entre les électrodes se déroulent dans une même séquence, jusqu'au moment o les températures du fluide ou liquide du puits dans le fond du puits atteignent la température du point de cokéfaction du pétrole. Afin d'éviter la baisse de la perméabilité dans la zone proche de l'horizon à cause de la cokéfaction du pétrole, on cesse d'amener l'agent oxydant et on n'agit que par les ondes de choc dues aux "explosions" électriques. Lorsque la température baisse, on recommence à amener de l'agent oxydant, ce qui
fait remonter la température du fluide ou liquide du puits.
En tant que fluide électroconducteur on peut utiliser un mélange, par exemple de fractions de craquage du pétrole et une matière pulvérulente telle que de l'aluminium, du carbone, du magnésium. En tant qu'agents oxydants on peut utiliser des oxydes de métaux comme le bioxyde de plomb, le minerai de fer, le permanganate de potassium. Le processus décrit est caractérisé par une vitesse constante d'amenée de l'énergie thermique dansl'espace entre les électrodes. La température dans le puits, à la profondeur o est mis en oeuvre le procédé de l'invention, est déterminée par la quantité de chaleur amenée et par la vitesse de transmission de la chaleur
dans l'horizon et le long du puits par suite des mouve-
ments du fluide ou liquide échauffé.
Lorsqu'on amène séparément le fluide électro-
conducteur et l'agent oxydant, on peut déclencher la décharge par le fluide électroconducteur à paramètres électriques constants, ce qui assure la stabilité de l'action sur l'horizon et le traitement à des régimes prédéterminés. On notera que la quantité d'agent oxydant amené est réglée en fonction de la température du fluide ou liquide du puits de façon à empêcher la surchauffe jusqu'au point de cokéfaction du pétrole, déterminée à l'avance. Afin d'éviter la baisse de la perméabilité de la zone frontière de l'horizon adjacente au puits, on détermine le point de cokéfaction du pétrole, on mesure périodiquement la température du fluide ou liquide du puits au niveau de l'horizon soumis au traitement, on diminue l'amenée de l'agent oxydant dans le fluide conducteur lorsque la température du fluide ou liquide du puits s'élève jusqu'au point de cokéfaction du pétrole, et on augmente l'apport d'agent oxydant quand la température du liquide tombe au-dessous du point de cokéfaction du pétrole. La variation de la quantité d'agent oxydant dans le fluide électroconducteur sert à modifier la
quantité de chaleur dégagée à chaque décharge.
Lorsqu'une décharge électrique se produit dans un puits rempli, par exemple, d'hydrocarbures liquides, par suite des hautes températures dans le canal de décharge qui peuvent s'élever jusqu'à 104 K , une décomposition des hydrocarbures se produit avec formation d'un mélange contenant jusqu'à 50% d'hydrogène et de 25 à 30% d'acétylène. Dans ce cas on peut amener un agent oxydant gazeux, par exemple, de l'oxygène, en quantité nécessaire pour une réaction complète avec l'hydrogène et l'acétylène. Il se produit alors des réactions exothermiques dégageant une énergie supplémentaire, la température du fluide ou liquide en mouvement peut augmenter de quelques milliers de degrés, ce qui provoque la fracturation de la roche et le chauffage de l'horizon entraînant la migration du pétrole vers le puits. Le bioxyde de carbone C02 dégagé au cours de la réaction de l'acétylène avec l'agent oxydant, l'oxygène, favorise à son tour un meilleur déplacement du pétrole. L'absorption de C02 par le pétrole augmente son énergie potentielle et diminue la viscosité du fluide. En outre, le C02 agissant sur la partie minérale du collecteur de pétrole, et/ou de gaz, et/ou de condensatsde gaz, dissout certains composants de la roche ce qui élève sa perméabilité. Le deuxième claquage dans l'espace entre les électrodes, et
les claquages suivants, se font dans une même séquence.
Dans ces conditions, on effectue le contrôle de la température dans le puits. La température dans le puits doit être maintenue la plus haute possible. Comme on l'a déjà dit, on considère comme température critique le point de cokéfaction des fractions de poids moléculaires
élevés des hydrocarbures.
Ainsi, le procédé selon l'invention assure l'élévation de la puissance de l'onde de choc agissant
sur l'horizon.
Le dispositif de l'invention comporte un corps 1, de préférence cylindrique (figure 1) dont le compartiment supérieur abrite un générateur du courant impulsionnel 2 relié électriquement à une électrode positive 3 et à une électrode négative 4 placées dans une chambre de décharge 5. La paroi de la chambre de décharge 5 présente au moins un orifice de sortie 6 pour l'éjection
du flux de fluide ou liquide formé au moment d'une dé-
charge électrique et au moins un orifice d'entrée 7 pour l'admission du liquide ou fluide du puits. La chambre de de décharge 5 est munie d'un capteur de température 8 pour contrôler la température au fond du puits. Sous la chambre de décharge 5 est disposée une chambre supplémentaire 9 qui communique par un canal 10 ménagé à travers l'électrode négative 4, avec la chambre de décharge 5. Le dispositif
comporte également un circuit d'amenée d'un agent déclen-
cheur de la décharge électrique entre les électrodes 3 et 4 qui comprend un tiroir de refoulement 11 et une soupape de dosage 12. Le tiroir de refoulement 11 assure le maintien d'une valeur constante de la pression en excès dans le canal 10 par rapport au puits, et la soupape de dosage 12 effectue la régulation de la quantité
du fluide diélectrique et est associée à une commande 13.
Le dispositif est branché sur un pupitre de commande 14 placé en haut du puits, à la surface, et relié au dispositif à l'aide d'un câble 15. Le pupitre de commande 14 permet de mettre en marche le générateur de courant impulsionnel ou générateur d'impulsions 2 via un bloc de commande 16 du générateur de courant impulsionnel 2 dont une sortie est reliée au bloc 17 associé au capteur
de température 8.
Le canal 10 étant -pratiqué dans la chambre
supplémentaire 9 et dans l'électrode négative 4, l'élec-
trode positive 3 (figure 2) est réalisée de manière tubulaire en un matériau résistant à l'érosion et sa cavité intérieure est remplie d'une matière diélectrique solide. L'électrode 3 est montée sur un isolateur 18 et
est dotée de douilles isolantes extérieure 19 et inté-
rieure 20. L'électrode positive 3 est constituée d'une pluralité d'éléments tubulaires 21 disposés coaxialement entre eux de telle façon que la surface extérieure d'un élément extérieur 21 soit adjacente à la surface intérieure d'un autre élément tubulaire 21 et de façon à ce que chaque élément extérieur tubulaire 21 soit déplacé par rapport à l'élément tubulaire 21 intérieur adjacent dans le sens de l'éloignement de l'électrode
négative 4. L'électrode 3 possède un bord vif ou dégagé 22.
Les éléments tubulaires 21 sont déplacés l'un par rapport à l'autre selon un pas régulier de telle façon qu'une surface conique aux bords de ces éléments tubulaires 21 forme avec l'axe longitudinal de l'électrode positive 3 un angle " aigu compris entre 8 et 15 , correspondant au chanfrein du bord vif 22. Si cet angle s< est
inférieur à 8 , le bord 22 se détruit avec des déforma-
tions notables. Si l'angle o0 est supérieur à 15 , l'efficacité de la décharge électrique diminue. Une telle exécution constructive de l'électrode positive 3, en combinaison avec le canal 10 ménagé dans l'électrode négative 4, assure l'élévation de la puissance de l'onde de choc agissant sur l'horizon producteur grâce à la réduction des pertes d'énergie de la prédécharge et du
retard de la décharge. -
Pour stimuler les puits remplis d'eau de couche ou de boue de forage, le circuit d'amenée de l'initiateur, d'un fluide conducteur (figure 4), depuis l'électrode négative 4 vers l'électrode positive 3, comporte un
amplificateur hydraulique 23 et un accumulateur hydro-
pneumatique 24 reliés par le canal 10 au tiroir de refoulement Il et à la soupape de dosage 12, ces éléments étant disposés dans l'ordre suivant: amplificateur hydraulique 23, tiroir de refoulement 11, accumulateur hydropneumatique 24 et soupape de dosage 12. La chambre supplémentaire 9 constitue la partie supérieure de l'amplificateur hydraulique 23 remplie d'un fluide électroconducteur servant d'initiateur de décharge électrique. La partie inférieure 25 de l'amplificateur hydraulique 23 communique avec le milieu du puits à travers au moins un orifice 26, alors que la cavité côté tige 27 de l'amplificateur hydraulique 23 est remplie de gaz et communique par des orifices avec un récipient 28. L'amplificateur hydraulique 23 communique à travers le tiroir de refoulement 11, avec l'accumulateur hydropneumatique 24 relié à la soupape de dosage 12 commandée par la commande 13 alimentée par
le générateur de courant impulsionnel 2.
Afin d'assurer un fonctionnement stable du dispositif dans le puits rempli de fluides très électroconducteurs (figure 2), les orifices d'entrée 7 et de sortie 6 dans la paroi de la chambre de décharge 5 sont recouverts
extérieurement par des membranes élastiques 29 et 30.
Le dispositif peut comporter à l'extérieur des poches constituées d'enveloppes élastiques 31 (figure 5), remplies de gaz, placées de deux côtés de l'orifice de sortie 6 (figure 1) de la chambre de décharge 5 et munies
d'un système 32 de surpression pour maintenir une contre-
pression durant l'immersion et d'un système 33 de sup-
pression de la pression fonctionnant à la montée du dispositif. Le gaz du système de surpression 32 arrive dans les enveloppes 31, à travers une soupape 34, par un tube 35. On obtient par cet artifice l'isolement de l'espace entre les parois du puits et la paroi de la chambre, espace rempli de liquide du puits et dans lequel la puissance de l'onde de choc augmente notablement par
suite de la cavitation spatiale.
Le dispositif de stimulation de puits fonctionne de la façon suivante: On descend le dispositif suspendu au câble 15
(figure 1) dans un puits rempli d'hydrocarbures liquides.
A l'aide du pupitre de commande 14, on met en marche le bloc de commande 16 du générateur de courant impulsionnel 2 et on alimente électriquement les électrodes 3 et 4 de la chambre de décharge 5 et la commande 13. Il se produit un claquage à haute tension dans le liquide, un canal de décharge à plasma se forme dans lequel de l'énergie est injectée pendant 60 à 80.10 6 s. La matière dans le canal de décharge est chauffée jusqu'à une température de
2 à 4.104 K et la pression monte jusqu'à 1 à 1,5.103 MPa.
A de telles températures, on assiste à la décomposition des hydrocarbures liquides avec dégagement essentiellement d'hydrogène et d'acétylène. Sous l'action de la haute pression, le canal de décharge se dilate, il s'y développe des vitesses relativement grandes qui sont canalisées selon des rayons dont l'origine est à peu près au centre de l'intervalle de décharge, le liquide contenu dans la chambre 5 est chassé et éjecté sous la forme de jets de
liquide à haute vitesse.
Simultanément au claquage à haute tension, la commande 13 fonctionne en ouvrant la soupape de dosage 12 et de l'agent oxydant en quantité nécessaire passe de la chambre supplémentaire 9, par le tiroir de refoulement 11 et le canal 10, arrive dans la chambre de décharge 5 o il est capté par le jet de fluide ou liquide, une réaction chimique se déclenche alors avec dégagement supplémentaire de chaleur. Le jet fluide ou liquide chauffé, saturé en bioxyde de carbone, pénètre dans l'horizon avec une vitesse de 1500 à 2000 m/s, détruit la roche et chauffe l'horizon. Le deuxième claquage et les claquages suivants dans l'espace entre les électrodes se font selon le même ordre, jusqu' à ce que la température ne deviennent pas supérieure au point de cokéfaction du pétrole. A ce moment, le signal du capteur de température 8 arrive dans le bloc 17 associé au capteur de température qui envoie un signal dans le bloc 16 de commande du générateur de courant impulsionnel et arrête le générateur de
courant impulsionnel 2.
La version du dispositif comportant une électrode positive 3 (figure 2) de forme tubulaire, exécutée à partir d'une pluralité d'éléments tubulaires 21 (figure 3) fonctionne d'une manière analogue. Lorsqu'on applique une tension à l'électrode 3 (figure 2), il se produit un claquage dans l'espace entre le bord 22 et l'électrode négative 4. La réalisation de l'électrode 3 en plusieurs éléments tubulaires 21 (figure 2), en un matériau résistant à l'érosion possédant un bord vif ou dégagé 22, fournit un mécanisme électrique à perte minimale lors de la réalisation de la décharge, ce qui augmente la puissance de l'onde de choc. Lorsque la couche d'éléments tubulaires 21 formant le bord dégagé ou vif est détruite, la décharge peut commencer à se former successivement sur le bord des éléments tubulaires 21 suivants, en provoquant l'érosion. Le bord dégagé ou vif 22 est dans ces conditions un bord à auto-renouvellement. Le circuit d'amenée du fluide déclencheur (figure 4) de l'électrode négative 4 à l'électrode positive 3 étant du type comportant un amplificateur hydraulique 23 et un accumulateur hydropneumatique 24, le dispositif fonctionne de la même façon et permet de stimuler les puits remplis d'eau de gisement ou de boue de forage, à l'exception du fait que le milieu extérieur arrive dans la chambre de décharge 5 à travers l'orifice
d'entrée 7, et dans la partie inférieure 25 de l'amplifi-
cateur hydraulique 23, à travers les orifices 26 en
agissant sur l'amplificateur 23. Le fluide électro-
conducteur, remplissant la chambre supplémentaire 9, qui constitue la partie supérieure de l'amplificateur 23, se trouve sous une pression dépassant celle du milieu extérieur et à travers le tiroir ou clapet de refoulement 11, remplit,par le tube 10, l'accumulateur hydropneumatique 24 jusqu'au moment o se crée une pression en excès déterminée (par rapport à celle extérieure variable) du fluide conducteur, après quoi le tiroir de refoulement 11 se déplace en coupant l'amenée du fluide conducteur dans le canal 10. Lorsque la commande 13 reçoit un signal depuis le générateur de courant impulsionnel 2, la soupape de dosage 12 s'ouvre et le fluide conducteur est amené à travers l'électrode négative 4 vers l'électrode positive 3 durant un temps prédéterminé, en formant un pont d'initiation ou de déclenchement de décharge entre les électrodes. Au moment o le fluide conducteur remplit l'espace entre les électrodes les mettant en court-circuit électrique, l'électrode 3 reçoit une haute tension qui produit le claquage du point initiateur. Le signal électrique est appliqué selon une fréquence prédéterminée f = 1, o f est la fréquence de répétition du signal, t est le temps d'application des signaux consécutifs, en assurant une décharge HT stable dans la chambre de décharge 5. Au fur et à mesure de la consommation du fluide conducteur en réserve dans le canal 10 et dans la chambre hydraulique de l'accumulateur hydropneumatique 24, la pression dans le canal 10 diminue et le tiroir de refoulement Il s'ouvre en faisant communiquer l'accumula- teur hydropneumatique 24 avec la partie supérieure de
l'amplificateur 23 qui est la chambre supplémentaire 9.
Lors de l'amenée du liquide au canal 10,
l'amplificateur 23 se déplace en chassant le gaz remplis-
sant la cavité 27 cOté tige vers le récipient 28.
Pour un fonctionnement dans un milieu de puits fortement électroconducteur, l'orifice d'entrée 7 (figure 2) et l'orifice de sortie 6 de la chambre de décharge 5 sont
recouverts extérieurement, respectivement par des mem-
branes 29 et 30 et le dispositif fonctionne de la même façon, sauf qu'avant l'immersion du dispositif dans le puits, la cavité intérieure de la chambre de décharge 5 est remplie d'un fluide diélectrique par l'orifice d'entrée 7, la membrane 29 étant alors déplacée. Le
même orifice peut laisser sortir l'air. Après le remplis-
sage de la chambre de décharge 5, la membrane 23 est remise en place. L'onde de choc formée à la dilatation du canal de décharge, se propage dans le liquide remplissant la chambre de décharge 5 et passe à travers la membrane 30 dansle milieu extérieur. La veine ou cavité du mélange vapeur-gaz se dilatant après la décharge électrique provoque le déplacement du liquide dans la chambre 5 et en dehors de celle-ci, la membrane élastique 30 étant pratiquement sans influence sur
l'hydrodynamique des flux.
Pour élever la puissance de l'onde de choc agissant sur l'horizon, le dispositif porte extérieurement des poches constituées d'enveloppes élastiques 31 (figure 5) remplies de gaz, et fonctionne de la même façon, sauf qu'on le descend à une profondeur prédéterminée
avec un circuit de surpression 32 en état de marche.
Dans ces conditions, le gaz sous pression dans la cavité du circuit de surpression 32, passe par une soupape 34
et un tube 35 dans les enveloppes élastiques 31.
L'enveloppe 31 étant remplie, la soupape 34 se ferme.
L'onde de choc se propage dans la zone isolée au moyen de l'enveloppe 31. Les exemples ci-après sont donnés à titre d'illustration de différents modes de réalisation de l'invention, mais l'invention n'est nullement limitée
*à ceux-ci.
EXEMPLE 1
On a utilisé un dispositif de stimulation des puits
selon l'invention tel que représenté sur la figure 1.
Le puits est bouché avec un mélange d'hydro-
carbures liquides. On calcule la quantité de l'agent oxydant, notamment d'oxygène, nécessaire pour qu'il
réagisse complètement avec l'hydrogène et avec l'acétylène.
La masse des hydrocarbures liquides remplissant la chambre de décharge 5 est de 15,4 g. Après décomposition due au claquage, la masse d'hydrogène constituera 7,7 g,
et celle de l'acétylène, 3,8 g.
La réaction avec l'oxygène est comme suit: 2C2H2 502 + 4C02 + 2H20 + 600 kcal; 2(M)C2H2 = 2 x 26 g 52 g (M)02 = 5 x 16 g = 80 g. La masse d'oxygène nécessaire à la réaction
complète avec l'acétylène est de 6 g environ.
2H2 + 02 - 2H20 + 133 kcal; 2(M)H2 = 2 x 2 g = 4 g; (M)02 = 16 g x 5 = 80 g. La masse d'oxygène nécessaire pour sa réaction
complète avec l'hydrogène est de 30,8 g environ.
Donc, pour toute la réaction on a besoin de 37 g
de 02.
La viscosité p du pétrole non paraffineux dans les conditions initiales de l'horizon (température de l'horizon TO0 = 40 C) avant le traitement est P = 300 MPa.s, le point de cokéfaction du pétrole est à une température de
à 150 C.
Le dispositif est descendu dans le puits, par exemple, sur le câble 15. Durant la descente du dispositif,
la chambre de décharge 5 se remplit de mélange d'hydro-
carbures liquides à travers l'orifice de sortie 7. Après l'arrêt du dispositif à la profondeur de stimulation, on met en marche le générateur de courant impulsionnel 2 à l'aide du pupitre de commande 14 et on
applique une tension à l'électrode 3.
Il se produit un claquage à haute tension du liquide, un canal de décharge se forme dans lequel est injectée dans un délai de 70.10, une énergie égale à 7,5 kJ. La substance dans le canal de décharge se chauffe jusqu'à 3.104OK et la pression monte jusqu'à
1,2.103 MPa, une telle température provoque la décomposi-
tion des hydrocarbures liquides: l'hydrogène et l'acétylène se dégagent. Le canal de décharge, sous l'action de la haute pression, se dilate et chasse le liquide se trouvant entre les électrodes. Simultanément au claquage HT, on amène de l'agent oxydant en une quantité de 37 g. Les réactions exothermiques ont lieu comme suit: 2C2H2 + 502 À 4C02 + 2H20 + 600 kcal;
2H2 + 02 2 2H20 + 133 kcal.
Le jet de liquide chauffé, saturé en bioxyde de carbone, pénètre dans l'horizon à une vitesse d'environ 1800 m/. La roche se détruit, l'horizon se chauffe
ce qui provoque l'élévation de la fluidité du pétrole.
Le bioxyde de carbone est adsorbé sur la surface des
résines, n'a pas le temps de se séparer et se dégage.
Lors de la dilatation progressive du gaz, son énergie produit un travail utile de déplacement du pétrole dans l'horizon. En outre, le C02 en interaction avec la partie minérale du collecteur dissout certaines composantes du
squelette de la roche en élevant ainsi sa perméabilité.
Dès que la température de la paroi du puits atteint le point de cokéfaction du pétrole (130 à 150 C), on
diminueet,sibesoin, on cesse l'amenée de l'agent oxydant.
Après cette opération, la migration du pétrole
vers le puits augmente.
EXEMPLE 2
Le dispositif est le même que dans l'Exemple 1. On a utilisé une électrode positive tubulaire (figure 2) en un matériau résistant à l'érosion avec un bord vif, réalisée en un ruban enroulé en rouleau avec un décalage de chaque couche suivante par rapport à la précédente. L'angle. de chanfrein du bord de l'électrode
est de 10 .
La configuration de l'électrode permet de former une décharge de claquage dans les conditions de haute pression due à l'intensité élevée du champ électrique
dans l'espace entre les électrodes.
EXEMPLE 3
La stimulation d'un puits rempli d'eau d'horizon ou de boue de forage, le dispositif et la technologie sont les mêmes que dans l'Exemple 1 sauf qu'on amène
dans l'espace entre les électrodes un fluide électro-
conducteur, comprenant un fluide diélectrique, par exemple un liquide hydrocarboné et une matière poudreuse ou pulvérulente électroconductrice telle que par exemple
de l'aluminium.
Au moment o le fluide électroconducteur court-
circuite l'espace entre les électrodes, on applique aux électrodes une haute tension et le claquage a lieu. Un canal conducteur de courant se forme, dans lequel on
injecte une énergie de 7,5 kJ accumulée par des condensa-
teurs.
Lors du dégagement intense de l'énergie dans le canal de décharge, le nombre de particules élémentaires croit par suite de l'évaporation des molécules de l'initiateur ou déclencheur, et on assiste à leur dissociation et à l'ionisation. Cette période, selon les données expérimentales, est de 40.106. La température dans le canal de décharge vers la fin du dégagement de l'énergie est de 1,8.104 K et la pression dans le canal est de 1,5.103 MPa. Au moment o le dégagement de l'énergie prend fin, on amène de la poudre de l'agent oxydant, telle que du bioxyde de plomb. La poudre d'aluminium et la poudre de bioxyde de plomb s'évaporent dans le plasma et se dissocient jusqu'à l'apparition des ions. A ce moment, commence la réaction exothermique suivante:
3PbO2 + 4A1 - 2A1203 + 3Pb + 200 kcal.
Les produits de la réaction pénètrent dans le
liquide du puits, le chauffent et l'évaporent partielle-
ment. Le liquide chauffé et la vapeur à haute vitesse s'engouffrent dans les fissures dues à l'onde de choc précédente et dans les pores. Ainsi, sous l'action thermique supplémentaire, l'horizon se chauffe ce qui augmente la fluidité du pétrole. Comme la température
sur la paroi du puits, par suite de la réaction exo-
thermique dans le plasma, peut atteindre 800 C et même davantage, on doit contrôler la température. Dès que la température sur la paroi du puits atteint la valeur du point de cokéfaction du pétrole (130 à 150 C), on diminue
et, si besoin, on supprime l'amenée de l'agent oxydant.
L'horizon chauffé est soumis à l'action des ondes de choc.
Dans ce cas, la quantité de chaleur diminue à cause
d'une quantité insuffisante d'agent oxydant.
EXEMPLE 4
Le dispositif et la technologie sont les mêmes que dans l'Exemple 1, sauf que les orifices d'entrée et de sortie dans la paroi de la chambre de décharge sont recouverts extérieurement de membranes élastiques. Le claquage entre les électrodes a lieu dans le liquide diélectrique remplissant la chambre de décharge, ce qui permet d'obtenir un fonctionnement stable du dispositif
dans des puits remplis de solutions fortement conductri-
ces. Une membrane élastique permet de transmettre d'une façon efficace la pression des ondes de choc et du jet
hydraulique au milieu environnant pour agir sur l'horizon.
EXEMPLE 5
Le dispositif et la technologie sont les mêmes que dans l'Exemple 1, sauf que l'intervalle de décharge est délimité par des poches constituées d'enveloppes élastiques remplies de gaz. La puissance de l'onde de choc augmente notablement par suite de la cavitation spatiale.

Claims (17)

R E V E N D I C A T I 0 N S
1.- Procédé de stimulation d'un puits au cours de l'extraction de pétrole, et/ou de gaz, et/ou de condensats de gaz, consistant à générer périodiquement des ondes de choc se propageant dans l'horizon producteur par déclenchement ou initiation entre des électrodes placées dans le puits d'une décharge électrique dans le fluide ou liquide remplissant le puits, caractérisé en ce que pour déclencher ou initier une décharge électrique
entre les électrodes, on y amène de manière supplémen-
taire un fluide électroconducteur constitué d'un fluide
diélectrique chargé d'une matière poudreuse ou pulvéru-
lente électroconductrice.
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme fluide diélectrique on utilise un hydrocarbure liquide ou un liquide à base de silicone
ou de l'eau.
3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme matière poudreuse ou pulvérulente
électroconductrice on utilise un métal ou le graphite.
4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que comme matière poudreuse ou pulvérulente électroconductrice on utilise une poudre d'aluminium ou
une poudre de magnésium.
5.- Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on amène
entre les électrodes, simultanément à l'amenée de fluide électroconducteur, un agent oxydant assurant une réaction exothermique.
6. - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'agent oxydant est amené après la formation
de la décharge électrique.
7.- Procédé selon l'une quelconque des
revendications 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que comme
agent oxydant on utilise du bioxyde de plomb, de
l'oxyde ferrique ou du permanganate de potassium.
8.- Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6,
caractérisé en ce que l'agent oxydant est gazeux et entre en réaction avec les produits formés lors de la décharge électrique.
9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que comme agent oxydant on utilise un gaz contenant
de l'oxygène.
10.- Procédé selon l'une quelconque des
revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'au cours de
l'extraction du pétrole, on mesure périodiquement la température du liquide ou fluide remplissant le puits et on augmente la quantité d'agent oxydant amené lorsque la température mesurée est inférieure au point de cokéfaction du fluide ou liquide tandis que lorsque la température du fluide ou liquide remplissant le puits s'élève au-dessus dudit point de cokéfaction du pétrole,
on diminue la quantité d'agent oxydant amené.
11.- Dispositif pour réaliser le procédé selon
les revendications précédentes, comprenant au moins une
chambre de décharge (5) avec des électrodes positive et négative (3 et 4), un circuit d'amenée d'un déclencheur ou initiateur de décharge entre les électrodes (3 et 4) et un générateur de courant impulsionnel (2) connecté aux électrodes (3 et 4), caractérisé en ce qu'il comporte au moins une soupape de dosage (12) équipée d'une commande (13) reliée au générateur de courant impulsionnel (2), qui assurent le fonctionnement synchrone de la soupape de dosage (12) à la décharge électrique
entre les électrodes (3 et 4), et une chambre supplémen-
taire (9) remplie de fluide diélectrique, la soupape de dosage (12) mettant périodiquement en communication la chambre de décharge (5) avec la chambre supplémentaire (9) par l'intermédiaire d'un canal (10), pratiqué dans la paroi de la chambre supplémentaire (9) et dans l'électrode négative (4) et munie d'un tiroir de refoulement (11), afin de maintenir une différence de pression constante entre la chambre supplémentaire (9) et le puits, alors que la paroi de la chambre de décharge (5) présente des orifices d'entrée et de sortie
(7 et 6), pour communiquer avec le milieu du puits.
12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'en présence du canal (10) dans l'électrode négative (4), l'électrode positive (3) est réalisée de façon tubulaire en un matériau résistant à l'érosion, sa cavité intérieure étant remplie de
diélectrique solide.
13.- Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'électrode positive (3) est réalisée en une pluralité d'éléments tubulaires (21), disposés coaxialement entre eux de telle façon que la surface extérieure d'un élément tubulaire (21) soit adjacente à la surface intérieure d'un autre élément tubulaire (21) et que chaque élément tubulaire (21) extérieur soit déplacé par rapport à l'élément tubulaire (21) adjacent intérieur dans le sens d'éloignement de
l'électrode négative (4).
14.- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les éléments tubulaires (21) sont déplacés l'un par rapport à l'autre avec un pas régulier de telle façon que la surface conique aux bords de ces éléments tubulaires (21) forme avec l'axe longitudinal de l'électrode positive (3) un angle aigu compris entre
8 et 15 .
15.- Dispositif selon l'une quelconque des
revendications il à 14, caractérisé en ce que pour
stimuler un puits rempli d'eau d'horizon ou de boue de forage, le circuit d'amenée de l'initiateur ou déclencheur depuis l'électrode négative vers l'électrode positive comporte un amplificateur hydraulique (23) et un accumulateur hydropneumatique (24), qui sont reliés par le canal (10) au tiroir de refoulement (11) et à la soupape de dosage (12) et se disposent dans l'ordre suivant: amplificateur hydraulique (23), tiroir de refoulement (11), accumulateur hydropneumatique (24) et
soupape de dosage (12), alors que la chambre supplémen-
taire (9), représentant la partie supérieure de l'ampli-
ficateur hydraulique (23) est remplie de fluide électroconducteur servant de déclencheur ou d'initiateur, la partie inférieure de l'amplificateur hydraulique (23)
communiquant avec le milieu du puits.
16.- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les orifices d'entrée et de sortie (7 et 6) dans la paroi de la chambre de décharge (5) sont recouverts extérieurement par des membranes
élastiques (29 et 30).
17.- Dispositif selon l'une quelconque des
revendications 11 à 16, caractérisé en ce qu'il présente
extérieurement des enveloppes élastiques (31) formant poches remplies de gaz, placées de deux côtés de l'orifice de sortie (6) de la chambre de décharge (5) et isolant l'espace entre la paroi du puits et la paroi
de la chambre de décharge (5).
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