FR2675845A1 - Methode pour stimuler une zone productrice d'effluents adjacente a une zone aquifere par balayage lateral avec un fluide de deplacement. - Google Patents
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Abstract
- Dans une zone pétrolifère (A), surmontant une zone aquifère (B), on réalise une stimulation par balayage latéral au moyen d'un fluide capable de déplacer les effluents pétroliers (un fluide chaud tel que de la vapeur, un solvant etc), que l'on injecte dans la formation par un drain (1) d'injection dévié (horizontal par exemple) et on soutire l'huile déplacée par le fluide de déplacement, au moyen d'un drain (2) de soutirage décalé latéralement par rapport au premier et sensiblement parallèle à lui. Pour éviter que l'huile ne soit déplacée jusqu'à l'aquifère et ne reste piégée dans celui-ci, on fore dans la zone pétrolifère un troisième drain (3) et éventuellement un quatrième drain (4) plus proches de l'interface (I) avec l'aquifère que le premier et le deuxième drain. Par une circulation d'eau (injection et/ou soutirage) établie au moyen de ce troisième drain (3) et/ou de ce quatrième drain (4), on limite considérablement le piégeage du fluide de déplacement et de l'huile déplacée, en détournant les lignes de déplacement des effluents fluidifiés vers le deuxième drain. - Application à la stimulation de formations pétrolifères.
Description
1 - L'invention concerne une méthode pour stimuler la production d'une
zone souterraine contenant des effluents pétroliers et adjacente à une zone aquifère, par balayage latéral au moyen d'un fluide capable de déplacer ces effluents, tel qu'un fluide chaud, un solvant etc. La méthode selon l'invention s'applique particulièrement à la stimulation de la production par un drain dévié d'une zone o le déplacement d'effluents pétroliers denses est obtenu par injection dans La formation d'un fluide de déplacement au moyen d'un autre drain
dévié.
On désigne par drain dévié, tout drain dont la partie traversant la formation mise en production est horizontale ou du moins
très inclinée par rapport à la verticale.
On sait que dans les gisements o existe initialement une frontière ou interface horizontale entre une zone productrice et une zone aquifère sous pression, il se produit lors du soutirage par un puits proche de celle-ci, une déformation de l'interface (effet de cône ou d'arête) Si la dépression dynamique résultant de l'écoulement est suffisante, il peut se produire une percée de l'eau dans le drain producteur qui vient se mêler à l'effluent recherché On est conduit de ce fait à éloigner le drain de production le plus possible de
l'interface pour éviter un afflux d'eau.
Par le brevet français FR 2 555 247 on connaît une méthode pour diminuer l'appel dans un drain qui canalise un effluent pétrolier, d'un autre fluide indésirable issu d'une zone adjacente sous l'effet du gradient de pression engendré par le soutirage Ceci est réalisé en perçant dans la zone de production, un premier drain 2 - dévié et au moins un deuxième drain plus proche que le premier de l'interface avec la zone adjacente Une partie du deuxième drain peut être sur l'interface ou même dans cette zone adjacente On fait alors produire les deux drains Le fluide indésirable est capté directement par le deuxième drain quand celui-ci est foré dans la zone adjacente. Quand le deuxième drain est foré dans la zone de production même ou au voisinage de l'interface, le fluide indésirable appelé par le soutirage effectué dans le premier drain, est capté principalement par ce deuxième drain Dans tous Les cas, on stabilise l'interface entre les deux fluides La percée du fluide indésirable dans le premier
drain est supprimée ou grandement diminuée.
Une des techniques utilisées pour assister la production d'effluents pétroliers peu mobiles ou beaucoup moins mobiles que l'eau éventuellement présente dans une zone adjacente, consiste essentiellement à injecter de la vapeur d'eau dans la formation pour
accroître la mobilité des effluents immobilisés dans les pores.
Différentes méthodes exploitant cette technique sont décrites par exemple dans les brevets US 4 733 724, 4 718 489, 4 641 709, 4 607 699, 4 574 884, 4 344 485 etc. Le balayage par le fluide de déplacement peut être réalisé par exemple entre deux drains latéralement décalés l'un par rapport à l'autre et sensiblement parallèles Dans le brevet US 4 574 884 par exemple, est décrite une méthode comportant le forage de deux drains horizontaux sensiblement dans le même plan horizontal et latéralement décalés l'un par rapport à l'autre et sensiblement parallèles Après avoir établi des voies de transmission ou communication de pression de fluide entre les deux drains, on crée (par combustion), un fluide de déplacement dans la formation autour du premier drain de manière à balayer la formation et l'on collecte par l'autre drain les effluents
déplacés.
Le balayage latéral par le fluide de déplacement d'une zone de production est rendu souvent difficile et peu rentable par la présence d'une zone aquifère sous-jacente Il peut arriver parfois que 3 - le fluide de déplacement se retrouve rapidement dans l'aquifère en pure perte Il arrive aussi qu'il déplace l'huile de la formation vers l'aquifère Cette huile se trouve piégée au contact de l'eau De même, le soutirage de l'huile balayée par le drain de production a pour effet, comme on l'a vu, de déformer l'interface par effet de cône et
d'attirer l'eau hors de l'aquifère.
La méthode selon l'invention permet d'améliorer l'efficacité de la récupération d'effluents tels que des effluents pétroliers par balayage latéral au moyen d'un fluide de déplacement d'une formation souterraine adjacente à une zone aquifère sous pression Elle comporte en combinaison: la création (par forage) au travers de la formation à stimuler d'un doublet comprenant un premier drain dévié traversant la formation et un deuxième drain dévié latéralement décalé par rapport au premier; le percement (par forage) au travers de la formation à stimuler d'au moins un drain complémentaire plus proche de l'interface entre la formation à stimuler et ladite zone aquifère que les deux drains du doublet de stimulation; l'injection d'un fluide de déplacement dans la formation par un des deux drains du doublet; l'établissement d'une circulation de liquide (par injection ou soutirage) en utilisant le drain complémentaire plus proche de l'interface que les deux autres drains; et le soutirage par l'autre drain du doublet de stimulation des effluents déplacés dans la formation par action du fluide de
déplacement injecté.
De préférence, les drains du premier doublet sont sensiblement parallèles au moins dans la partie de la formation stimulée. Suivant un mode de réalisation, le drain complémentaire est percé plus près du premier drain que du deuxième drain et l'établissement d'une circulation de liquide est réalisée dans la
formation et elle est obtenue en injectant du liquide par ledit drain.
4 - Suivant un autre mode de réalisation, Le drain complémentaire est percé plus près du deuxième drain que du premier drain et l'établissement d'une circulation d'eau est effectuée dans le drain complémentaire plus proche de l'interface, en soutirant du liquide par ledit drain. La méthode peut comporter en outre le percement d'au moins un quatrième drain écarté latéralement par rapport au troisième drain complémentaire et formant avec lui un deuxième doublet de circulation plus proche de l'interface que le premier doublet de stimulation, l'injection du liquide par le drain du doublet de circulation le plus proche du drain du premier doublet employé pour l'injection de fluide de déplacement et le soutirage de liquide hors de la formation par
l'autre drain du deuxième doublet de circulation.
Le fluide de déplacement injecté dans la formation pour la stimuler peut être un fluide comportant des produits solvants, un fluide chaud tel que de la vapeur d'eau, un gaz tel que du dioxyde de
carbone C 02.
Ce fluide de déplacement peut être injecté depuis la
surface, ou bien encore dans certains cas être produit in situ.
L'invention concerne aussi un arrangement pour la mise en oeuvre de la méthode qui est caractérisé en ce qu'il comporte un
premier doublet de drains, et au moins un drain complémentaire.
Comme on le verra de façon plus détaillée dans la
description ci-après, l'établissement d'une circulation d'eau par
injection ou soutirage a pour effet: de détourner vers le drain de soutirage du premier doublet les effluents déplacés par le fluide de déplacement et qui autrement seraient facilement piégés dans l'aquifère, et ainsi d'augmenter les quantités d'effluents récupérées; et aussi d'éviter une dispersion en pure perte du fluide de déplacement dans l'aquifère au détriment de la formation à stimuler, avec pour conséquence une amélioration du rendement énergétique de la stimulation. - D'autres caractéristiques et avantages de La méthode selon
l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après
de modes de réalisation décrits à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux dessins annexés o: la Fig 1 montre un premier mode de mise en oeuvre de la méthode avec deux doublets de drains forés dans une formation à stimuler surmontant une zone aquifère; la Fig 2 montre un deuxième mode de mise en oeuvre de la méthode avec un premier doublet de stimulation et un drain complémentaire pour établir une circulation de liquide; et la Fig 3 montre une variante du mode précédent avec une autre
disposition du drain complémentaire pour la circulation de liquide.
Sur la Fig 1, est schématisée une zone A d'une formation recélant des effluents pétroliers, qui se trouve au-dessus d'une zone aquifère B I désigne l'interface entre la formation A et la zone aquifère B La formation A contient des effluents suffisamment visqueux pour nécessiter une stimulation par injection d'un fluide approprié On utilise un fluide d'un type connu convenant pour fluidifier les effluents notamment un fluide chaud tel que de la vapeur, des solvants, un gaz etc. A cet effet, un premier doublet de drains est percé (par forage) au travers de la formation Ce doublet que l'on désigne par doublet de stimulation comporte un premier drain 1 pour l'injection dans la formation de fluide de balayage de déplacement tel qu'un fluide de déplacement sous pression Ce drain 1 est horizontal dans sa partie qui traverse la zone mise en production ou au moins fortement dévié par rapport à la verticale Vers le toit de la formation A, et latéralement déca Lé par rapport au premier, est percé le deuxième drain 2 du premier doublet Dans la zone d'intervention, ce deuxième drain est sensiblement parallèle au premier Il est horizontal ou fortement dévié comme le premier drain 1 Ce deuxième drain 2 est foré dans le but de soutirer hors de la formation des effluents fluidifiés et déplacés par action du fluide de déplacement ayant balayé
latéralement le volume de formation entre les deux drains 1 et 2.
-6 - La méthode selon l'invention comporte le percement ou forage d'au moins un drain complémentaire au travers de la formation, dans lequel on va établir un courant de liquide, ce drain étant plus proche de l'interface I entre la formation A et la zone aquifère B que les drains du premier doublet. Suivant le mode de réalisation de la Fig 1, on établit cette circulation en perçant de préférence dans la formation un deuxième doublet de drains complémentaires au voisinage de l'interface I et latéralement décalés l'un par rapport à l'autre Ce deuxième doublet que l'on désigne par doublet de circulation comporte un drain 3 situé par exemple au-dessous du drain d'injection 1 du premier doublet et un drain 4 situé par exemple au-dessous du drain de soutirage 2 du premier doublet De la même façon les drains 3 et 4
sont sensiblement parallèles dans la zone d'intervention.
On injecte dans la formation par le premier drain, un fluide de déplacement susceptible de fluidifier les effluents peu mobiles qui y sont retenus Ce fluide de déplacement est par exemple un fluide de déplacement injecté depuis une installation en surface ou éventuellement produit aux abords du drain 1 par une combustion in situ Il se forme alors un volume de fluide de déplacement qui s'étend latéralement Dans le même temps, on commence à injecter un liquide, tel que de l'eau par exemple, par le troisième drain 3 et à créer une dépression par pompage dans le quatrième drain 4 Cette dépression a pour effet d'appeler vers celui-ci de l'eau provenant notamment du troisième drain 3 et qui s'est déplacée dans la formation dans la partie proche de l'interface I. On constate que cette circulation d'eau établie dans la
partie inférieure de la formation a un effet de canalisation latérale.
La zone de fluide de déplacement se développe plus facilement vers la partie de la formation traversée par les drains de soutirage avec un accroissement de l'étendue de la zone stimulée La circulation de liquide empêche aussi le fluide de déplacement de se propager vers la zone aquifère sous-jacente en entraînant vers elle des effluents qui autrement s'y trouveraient piégés La canalisation obtenue par la 7 - circulation d'eau contribue en outre à éviter des transferts de cha Leur en pure perte à La zone aquifère, dans le cas o l'on injecte
des fluides chauds.
Les résultats obtenus sont probants la quantité d'effluents déplacés par la fluide de déplacement et captés lors du soutirage est effectivement accrue En outre dans le cas o Le fluide injecté est un fluide chaud le bilan énergétique est amélioré du fait
de la diminution des transferts de chaleur inutiles vers l'aquifère.
L'effet de canalisation précédent peut encore être obtenu
avec un seul drain pour la circulation de l'eau.
Suivant le mode de mise en oeuvre de la Fig 2, on perce un unique drain de circulation (drain 3) au voisinage de l'interface et on y injecte du liquide Le débit massique d'injection d'eau dans le drain 3 est choisi sensiblement égal au débit massique d'injection de fluide de stimulation par le drain 1 Avec cet unique drain de circulation 3, on constate encore un accroissement significatif de la quantité d'effluents déplacés par le fluide de déplacement et soutirés
par le drain.
Suivant Le mode de mise en oeuvre de la Fig 3, on fore un unique drain de circulation (drain 4) entre le deuxième drain 2 et l'aquifère B et l'on effectue un soutirage par ce drain 4 La
dépression créée déforme L'interface entre La formation et l'aquifère.
On constate encore que La circulation de Liquide dans la partie de la formation sous Le drain, a encore pour effet de canaliser vers lui, plus d'effluents déplacés par le fluide de déplacement et que l'on obtient encore dans ce cas, une augmentation significative de la
quantité d'effluents que l'on arrive à soutirer hors de la formation.
Dans Les modes de réalisation ci-dessus, Les drains ont été définis par leur fonction soit d'injection soit de soutirage Il est bien évident que des drains peuvent servir à une fonction lors d'un balayage d'une zone de formation et remplir La fonction complémentaire dans le cas o L'on procède ensuite à un ba Layage d'une zone adjacente
à La précédente.
8 - On ne sortirait pas du cadre de l'invention en app Liquant La méthode à une autre configuration de drains incluant plus de deux doublets de drains ou bien en ajoutant des drains supplémentaires pour obtenir un balayage de la zone productrice utilisant un effet de gravité pour drainer des effluents. 9 -
Claims (11)
1) Méthode pour stimuler la production d'un eff Luent contenu dans une formation souterraine (A) adjacente à une zone aquifère sous pression (B) par un balayage latéral de la formation au moyen d'un fluide de déplacement injecté, caractérisée en ce qu' elle comporte en combinaison: le percement dans la formation à stimuler d'un doublet de stimulation ( 1, 2) comprenant un premier drain dévié ( 1) traversant la formation et un deuxième drain dévié ( 2) latéralement décalé par rapport au premier drain ( 1); le percement dans la formation à stimuler d'au moins un drain complémentaire ( 3, 4) plus proche de l'interface (I) entre la formation (A) à stimuler et ladite zone aquifère (B) que les deux drains ( 1, 2) du doublet de stimulation; l'injection d'un fluide de déplacement dans la formation par le premier drain ( 1) du doublet de stimulation; l'établissement d'une circulation de liquide en utilisant ledit drain complémentaire ( 3, 4) plus proche de l'interface (I) que les deux drains du doublet de stimulation; et le soutirage par le drain ( 2) du doublet de stimulation, des effluents déplacés dans la formation par action du fluide de
déplacement injecté.
2) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit drain complémentaire ( 3) étant percé plus près du premier drain que du deuxième drain, l'établissement d'une circulation de liquide est réalisé dans la formation et elle est obtenue en injectant du
liquide dans la formation par celui-ci.
3) Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit drain complémentaire ( 4) étant percé plus près du deuxième drain que du premier drain, l'établissement d'une circulation de liquide est obtenu en soutirant par celui-ci du liquide hors de la formation par
ledit drain complémentaire ( 4).
-
4) Méthode selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce qu'elle comporte en outre le percement d'au moins un quatrième drain complémentaire ( 4) écarté latéralement par rapport au troisième drain complémentaire ( 3) et formant avec lui un deuxième doublet plus proche de l'interface (I) que les drains ( 1,2) du premier doublet, l'injection de liquide par le drain ( 3) du deuxième doublet le plus proche du drain ( 1) du premier doublet employé pour l'injection de fluide de déplacement et le soutirage de liquide hors
de la formation (A) par l'autre drain ( 4) du deuxième doublet.
5) Méthode selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que le fluide de déplacement injecté dans la
formation est un fluide chaud.
6) Méthode selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que le fluide de déplacement injecté dans la
formation est un gaz.
7) Méthode selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que le fluide de déplacement injecté dans la
formation comporte des produits solvants.
8) Méthode selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que le fluide est injecté dans la formation depuis
la surface.
9) Méthode selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que le fluide de déplacement injecté dans la
formation est un fluide chaud qui est produit in situ.
10) Méthode selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que les deux drains ( 1, 2) du doublet de stimulation sont sensiblement parallèles au moins dans la partie de la
formation souterraine stimulée par le balayage latéral.
11) Arrangement pour la mise en oeuvre de la méthode selon
l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte
un premier doublet de drains ( 1, 2), au moins un drain complémentaire ( 3, 4) plus proche de l'interface (I) entre la formation et la zone aquifère adjacente que les drains du premier doublet, des moyens pour injecter un fluide de déplacement dans la formation par un drain ( 1) 11 du premier doublet, des premiers moyens de pompage pour soutirer des effluents déplacés par le fluide de déplacement vers l'autre drain ( 2) du premier doublet et des deuxièmes moyens de pompage pour établir une
circulation d'eau dans chaque drain complémentaire ( 3, 4).
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