WO2015114275A2 - Systeme de traitement d'un melange issu d'un puits de production - Google Patents

Systeme de traitement d'un melange issu d'un puits de production Download PDF

Info

Publication number
WO2015114275A2
WO2015114275A2 PCT/FR2015/050225 FR2015050225W WO2015114275A2 WO 2015114275 A2 WO2015114275 A2 WO 2015114275A2 FR 2015050225 W FR2015050225 W FR 2015050225W WO 2015114275 A2 WO2015114275 A2 WO 2015114275A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
separator
tube
liquid
mixture
pump
Prior art date
Application number
PCT/FR2015/050225
Other languages
English (en)
Other versions
WO2015114275A3 (fr
Inventor
Pierre Lemetayer
Emmanuel TOGUEM N'GUETE
Original Assignee
Total Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Total Sa filed Critical Total Sa
Priority to EP15707165.5A priority Critical patent/EP3102783A2/fr
Priority to BR112016017703-7A priority patent/BR112016017703A2/pt
Priority to US15/115,849 priority patent/US10900340B2/en
Publication of WO2015114275A2 publication Critical patent/WO2015114275A2/fr
Publication of WO2015114275A3 publication Critical patent/WO2015114275A3/fr

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/38Arrangements for separating materials produced by the well in the well
    • E21B43/385Arrangements for separating materials produced by the well in the well by reinjecting the separated materials into an earth formation in the same well
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0217Separation of non-miscible liquids by centrifugal force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04Breaking emulsions
    • B01D17/045Breaking emulsions with coalescers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D17/00Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04Breaking emulsions
    • B01D17/047Breaking emulsions with separation aids
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/40Separation associated with re-injection of separated materials

Definitions

  • the present invention relates to the field of fluid treatment extracted from an operating well, particularly in the case where this extracted fluid contains a water-oil mixture (i.e. water-hydrocarbon).
  • a water-oil mixture i.e. water-hydrocarbon
  • the fluid rising from the well may be relatively turbulent and the water-oil emulsion may be important (ie the size of the oil drops in the well). water can be very fine) thus complicating any subsequent oil / water separation.
  • the present invention thus improves the situation.
  • the present invention provides a system for treating a mixture from a production well, said mixture comprising a first aqueous liquid and a second oily liquid, the treatment system comprises:
  • an extraction tube installed in said well and capable of driving said mixture from a bottom of said well
  • a separator capable of separating the first liquid from the second liquid in said mixture, a first end of said tube being connected to the separator, a first injection means capable of injecting a first product into said tube, said first product being capable of improving the flocculation and coalescence of the second fluid in the mixture,
  • Any diameter of the tube between said first end of the tube and a second end of said tube is within a range of 10% around a predetermined diameter.
  • the separator may comprise a first discharge for aqueous liquid, and wherein the system further comprises a choke able to regulate a flow of liquid exiting said first evacuation.
  • the separator may comprise a second discharge for oily liquid, and wherein the system further comprises a choke able to regulate a flow of liquid leaving said second evacuation.
  • a larger dimension of the separator may be less than five times the predetermined diameter.
  • the processing system may further comprise:
  • a bottom pump said bottom pump comprising an inlet and an outlet, the second end of said tube being connected to the output of said bottom pump, a second injection means able to inject a second active product on interfaces water and oil in the mixture in an area upstream of the bottom pump with regard to a circulation of said mixture from the inlet of said bottom pump to the outlet of said bottom pump.
  • the second injection means may be able to inject a third anti-deposit product.
  • the downhole pump may be a hydraulic pump or a centrifugal hydraulic pump or an electric pump.
  • the predetermined diameter may be able to maximize, for a given mixing rate in said tube, an effect of flocculation and coalescence of the oily liquid of said mixture in said tube.
  • the separator may comprise a first evacuation for aqueous liquid, said evacuation being connected to an underground reservoir.
  • the separator may also comprise a first evacuation for aqueous liquid, said evacuation being connected to an underground reservoir and a pump installed on the surface may be able to pressurize a liquid leaving said evacuation for an injection of said exiting liquid into the underground reservoir.
  • the separator may comprise a first evacuation for aqueous liquid, said evacuation being connected to an underground reservoir, the bottom pump may be able to pressurize a liquid leaving said evacuation for an injection of said exiting liquid into the underground reservoir.
  • the separator may be a cyclonic separator.
  • the separator may be an active separator whose activation speed is independent of a speed of the bottom pump.
  • the separator can be installed on the surface or in the well.
  • a distance between a wellhead of said well and the separator may be less than 100 meters.
  • the first injection means may be positioned in such a way that the injection of the first product is carried out in a first third of the tube comprising the second end of said tube.
  • the first injection means may be positioned such that the injection of the first product is carried out in a continuous portion of the tube comprising the second end of said tube, said continuous portion having a length of less than 20 meters.
  • FIG. 1 illustrates a particular embodiment of a processing system of a mixture from a production well according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates a particular embodiment of a system for treating a mixture derived from a production well according to the invention.
  • This processing system 100 is installed in a production well 101 previously drilled.
  • the production fluid contained in the reservoir infiltrates into the well 101 at the bottom of the well 101a and through perforations 102.
  • an extraction tube 103 This tube extends from the surface (ie from the wellhead) to the well bottom 101a or at least up to a side at which the fluid of production exists.
  • the well is an eruptive well, it is not necessary to install a well-bottom pump to help raise production fluid to the surface.
  • a pump 108 This pump is called a "bottom pump”.
  • the pump 108 includes an inlet 108e and an outlet 108s.
  • This pump can be in particular a hydraulic pump, a centrifugal hydraulic pump or an electric pump.
  • this pump is powerful enough to allow the fluid from the pumping zone (i.e. from the inlet of the pump 108e) to reach the wellhead.
  • this fluid may have an "emulsion” appearance.
  • This phenomenon is reinforced by the use of a bottom pump.
  • the oil contained in the aqueous liquid tends to form gullets of small sizes during back in the tube.
  • This separator 104 capable of separating the oil from the remainder of the second liquid liquid in said mixture (ie the production fluid).
  • This separator 104 is connected to the upper end 106 of the extraction tube.
  • the separator 104 comprises an evacuation 105 for the non-oily liquid.
  • a choke 1 10 i.e. closing valve
  • This evacuation 105 may be connected to an underground reservoir 1 15 accessible, for example, via an old operating well 1 14 in order to store and evacuate this aqueous liquid.
  • the hydrostatic pressure of the aqueous liquid column may be sufficient to apply a pressure capable of injecting this liquid into the tank 1 15. Nevertheless, the tank 1 may also exert a too high back pressure and thus block the injection of the liquid in this tank 1 15.
  • a surface pump 1 16 for pressurizing the liquid discharged via this line and able to overcome the counterpressure of the tank 1 15.
  • this pressurization is not necessarily carried out using a surface pump: the bottom pump 108 can also allow this pressurization in the event that it is sufficiently powerful and sufficiently sized for an injection liquid from line 105 in the underground reservoir 1 15.
  • this separator 104 comprises a drain 1 18 for oily liquid, provided with a choke 1 1 1 able to regulate a flow of liquid discharged by this evacuation 1 18.
  • the separator 104 may be a cyclonic separator, for example rotated by means of a device shared with the pump 108 (eg same hydraulic system, same transmission shaft, etc.).
  • the separator can be an active separator, it may be useful for the activation speed thereof (eg rotational speed of an active cyclonic filter) to be independent of the pump speed of the pump. background (eg activation rate depending on the density of the oil in the liquid and not the flow rate of the pumped liquid).
  • the activation speed thereof eg rotational speed of an active cyclonic filter
  • background eg activation rate depending on the density of the oil in the liquid and not the flow rate of the pumped liquid.
  • FIG. 1 shows a separator 104 installed beyond the wellhead (ie at the surface), it may be useful to install it in the well in order to allow the installation of the standard well safety mechanisms at the well. above the separator. Indeed, most often, the safety devices create changes in diameter likely to cause turbulent flows within the operating fluid and thus they can disrupt / block the subsequent separation of the oil contained within the fluid d. exploitation.
  • a larger dimension (L) of the separator 104 may be less than five times the diameter of the tube 103.
  • Optisep compact separator (US 7,462,274 B2).
  • the compactness of this device facilitates its resistance to pressure, simplifies assembly and makes easy operations at the wellhead.
  • the separator is not too far from the wellhead (for example, 100m): - if the separator is in the well, this avoids the separator being too close to the pump or areas of well turbulence.
  • the system benefits from the coalescence and natural flocculation of the oil as it rises back into the tube 103;
  • the separator If the separator is out of the well, it avoids a horizontal transport of non-oily fluid and therefore not necessary for production.
  • the system further comprises an injection tube 109 for injecting a product into the extraction tube 103 to improve the flocculation and coalescence of the oil in the production fluid.
  • Flocculation is the physico-chemical process in which matter suspended in a liquid agglomerates to form larger particles.
  • the flocculant may be, for example, metal ions (iron, aluminum) or macromolecules (polyelectrolytes) to promote aggregation.
  • Coalescence is a phenomenon whereby two identical but dispersed substances tend to come together.
  • the main phenomenon that comes into play is that the material optimizes its surface under the action of the surface tension, so as to reach a minimum of energy.
  • the tube 109 is advantageously placed to allow injection into the first third of the bottom tube of the tube 103 (i.e. third comprising the end 107 of the tube). This location allows the product improving the flocculation and coalescence of the oil to act for a long time during the rise of the production fluid.
  • the diameter (di or d 2 ) of the tube 103 does not deviate by more than a certain percentage (eg 5% or 10%) around a predetermined diameter over any the height of the tube (ie from the interface 106 to the interface 107).
  • the predetermined diameter may be able to maximize, for a given mixing rate in said tube, a flocculation and coalescence effect. In fact, if the diameter is too small for a given flow rate, the velocity of the fluid rising in the tube 103 will be large and the friction induced on the walls of the tube 103 may cause turbulent flows against the flocculation or coalescence.
  • an injection line 1 12 passing for example the seal 1 13
  • an active product on water-oil interfaces for example a surfactant
  • an anti depositing in an upstream zone (101 a) of the bottom pump with respect to the circulation (arrow 1 17) of the production fluid towards the surface.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un système (100) de traitement d'un mélange issu d'un puits de production (101), ledit mélange comprenant un premier liquide aqueux et un deuxième liquide huileux, le système de traitement comprend un tube d'extraction (103) installé dans ledit puits (101) et apte à conduire ledit mélange depuis un fond dudit puits (101 a), un séparateur (104) apte à séparer le premier liquide du deuxième liquide dans ledit mélange, une première extrémité (106) dudit tube étant connectée au séparateur, un premier moyen d'injection (109) apte à injecter un premier produit dans ledit tube (103), ledit premier produit étant apte à améliorer la floculation et la coalescence du deuxième fluide dans le mélange. Tout diamètre (d1, d2) du tube entre ladite première extrémité (106) du tube et une deuxième extrémité (107) dudit tube est compris dans un intervalle de 10% autour d'un diamètre prédéterminé.

Description

SYSTEME DE TRAITEMENT D'UN MELANGE ISSU D'UN PUITS DE
PRODUCTION
La présente invention concerne le domaine du traitement de fluide extrait d'un puits d'exploitation, notamment dans l'hypothèse où ce fluide extrait contient un mélange eau-huile (i.e. eau-hydrocarbure).
La séparation de l'eau de l'hydrocarbure lors de l'exploitation d'un puits est un point d'attention important de l'économie générale de l'exploitation. En effet, dans le cadre de nombreux puits non-conventionnels, la part aqueuse du fluide remonté depuis la zone de production devient de plus en plus importante.
De plus, notamment dans le cadre d'un puits comportant une pompe en fond de puits, le fluide remontant du puits peut être relativement turbulent et l'émulsion eau- huile peut être importante (i.e. la taille des gouttes d'huile dans l'eau peut être très fine) complexifiant ainsi toute séparation huile/eau ultérieure.
Il y a ainsi un besoin pour proposer un système de traitement du fluide de production afin de simplifier la séparation eau-huile.
La présente invention vient ainsi améliorer la situation.
A cet effet, la présente invention propose un système de traitement d'un mélange issu d'un puits de production, ledit mélange comprenant un premier liquide aqueux et un deuxième liquide huileux, le système de traitement comprend :
- un tube d'extraction installé dans ledit puits et apte à conduire ledit mélange depuis un fond dudit puits,
- un séparateur apte à séparer le premier liquide du deuxième liquide dans ledit mélange, une première extrémité dudit tube étant connectée au séparateur, - un premier moyen d'injection apte à injecter un premier produit dans ledit tube, ledit premier produit étant apte à améliorer la floculation et la coalescence du deuxième fluide dans le mélange,
Tout diamètre du tube entre ladite première extrémité du tube et une deuxième extrémité dudit tube est compris dans un intervalle de 10% autour d'un diamètre prédéterminé.
Dans un mode de réalisation particulier, le séparateur peut comprendre une première évacuation pour liquide aqueux, et dans lequel le système comprend en outre une duse apte à réguler un débit de liquide sortant de ladite première évacuation.
Avantageusement, le séparateur peut comprendre une deuxième évacuation pour liquide huileux, et dans lequel le système comprend en outre une duse apte à réguler un débit de liquide sortant de ladite seconde évacuation.
En outre, une plus grande dimension du séparateur peut être inférieure à cinq fois le diamètre prédéterminé.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le système de traitement peut comprendre en outre :
- une pompe de fond, ladite pompe de fond comprenant une entrée et une sortie, la seconde extrémité dudit tube étant connectée à la sortie de ladite pompe de fond, - un deuxième moyen d'injection apte à injecter un deuxième produit actif sur des interfaces eau et huile dans le mélange dans une zone située en amont de la pompe de fond au regard d'une circulation dudit mélange de l'entrée de ladite pompe de fond vers la sortie de ladite pompe de fond. Avantageusement, le deuxième moyen d'injection peut être apte à injecter un troisième produit anti-dépôts.
En particulier, la pompe de fond peut être une pompe hydraulique ou une pompe hydraulique centrifuge ou une pompe électrique.
En outre, le diamètre prédéterminé peut être apte à maximiser, pour un débit de mélange donné dans ledit tube, un effet de floculation et de coalescence du liquide huileux dudit mélange dans ledit tube.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le séparateur peut comprendre une première évacuation pour liquide aqueux, ladite évacuation étant connectée à un réservoir souterrain.
Le séparateur peut également comprendre une première évacuation pour liquide aqueux, ladite évacuation étant connectée à un réservoir souterrain et une pompe installée en surface peut être apte à mettre en pression un liquide sortant de ladite évacuation pour une injection dudit liquide sortant dans le réservoir souterrain.
En complément ou en variante, le séparateur peut comprendre une première évacuation pour liquide aqueux, ladite évacuation étant connectée à un réservoir souterrain, la pompe de fond peut être apte à mettre en pression un liquide sortant de ladite évacuation pour une injection dudit liquide sortant dans le réservoir souterrain.
Par exemple, le séparateur peut être un séparateur cyclonique. Dans un mode de réalisation particulier, le séparateur peut être un séparateur actif dont une vitesse d'activation est indépendante d'une vitesse de la pompe de fond.
Avantageusement, le séparateur peut être installé en surface ou dans le puits.
Une distance entre une tête de puits dudit puits et le séparateur peut être inférieure à 100 mètres.
Dans un mode de réalisation avantageux, le premier moyen d'injection peut être positionné de telle sorte que l'injection du premier produit est effectuée dans un premier tiers du tube comprenant la deuxième extrémité dudit tube.
Par exemple, le premier moyen d'injection peut être positionné de telle sorte que l'injection du premier produit est effectuée dans une partie continue du tube comprenant la deuxième extrémité dudit tube, ladite partie continue ayant une longueur inférieure à 20 mètres.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre un exemple de réalisation particulière d'un système de traitement d'un mélange issu d'un puits de production selon l'invention.
La figure 1 illustre un exemple de réalisation particulière d'un système de traitement d'un mélange issu d'un puits de production selon l'invention. Ce système 100 de traitement est installé dans un puits de production 101 préalablement foré.
Durant l'exploitation, le fluide de production contenu dans le réservoir s'infiltre dans le puits 101 au niveau du fond de puits 101 a et au travers de perforations 102. Afin d'extraire le fluide de production, il est souvent utile d'installer dans le puits un tube d'extraction 103. Ce tube s'étend de la surface (i.e. de la tête de puits) jusqu'au fond de puits 101 a ou tout du moins, jusqu'à une côte à laquelle le fluide de production existe.
Pour des raisons de sécurité et afin d'éviter toute remontée de fluide dans la partie annulaire 101 b, il est utile d'installer dans la partie basse du puits un joint d'isolation 1 13 (ou « packer » en anglais), laissant ainsi comme seule sortie au fluide, vers la tête du puits, le tube d'extraction 103.
Si le puits est un puits éruptif, il n'est pas nécessaire d'installer de pompe en fond de puits pour aider la remontée de fluide de production vers la surface. Dans le cas où le puits n'est pas éruptif (par exemple, dans la majorité des puits dit « non- conventionnel »), il est utile de connecter au tube d'extraction (par exemple à son extrémité basse 107) une pompe 108. Cette pompe est appelé « pompe de fond ». La pompe 108 comprend une entrée 108e et une sortie 108s.
Cette pompe peut être notamment une pompe hydraulique, une pompe hydraulique centrifuge ou encore une pompe électrique.
A minima, cette pompe suffisamment puissante pour permettre de remonter le fluide de la zone de pompage (i.e. de l'entrée de la pompe 108e) jusqu'à la tête de puits.
Lors de la remonté du fluide de production « eau-huile » dans le tube d'extraction, ce fluide peut présenter un aspect d' « émulsion ». Ce phénomène est renforcé par l'utilisation d'une pompe de fond. En effet, du fait des turbulences induites par l'infiltration dans le puits, les cavitations, les modifications d'écoulement et le mouvement de la pompe, l'huile contenue dans le liquide aqueux a tendance à former des goulettes de faibles tailles lors de la remonté dans le tube. Afin de chercher à séparer l'huile du reste du liquide, il est ainsi utile d'installer un séparateur « eau-huile » 104 dans le présent système. Ce séparateur 104 apte à séparer l'huile du reste du liquide deuxième liquide dans ledit mélange (i.e. le fluide de production). Ce séparateur 104 est connecté à l'extrémité haute 106 du tube d'extraction.
Le séparateur 104 comprend une évacuation 105 pour le liquide non-huileux. Une duse 1 10 (i.e. vanne de fermeture) permet de réguler un débit de liquide sortant au travers de cette évacuation 105.
Cette évacuation 105 peut être connectée à un réservoir souterrain 1 15 accessible, par exemple, via un ancien puits d'exploitation 1 14 afin de stocker et d'évacuer ce liquide aqueux.
La pression hydrostatique de la colonne de liquide aqueuse peut être suffisante pour appliquer une pression apte à injecter ce liquide dans le réservoir 1 15. Néanmoins, le réservoir 1 15 peut également exercer une contre-pression trop importante et bloquer ainsi l'injection du liquide dans ce réservoir 1 15.
Dès lors, il peut être utile d'ajouter sur la ligne 105 une pompe 1 16 de surface permettant de mettre en pression le liquide évacué via cette ligne et apte à vaincre la contrepression du réservoir 1 15.
Néanmoins, cette mise en pression n'est pas nécessairement réalisée à l'aide d'une pompe de surface : la pompe de fond 108 peut également permettre cette mise en pression dans l'hypothèse où elle est suffisamment puissante et suffisamment dimensionnée pour une injection du liquide de la ligne 105 dans le réservoir souterrain 1 15.
De même, ce séparateur 104 comprend une évacuation 1 18 pour liquide huileux, munie d'une duse 1 1 1 apte à réguler un débit de liquide évacué par cette évacuation 1 18.
L'ajustement de la répartition du soutirage entre sortie huile et sortie eau (par l'ouverture ou la fermeture partielle des duses) permet d'atteindre de manière simple une qualité d'eau de très grande propreté : le risque de pollution par réinjection dans un réservoir 1 15 est donc fortement limité. De plus, il est possible d'installer sur la ligne d'évacuation 105 un capteur de pollution permettant d'avertir un agent ou d'arrêter l'injection en cas de présence (éventuellement des traces) d'huile dans le liquide à réinjecter.
Le séparateur 104 peut être un séparateur cyclonique, par exemple mis en rotation à l'aide d'un dispositif partagé avec la pompe 108 (ex. même système hydraulique, même arbre de transmission, etc.).
Néanmoins, même si le séparateur peut être un séparateur actif, il peut être utile que la vitesse d'activation de celui-ci (ex. vitesse de rotation d'un filtre cyclonique actif) soit indépendante de la vitesse de pompage de la pompe du fond (ex. vitesse d'activation dépendante de la densité de l'huile dans le liquide et non du débit de liquide pompé).
Par ailleurs, si la figure 1 présente un séparateur 104 installé au-delà de la tête de puits (i.e. en surface), il peut être utile de l'installer dans le puits afin de permettre une installation des mécanismes de sécurité standards de puits au-dessus du séparateur. En effet, le plus souvent, les dispositifs de sécurité créent des modifications de diamètre susceptible d'entraîner des écoulements turbulents au sein du fluide d'exploitation et ainsi ils peuvent perturber/bloquer la séparation ultérieure de l'huile contenu au sein du fluide d'exploitation.
Ainsi, il est avantageux que le séparateur utilisé soit compact afin de pouvoir l'introduire sans difficulté dans le puits : par exemple, une plus grande dimension (L) du séparateur 104 peut être inférieure à cinq fois le diamètre du tube 103.
Il est par exemple possible d'utiliser le séparateur compact Optisep (US 7,462,274 B2). La compacité de ce dispositif facilite sa tenue en pression, simplifie le montage et rend aisé les opérations en tête de puits. De plus, il est possible de régler le diamètre de coupure (i.e. diamètre au-dessus duquel les gouttelettes d'huiles sont séparées) par une modification de la vitesse de rotation du séparateur.
En tout état de cause, il peut être avantageux que le séparateur ne soit pas trop éloigné de la tête de puits (par exemple, 100m) : - si le séparateur est dans le puits, cela permet d'éviter que le séparateur soit trop près de la pompe ou des zones de turbulences du puits. Ainsi, le système profite de la coalescence et de la floculation naturelle de l'huile lors de sa remontée dans le tube 103 ;
- si le séparateur est hors du puits, cela permet d'éviter un transport horizontal du fluide non-huileux et donc non nécessaire à la production.
Afin de faciliter la séparation de l'huile et augmenter l'efficacité du séparateur 104, le système comprend en outre un tube d'injection 109 permettant d'injecter un produit dans le tube d'extraction 103 afin d'améliorer la floculation et la coalescence de l'huile dans le fluide de production. La floculation est le processus physico-chimique au cours duquel des matières en suspension dans un liquide s'agglomèrent pour former des particules plus grosses. Le floculant peut être, par exemple, des ions métalliques (fer, aluminium) ou des macromolécules (polyélectrolytes) afin de favoriser l'agrégation.
La coalescence est un phénomène par lequel deux substances identiques, mais dispersées, ont tendance à se réunir. Le phénomène principal qui entre en jeu est que le matériau optimise sa surface sous l'action de la tension superficielle, de manière à atteindre un minimum d'énergie.
Le tube 109 est avantageusement placé pour permettre une injection dans le premier tiers du tube bas du tube 103 (i.e. tiers comprenant l'extrémité 107 du tube). Cette localisation permet au produit améliorant la floculation et la coalescence de l'huile d'agir pendant une grande période durant la remontée du fluide de production. Par exemple, l'injection est réalisée à une hauteur h=20m au-dessus de la pompe ou de l'extrémité basse du tube 103.
Par ailleurs, afin d'éviter tout effet de turbulence dans le tube qui aurait pour effet de contrer la floculation ou la coalescence, il est avantageux qu'aucune vanne ou rétrécissement n'existe sur le tube 103 entre la pompe et le séparateur 104. A titre d'illustration, il peut être avantageux que le diamètre (di ou d2) du tube 103 ne s'écarte pas plus d'un certain pourcentage (ex. 5% ou 10%) autour d'un diamètre prédéterminé sur toute la hauteur du tube (i.e. de l'interface 106 à l'interface 107). Il est également possible de limiter la variation du tube entre le diamètre le plus petit et le diamètre le plus grand sur toute section glissante d'une longueur prédéterminée (ex. I) : ainsi, sur toute section du tube de longueur I, la différence entre le diamètre le plus petit et le diamètre le plus grand n'excède pas un certain pourcentage du diamètre le plus petit ou le plus grand. Le diamètre prédéterminé peut être apte à maximiser, pour un débit de mélange donné dans ledit tube, un effet de floculation et de coalescence. En effet, si le diamètre est trop faible pour un débit donné, la vitesse du fluide remontant dans le tube 103 sera importante et les frottements induits sur les parois du tube 103 peuvent entraîner des écoulements turbulents allant à encontre de la floculation ou la coalescence. Il est dès lors avantageux de déterminer (algorithmiquement ou expérimentalement) un diamètre permettant un écoulement à « faible » vitesse dans le tube, pour un débit donné. Si, à l'inverse, le diamètre est trop important (et donc si la vitesse du fluide est trop faible), les particules d'huile peuvent avoir des difficultés pour se rencontrer et ainsi se regrouper. Dès lors, un compromis peut être trouvé concernant le diamètre afin de maximiser l'effet de coalescence et de floculation de l'huile : ce compromis peut dépendre du fluide de production et du débit.
Avantageusement, il est possible de prévoir une ligne d'injection 1 12 (traversant par exemple le joint 1 13) pour une injection d'un produit actif sur des interfaces eau- huile (par exemple un tensio-actif) et éventuellement un produit anti-dépôts dans une zone située en amont (101 a) de la pompe de fond au regard de la circulation (flèche 1 17) du fluide de production vers la surface.
Cette injection avant la pompe permet un mélange efficace de ce produit avec le fluide de production et permet de maximiser la séparation ultérieure.
Il a été constaté expérimentalement que l'injection de ce deuxième produit en aval de la pompe ne permet pas d'atteindre une aussi bonne séparation.
Par ailleurs, l'injection du produit améliorant la floculation et la coalescence en amont de la pompe (si elle est utilisée dans le système) est moins bonne que l'injection en aval comme présenté dans la figure 1 .
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemples ; elle s'étend à d'autres variantes. D'autres réalisations sont possibles.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système (100) de traitement d'un mélange issu d'un puits de production (101 ), ledit mélange comprenant un premier liquide aqueux et un deuxième liquide huileux, le système de traitement comprend :
- un tube d'extraction (103) installé dans ledit puits (101 ) et apte à conduire ledit mélange depuis un fond dudit puits (101 a),
- un séparateur (104) apte à séparer le premier liquide du deuxième liquide dans ledit mélange, une première extrémité (106) dudit tube étant connectée au séparateur,
- un premier moyen d'injection (109) apte à injecter un premier produit dans ledit tube (103), ledit premier produit étant apte à améliorer la floculation et la coalescence du deuxième fluide dans le mélange, dans lequel, tout diamètre (d-ι, d2) du tube entre ladite première extrémité (106) du tube et une deuxième extrémité (107) dudit tube est compris dans un intervalle de 10% autour d'un diamètre prédéterminé.
2. Système selon la revendication 1 , dans lequel le séparateur (104) comprend une première évacuation (105) pour liquide aqueux, et dans lequel le système comprend en outre une duse (1 10) apte à réguler un débit de liquide sortant de ladite première évacuation.
3. Système selon l'une des revendication précédente, dans lequel le séparateur comprend une deuxième évacuation (1 18) pour liquide huileux, et dans lequel le système comprend en outre une duse (1 1 1 ) apte à réguler un débit de liquide sortant de ladite seconde évacuation.
4. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une plus grande dimension (L) du séparateur (104) est inférieure à cinq fois le diamètre prédéterminé.
5. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le système de traitement comprend en outre :
- une pompe de fond (108), ladite pompe de fond comprenant une entrée (108e) et une sortie (108s), la seconde extrémité (107) dudit tube étant connectée à la sortie (108s) de ladite pompe de fond,
- un deuxième moyen d'injection (1 12) apte à injecter un deuxième produit actif sur des interfaces eau et huile dans le mélange dans une zone située en amont (101 a) de la pompe de fond au regard d'une circulation dudit mélange de l'entrée de ladite pompe de fond vers la sortie de ladite pompe de fond.
6. Système selon la revendication 5, dans lequel le deuxième moyen d'injection est apte à injecter un troisième produit anti-dépôts.
7. Système selon l'une des revendications 5 à 6, dans lequel la pompe de fond est une pompe hydraulique ou une pompe hydraulique centrifuge ou une pompe électrique.
8. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le diamètre prédéterminé est apte à maximiser, pour un débit de mélange donné dans ledit tube, un effet de floculation et de coalescence du liquide huileux dudit mélange dans ledit tube.
9. Système selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le séparateur comprend une première évacuation pour liquide aqueux, ladite évacuation étant connectée à un réservoir souterrain (1 15).
10. Système selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le séparateur comprend une première évacuation pour liquide aqueux, ladite évacuation étant connectée à un réservoir souterrain (1 15), et dans lequel, une pompe installée (1 16) en surface est apte à mettre en pression un liquide sortant de ladite évacuation pour une injection dudit liquide sortant dans le réservoir souterrain.
1 1 . Système selon l'une des revendications 5 à 8, dans lequel le séparateur comprend une première évacuation pour liquide aqueux, ladite évacuation étant connectée à un réservoir souterrain (1 15), et dans lequel, la pompe de fond (108) est apte à mettre en pression un liquide sortant de ladite évacuation pour une injection dudit liquide sortant dans le réservoir souterrain.
12. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le séparateur est un séparateur cyclonique.
13. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le séparateur est un séparateur actif dont une vitesse d'activation est indépendante d'une vitesse de la pompe de fond.
14. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le séparateur est installé en surface.
15. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le séparateur est installé dans le puits (101 ).
16. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une distance entre une tête de puits dudit puits et le séparateur est inférieure à 100 mètres.
17. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier moyen d'injection est positionné de telle sorte que l'injection du premier produit est effectué dans un premier tiers du tube comprenant la deuxième extrémité dudit tube.
18. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le premier moyen d'injection est positionné de telle sorte que l'injection du premier produit est effectuée dans une partie continue du tube comprenant la deuxième extrémité dudit tube, ladite partie continue ayant une longueur (h) inférieure à 20 mètres.
PCT/FR2015/050225 2014-01-30 2015-01-30 Systeme de traitement d'un melange issu d'un puits de production WO2015114275A2 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15707165.5A EP3102783A2 (fr) 2014-01-30 2015-01-30 Système de traitement d'un mélange issu d'un puits de production
BR112016017703-7A BR112016017703A2 (pt) 2014-01-30 2015-01-30 Sistema para tratamento de uma mistura a partir de um poço de produção
US15/115,849 US10900340B2 (en) 2014-01-30 2015-01-30 System for treatment of a mixture from a production well

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14290014 2014-01-30
EPEP14290014.1 2014-01-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2015114275A2 true WO2015114275A2 (fr) 2015-08-06
WO2015114275A3 WO2015114275A3 (fr) 2015-11-05

Family

ID=50101838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2015/050225 WO2015114275A2 (fr) 2014-01-30 2015-01-30 Systeme de traitement d'un melange issu d'un puits de production

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10900340B2 (fr)
EP (1) EP3102783A2 (fr)
BR (1) BR112016017703A2 (fr)
WO (1) WO2015114275A2 (fr)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7462274B2 (en) 2004-07-01 2008-12-09 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid separator with smart surface

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2335376B (en) * 1998-02-13 2002-03-06 Framo Eng As Downhole apparatus and method for separating water from an oil mixture
US6336504B1 (en) * 2000-03-03 2002-01-08 Pancanadian Petroleum Limited Downhole separation and injection of produced water in naturally flowing or gas-lifted hydrocarbon wells
NO316837B1 (no) * 2001-10-17 2004-05-24 Norsk Hydro As Anordning for separasjon av fluider
WO2007072172A1 (fr) 2005-12-20 2007-06-28 Schlumberger Technology B.V. Procede et systeme de developpement de formations porteuses d'hydrocarbures et comprenant la depressurisation des hydrates de gaz
GB2466734B (en) * 2006-02-25 2010-09-08 Cameron Int Corp Method and apparatus for fluid separation
US7806186B2 (en) 2007-12-14 2010-10-05 Baker Hughes Incorporated Submersible pump with surfactant injection
FR2976031B1 (fr) 2011-06-01 2014-05-09 IFP Energies Nouvelles Procede de transport d'un liquide avec agents reducteurs de trainee en conditions de degradations mecanique limitee
JP6358951B2 (ja) * 2011-09-30 2018-07-18 サウジ アラビアン オイル カンパニーSaudi Arabian Oil Company タンクを水抜きする感知方法及びバルブ制御方法及び装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7462274B2 (en) 2004-07-01 2008-12-09 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid separator with smart surface

Also Published As

Publication number Publication date
BR112016017703A2 (pt) 2020-11-17
US20170009564A1 (en) 2017-01-12
EP3102783A2 (fr) 2016-12-14
WO2015114275A3 (fr) 2015-11-05
US10900340B2 (en) 2021-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0818603B1 (fr) Procédé et installation de pompage d'un effluent pétrolier
EP3194713B1 (fr) Système et procédé d'extraction de gaz d'un puits
US20140174734A1 (en) Cyclonic separators and methods for separating particulate matter and solids from well fluids
FR2899288A1 (fr) Procede et dispositif pour la compression d'un fluide multiphasique
GB2335376A (en) Downhole separation of water and solids from an oil mixture
EP0457879B1 (fr) Dispositif et procede de nettoyage d'un puits souterrain
EP0892886B1 (fr) Installation de pompage d'un effluent biphasique liquide/gaz
RU2450120C1 (ru) Система закачки воды и очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины
EP0230918A2 (fr) Dispositif pour drainer des sols en profondeur
FR3058478A1 (fr) Pompe electrique submersible anti-bouchon de gaz
WO2008142344A1 (fr) Dispositif de separation liquide/gaz et procede de separation liquide/gaz, notamment les phases liquide et gazeuse d'un petrole brut
WO2015114275A2 (fr) Systeme de traitement d'un melange issu d'un puits de production
FR3009036A1 (fr) Dispositif de pompage polyphasique
CA2971753C (fr) Dispositif d'evacuation de liquides accumules dans un puits
US10807019B1 (en) Gas recovery valve
FR2809179A1 (fr) Dispositif d'amorcage automatique de cannes de prelevement de fluides
WO2016124631A1 (fr) Procédé de positionnement d'une interface liquide/liquide et dispositif de séparation de liquides non-miscibles
FR3009035A1 (fr) Dispositif de bloc de pompage avec circuit de contournement integre.
FR3017898A1 (fr) Tete et procede d'aspiration de liquide dans un forage et/ou une cavite souterraine
FR3011574A1 (fr) Dispositif d'evacuation de fluide
EP3789098A1 (fr) Système de collecte de particules solides s'accumulant au fond d'une station sous-marine de séparation huile/eau
CA1278927C (fr) Dispositif pour drainer des sols en profondeur
FR3071006A1 (fr) Appareil de regulation de pression d'injection d'une solution aqueuse polymerique pour la recuperation assistee du petrole
RU2538181C1 (ru) Погружной струйный насос
EP4405081A1 (fr) Installation et procédé sous-marin de traitement de gaz provenant d'un champ de production sous-marin de gaz

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15115849

Country of ref document: US

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112016017703

Country of ref document: BR

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015707165

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015707165

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112016017703

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20160729

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01E

Ref document number: 112016017703

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Free format text: ESCLARECA A OMISSAO DA PRIORIDADE EP 14 290 014.1 NO FORMULARIO DA PETICAO INICIAL, UMA VEZ QUE ESTE CONSTA NA PUBLICACAO WO 2015/114275

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112016017703

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20160729