Chapitre II : Activation des puits
Introduction
On dit qu'un puits est non éruptif lorsqu'il ne
débite pas en surface par sa propre énergie, donc la pression de
gisement est inférieure ou égale à la contre pression
exercée par la colonne du fluide présente dans le puits,
L'activation des puits permet la production des puits non ou insuffisamment
éruptif, elle concerne principalement les puits d'huile.
L'activation peut s'imposer dès le début
d'exploitation lorsque le gisement ne renferme pas assez d'énergie pour
relever le fluide depuis le fond jusqu'aux installations de traitement ou
lorsque l'indice de productivité du puits est juge insuffisant.
Dans le monde l'activation qui concerne 75% des puits à
huile hors USA, et 90% USA inclus, est réalisée principalement
sous deux formes de procédés :
? Relevage mécanique par le pompage.
? Allègement du fluide par mélange de gaz
injecté dans la partie basse de la colonne de production ou gaz lift.
II.1 Le pompage
Une pompe placée sous le niveau dynamique de fluide
dans le puits relève le brut jusqu'en surface, c'est un
procédé mécanique utilisé
généralement dans les puits qui sont pas profonds. Il existe
plusieurs types de pompe, les modes les plus répandus dans le monde sont
:
II.1.1 Le pompage aux tiges
Une pompe volumétrique de fond est actionnée
depuis la surface par l'intermédiaire de tige et d'un système de
va-et-vient (tête de cheval). Figure II 1.
Son principe de fonctionnement est simple, la pompe
volumétrique de fond est équipée par deux clapets l'un
fixe l'autre mobile qui ont une sorte des bulles qui jouent le rôle d'un
clapet anti-retour, leur fermeture et ouverture se base sur
La différence de pression en amont et en aval, le
clapet mobile est actionné depuis la surface par l'intermédiaire
d'un tige, la descente de ce tige fait augmenter la pression de l'effluent qui
se trouve à l'intérieur de la chambre ce qui permet l'ouverture
de la bulle supérieure et la remontée de l'effluent dans le
tubing jusqu'à l'égalisation des pressions. Au cours de la
remontée de tige il y'aura un dégagement de l'effluent qui se
trouve dans le tubing et une diminution de celui qui se trouve dans la chambre
et par la suite l'ouverture de la bulle inferieure ce qui permet de l'effluent
d'occuper la chambre, et ainsi de suite l'opération se fait.
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Chapitre II : Activation des puits
Figure II 1:Le pompage aux tiges II.1.2 Le pompage
centrifuge
La pompe centrifuge multi-étage est reliée par
l'intermédiaire d'un protecteur à un moteur électrique
submergé, le tout pendu au bout de tubing. Un câble
électrique, fixé par des colliers à l'extérieur du
tubing, alimente le moteur. La pompe et le moteur peuvent être
placés à n'importe quelle profondeur, ceux-ci étant
conçus pour fonctionner aux pressions que l'on peut rencontrer dans le
puits. Il existe d'autre type comme ; le pompage rotatif, pompage hydraulique
mais ils ne sont pas couramment utilisés.
Ce type est représenté dans la figure II
2.
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Chapitre II : Activation des puits
Figure II 2:Le pompage centrifuge II.1.3 Le pompage
hydraulique
Une pompe de surface permet d'envoyer, par un tubing
d'alimentation, l'huile motrice dans un moteur à piston double effet
situé en fond de puits ; un tiroir permet d'envoyer cette huile
alternativement dans la chambre supérieure ou inferieur du cylindre
moteur. Le piston moteur est couplé au piston double effet de la pompe.
Le fluide moteur et l'effluent produit remontent généralement
ensemble par un même tubing de production (concentrique au tubing
d'alimentation) ou éventuellement par des conduits
séparés. Quand le fluide moteur et l'effluent produit sont
mélangés à la remontée, on prélève
une partie de l'huile dans le bac de
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Chapitre II : Activation des puits
stockage pour la réinjection dans le circuit moteur. Le
principe de ce type de pompage est représenté dans la figure
II 3.
Figure II 3:Le pompage hydraulique
II.2 Le gaz lift
C'est le mode d'activation le plus répandu et le plus
performant dans le monde, son
principe est basé sur l'allègement de la colonne
hydrostatique en injectant un gaz sous le niveau dynamique du fluide à
travers des vannes conçues pour cet effet.
II.3 Comparaison entre le gaz lift et les autres modes
d'activation
Dans la comparaison entre le gaz lift et les autres
méthodes d'activation, on va citer les
différents points forts et faibles de chaque type devant
le gaz lift. II.3.1 Pompes centrifuges
II.3.1.1 Points forts
1) Peut atteindre des pressions de fluide en écoulement
plus basse (Botton hole folwing
pressure).
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Chapitre II : Activation des puits
2) Possèdent un rendement plus élevé.
3) Electricité plus facile à produire que le
gaz.
II.3.1.2Points faibles
1) Ne peut pas produire en l'existence de gaz libre dans
l'effluent, même si la GLR est
très faible.
2) Peu flexible à l'exception des puits avec variation de
vitesse.
3) Accès au réservoir nécessite des
complétions complexes.
4) Pannes plus fréquentes.
II.3.2 Pompes aux tiges
II.3.2.1 Points forts
1) Adaptées aux puits isolés.
2) Meilleur rendement surtout pour les huiles lourdes.
3) Electricité plus facile à produire que le
gaz.
II.3.2.2 Points faibles
1) Répartition plus difficile.
2) Pas adaptés au grand volume de produit.
3) Peu flexible à l'exception des puits avec variation de
vitesse.
II.3.3 Pompage hydraulique
II.3.3.1 points forts
1) Adapte aux profondeurs importantes et aux puits
déviés.
2) Fluide moteur pouvant servir de fluide porteur par
l'injection d'un additif.
3) Facilité de modification de la taille et de la cadence
de la pompe pour s'adapter aux conditions de puits.
II.3.3.2 Points faibles
1) Investissement en équipement et entretien assez
couteux.
2) Essai de puits posant un problème, en particulier en
ce qui concerne l'évaluation des fluides produits.
3) Usure de la pompe relativement rapide.
II.4 Critères de choix d'un procède
d'activation
Le choix entre les différentes méthodes
d'activation des puits exige certaine étude
technique et économique, qui permet en fin de
réaliser un projet rentable, du côté
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Chapitre II : Activation des puits
économique, le problème qui se pose c'est de
déterminer quel système d'activation permet de
récupérer l'huile le plus vite et avec une grande
quantité, et à moindre coût.
Pour ce qui concerne le côté technique, on doit
au préalable, et sans priori d'étudier les différents
procédés possible, et de déterminer quel est parmi eux qui
est le plus compatible avec les spécifications de production requises,
pour cela, il est nécessaire de prendre en considération les
points suivants :
1) La source d'énergie nécessaire au
procédé, sa disponibilité (gaz,
électricité,.....), et son rendement
énergétique.
2) La faisabilité de procédé,
c'est-à-dire de voir est-ce qu'il répond aux exigences
d'exploitation avec ses propriétés ; tel que : le débit de
liquide à produire, hauteur de refoulement pour les pompes, profondeur
de puits, pression de fond, ...etc.
3) Diverses contraintes d'exploitation qui proviennent notamment
des facteurs suivants : ? Environnement générale : normes de
sécurité, environnement industriel ou civile, puits isolés
ou non, ....
? Architecture de puits (complétion) : la place
disponible pour mettre les différents dispositifs d'activation, nombre
de niveaux à exploiter séparément, profondeur de puits.
? Caractéristiques de l'effluent à produire :
température, WOR GOR, GLR, la viscosité de fluide, constituants
corrosifs, sable....
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Chapitre III : Présentation du gaz lift
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