Auteur : MALLEK Hacène Ingénieur en Production des Hydrocarbures

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1 Stimulation pa acidification sélective su le champ de HAMRA Auteu : MALLEK Hacène Ingénieu en Poduction des Hydocabues Résumé : Il aive un moment dans la vie d exploitation d un gisement où on emaque une nette diminution de la poduction des puits ; Ce phénomène est dû soit à une déplétion natuelle de la pession du ésevoi, soit à un endommagement de la fomation. L endommagement peut avoi plusieus souces difféentes comme l envahissement de la fomation pa les fluides et les boues de foage ou du Wok-Ove qui vont povoqué l altéation de la peméabilité aux abods du puits. De la même façon, la vaiation de cetaines conditions themodynamiques, telles que la tempéatue et la pession, est une oigine d endommagement intene qui povoque la migation de fines paticules de la fomation ainsi que cetains dépôts oganiques et minéaux. Cela cause une diminution de la poductivité (injectivité) des puits, qui nécessitent alos cetaines inteventions pou emédie aux causes de cette chute de poductivité (injectivité). Ces opéations se ésument en des stimulations éalises su les puits selon la cause de l endommagement. INTRODUCTION : Ce pésent Tavail a pou thème : "Stimulation pa acidification sélective" dans le champ de HAMRA. Cette opéation à pou but, l amélioation de cetaines caactéistiques du ésevoi, du taux d injectivité et/ou de poductivité des dains ayant connus un cetain degé de colmatage. Afin d amélioe la peméabilité initiale ou actuelle d une fomation ocheuse sans cause une quelconque altéation, chose su laquelle se base l opéation de la stimulation ; On est dans l obligation de développe les poes et les chenaux qui epésentent les difféentes voies de ciculation des fluides. Ceci peut se éalise soit pa : - L augmentation du volume des poes et de ce fait augmente le diamète des canaux. - La céation de nouveaux canaux, distibués d une façon plus ou moins homogène. - L augmentation du volume des canaux déjà existant en éliminant les difféentes paticules qui les ont obtués. 1

2 INTRODUCTION Á LA STIMULATION : La stimulation peut ête définie comme étant un taitement mécanique ou chimique ayant pou objectif : - La estauation de la poductivité d un puits si celle-ci a diminué. - Amélioe la poductivité d un puits qui était initialement mauvaise. Pami les difféentes opéations de stimulation, on peut distingue : A - Lavage au solvant ; B - Factuation hydaulique ; C - Factuation à l acide ; D - L acidification. Définition du Skin Le skin epésente une pete de chage supplémentaie localisée aux abods du puits. Le skin taduit la liaison ente le ésevoi et le puits. Un ésevoi dit viege epésente souvent des caactéistiques homogènes et stables. Dés qu il y a eu un foage et un taitement, les abods du puits changent de caactéistiques. Le skin taduit la difféence de petes de chages qui existent aux abods du puits ente : - Un ésevoi éel. - Un ésevoi imaginaie compotant des caactéistiques unifomes jusqu aux bods du puits. Cette pete de chage est donnée pa la fomule suivante : Ps = u q B S / 2π h K La notion du skin peut ête généalisée à toute pete de chage supplémentaie localisée aux abods du puits. LES COMPOSENTS DU SKIN : Le skin total est composé d un cetain nombe de facteus, dont beaucoup ne peuvent pas ête taités. Le skin total peut alos s écie comme suit : S t = S c+θ + S p + S d + P skins SKIN DÛ À LA COMPLETION PARTIELLE ET A L INCLINAISON : H d = h / Z d = Z / H d = h / H d = h / h épaisseu de la fomation élévation épaisseu du ésevoi appot de pénétation 2

3 SKIN DÛ À LA PERFORATION : S p = S h + S v + S b Le facteu du pseudo skin, S h, est donné pa : S H = Où, ( θ) ln ' () θ ' est le ayon effectif du puits qui est une fonction de l angle de phasage θ : I pef ' θ = 0 ( θ ) = 4 a ( + ) θ 0 θ I pef Avec : I p est la longueu des pefoations. Le facteu du pseudo skin vetical, Sv, peut s obteni apès le calcul de cetains paamètes adimensionnels : a θ : vaiable dépendante de la phase, et peut s obteni du tableau suivant. h D = h I pef pef k k H V Où, h est la distance ente les pefoations et elle est invesement popotionnelle à la densité des tis. K h, K v =la peméabilité hoizontale et veticale espectivement. k pef = + 2h pef k D 1 H V R pef = diamète des pefoations. Alos, le pseudo skin vetical est donné pa : S D V = = Ipef a 10 h + b D 1 b D a = a1 log D + a 2 = b b Où, a et b sont donnés pa : b 1 D + 2 Finalement, l effet du skin du puits, Sb, peut ête touvé appoximativement pa : S b = c1e c 2 WD 3

4 NATURE DE L ENDOMMAGEMENT DE LA FORMATION : PSEUDO SKIN EN FONCTION DE L ENDOMMAGEMENT DE LA FORMATION : 1- Pseudo skin et la configuation du puits 2- Pseudo skin et les conditions de poduction 3- Autes pseudo skin ORIGINE DE L ENDOMMAGEMENT DE LA FORMATION : Endommagement dû au foage : Endommagement du à la cimentation Endommagement dû à la pefoation Endommagement du à la complétion et au fluide du ok ove Endommagement du au gavel pack Endommagement pendant la poduction Endommagement duant le taitement de stimulation LOCALISATION DE L ENDOMMAGEMMENT : La diminution de la poductivité d un puits se enconte essentiellement dans tois zones distinctes, qui sont : - À L INTERIEUR DU PUITS : - Su la paoi du puits ; - Au abod du puits. On peut distingue dans ce cas deux zones voisines qui sont touchées pa le colmatage : - Le cake intene ; - La zone envahie. Méthode de la sélection des fluides : - Facteus chimiques - Facteu cistallogaphique - Facteu mophologique - Facteu de concentation - Facteus liés au ésevoi LA STRUCTURE GENERALE D UN TRAITEMENT COMPREND : 1 ) Séquence de pompage : puits poducteus ; 2 ) Peflush ; 3 ) Solution pincipale ; 4 ) Oveflush ; 5 ) Déplacement ; 6 ) Dégogement ; 7 ) Pession d injection ; 8 ) Détemination du taux maximale d injection. 4

5 Le taux maximal et possible à injecte sans povoque la factuation de la fomation est tié d apès l équation de Dacy pou un écoulement adial : Q max = Volumes des fluides à injecte : Le volume d acide sea détemine en fonction de : [( g H) P P] µβ(ln + S) Solution pincipale : - Puits à huile : V = 0.5 à 1 m 3 /m - Puits à gaz : V = 0.5 à 2 m 3 /m Peflush : 0.25 à 0.50 V 6 Kh f e safe Oveflush : Volume du peflush : - Puits à huile : 0.50 V à V - Puits à gaz : 0.25 à 0.50 V Le volume equis pou déplace le fluide de la fomation à une distance adiale, s, peut ête estime pa : V p = 7.48 Φ ( s 2 2 ) π Le volume nécessaie pou dissoude toutes les paticules pouvant ête dissoutes dans un ayon s est donné pou le cas de l HCL pa l équation (36) suivante : π (1 φ) Xhcl V = 7.48 β APPLICATION SUR LE PUITS HAMRA 10 : [ Rs R] CALCUL DU SKIN MECANIQUE : On a vu que Le skin total peut s écie comme suit : S t = S c+θ + S p + S d + P skins SKIN DUE A LA COMPLETION PARTIELLE ET A L INCLINAISON : Le teme S c+θ epésente l effet du skin dû à la complétion patielle et à l inclinaison. Pou pouvoi le calcule, il est nécessaie d évalue plusieus facteus adimensionnels On obtienda : H d = Z d = H d = H d =

6 De plus on touve : Z d / H d = 0.5 H d cos θ / H d = Finalement on aua : S c+θ = S c =1.508 S θ = 0 SKIN DÛ À LA PERFORATION : Cet effet de skin est composé de l écoulement dans le plan, S h, l effet de convegence vetical, S v, et l effet causé pa le puits, S b, d ou : S p = S h + S v + S b Le facteu du pseudo skin, S h, est donné pa : S H = ln ' () θ D apès le calcul on obtient : S h = De la même façon, le pseudo skin vetical est donné pa : S V = 10 a h b 1 D b D D apès le calcul on obtient : S v = Finalement, l effet du skin du puits, Sb, peut ête touvé appoximativement pa : S b = c1e c 2 WD D apès le calcul on obtient : S b = En denie, le skin dû à la pefoation est la somme de ces tois skins, et on aua : S p = Stimulation du puits HA-10 pa acidification sélective : 1) Objectif de l opéation : - Acidification des zones R4-2 et R5. - Isolation des zones R4-2 et R5 avec un bidge plug. - Acidification des zones supéieues R1, R1-1, R2, R3 et R4-1. 6

7 2) Causes et types d endommagement : Le type d endommagement peut ête décit comme suit : - Invasion de la fomation de la boue de foage. - Invasion de la matice pa les fluides du ok ove. - Fomation pobable d émulsion due à la pésence des sufactants existant dans les fluides du ok ove. En tenant compte des types d endommagements cités, qui sont à pioi dû au fluide du ok ove et au pompage du claytol, le taitement se fea en deux étapes : - Nettoyage du puits jusqu à atteinde le fond, et faie emonte les solides en suface. - Nettoyage des pefoations avec un tube clean. - Taitement de la matice pou la dissolution des solides et fines. Conclusion généale Avant de pocéde à tous type de taitement, il est indispensable de commence pa faie une étude complète, à savoi, l histoique du puits, les paamètes de poductions et/ou d injection, ainsi que l analyse des échantillons des fluides et des difféents dépôts écupéés. Cette étude va nous pemette de compende et de détemine la natue de l endommagement, sa localisation, le moyen de le taite, ainsi que la fomulation de l acide adéquate pou chaque type de taitement. Ceci est fait dans le but d amélioe l efficacité du taitement et éduie les coûts d investissement : Los de la constatation d une chute de poduction ou d injection confimée pa un skin positif, alos les puits sont sélectionnés pou un taitement. En généal, l endommagement des puits pa les paticules est souvent taité pa l utilisation du mud-acid. L opéation d acidification sélective à monté un gand gain dans le taux d injectivité du puits. L utilisation de l oveflush est impotante, afin d évite la pécipitation, aux abods du puits, de cetains composés fomés et qui peuvent cause un aute endommagement. Le gain apès l opéation d acidification est assez appéciable, chose qui pemet de généalise l utilisation de cette technique su les autes puits apès étude de chacun d eux. Le taux de gains de l opéation d acidification est considéable chose qui pemet de l utilise ultéieuement su les puits poducteus afin d augmente leu poductivité tout en faisant attention au poblème de pecée de gaz sec. 7

8 L opéation d acidification du puits HA 10 est : Du point de vue augmentation de l injection : Cette opéation est un succès ca le débit d injection est passé de m 3 / j à m 3 / j. Du point de vue sélectivité : Cette opéation à connu un cetain échec qu on peut facilement voi d apès les ésultats du PLT effectué apès acidification ; Ca les zones inféieus R 4-2 et R 5 n ont pas connus les ésultats attendus. De plus Les zones supéieus R 1 et R 1-1 ont été bien taités qu elles ont vu leus taux d absoption augmenté, chose qui va influence su les puits poducteus avoisinants en l occuence ASL1 et ASL2 qui vont avoi une pecé de gaz plus vite que pévu et de ce fait diminue leus ichesse. Recommandations : L augmentation de l efficacité des acidifications tient compte des ecommandations suivantes : Chaque puits este un cas paticulie, ca le type d endommagement est difféent d un puits à un aute. Le taitement pa acidification sélective monte qu il y a une augmentation de l injectivité ( ou poduction ) des intevalles taités d une pat, et d aute pat possibilité de chute de cette denièe dans les intevalles non taités à cause de cetaines possibilités telles que : Pocédue de dégogement ( puits poducteus) : Le dégogement des puits est nécessaie apès la fin du taitement de chaque intevalle pou évite l endommagement qui peut ête povoque pa l acide usé. Coss flo : Ce phénomène est défini comme la migation du gaz de cetains intevalles ves d autes. Hétéogénéité du ésevoi : Le ésevoi de HAMRA est tès compliqué, ca il contient plusieus layes de caactéistiques tès difféentes. La connaissance de la minéalogie de tous les intevalles du puits est nécessaie, afin de bien localise l endoit et la natue de l endommagement, et détemine en conséquence la meilleue fomulation de l acide à injecte. Pou avoi une bonne efficacité du taitement il est ecommande de taite tous les intevalles sépaément. Le dégogement du puits à taves l espace annulaie peut povoque la coosion dans la colonne de poduction. Pou potége cette denièe, on ecommande de d égoge le puits à l aide du coiled tubing. Il faut teni compte du temps de éaction de l acide avec la fomation, los du calcul des volumes à utilise pendant le taitement. 8

9 De plus on ecommande une de ces méthodes pou veni à bout du gand effet du skin du puits : Repefoe avec une gande densité de tis et des pofondes pénétations des balles. La stimulation pa acidification est un moyen efficace pou le nettoyage des pefoations et des zones endommagées. Le nettoyage les intevalles pefoés existant. S il s avéait insuffisant ; Ajoute d autes pefoations en bas de celles déjà existante dans la couche R5, peut augmente le volume de l injection. Réalise une acidification sélective su le laye R-3 qui n a pas connu d amélioation, de plus qu il epésente le plus gand laye du ésevoi ca on le enconte patout. Nomenclatue : P skins : epésente une lage pat du facteu du skin. S c+θ : L effet du skin dû à la complétion patielle et à l inclinaison. S p : L effet du skin due aux pefoations. S d : Le skin d endommagement, et c est le seul que taite l opéation d acidification. Réféences : Resevoi Stimulation ; Michael J. Economides et Kenneth G. Nolte. Manuel d acidification des ésevois : Edition technip - pais 1983 Acidification maticielle : appot d opéation, pépaé pa Salah Chabane. Fall Off Intepetation Repot : Pépaé pa Said Abubak HMD-DCS. Essai de puits : Manuel d intepétation : G. Boudaot. Intepetive methods fo poduction ell logs : Atlas Wie line Sevice. 9

10 Annexe Année Laye R R1, R R R4, R4, R Tableau epésentatif des ésultats du PLT de 1995 à 2002 Constantes pou le calcul du Skin de pefoation a θ a1 a2 b1 b2 c 1 c2 Angle de pefoation E E E E E E Date de pefoations Pefoation % du gaz injecté % total

11 Intepétation des PLT PUITS HA 10 Unité Type de puits Les intevalles Injecteu de gaz R1 : , R1.1 : , R2 : R3 : R4.1 : , R4.2 : R5 : ( ), ( ), ( ) Hauteu pefoée net 87 M M Type de oche Des gès Taille et poids du casing 7" P110,32 # Taille et poids du tubage de poduction 4"½, N # Fond du puits 2210 m Nipples Pofondeu du packe de poduction Pession de fond statique 3129 Nipple Otis X m Nipple Otis XN id= m M Tempéatue du ésevoi 87 C Fac gadient 0.80 Psi/ft Peméabilité moyenne du ésevoi Psi 1500 Md 11

12 Donnée du puits Composition des fluides de l opéation d acidification Tube clean : Nettoyant du puits 7.5 Poduits chimiques et leus additifs Concentation pou Concentation pou 1 M 3 6 M 3 HCL LITRES 1212 LITRES Eau 767 LITRES 4602 LITRES A 261 Inhibiteu de coosion 6 LITRES 36 LITRES A 201 Acid coosion inhibiteu 25 LITRES 150 LITRES A153 inhibiteu acid 1.2 Kg 7.2 Kg L 58 ion contol agent 1 Kg 6 Kg La solution du Tube Clean PREFLUSH / OVERFLUSH : Peflush / oveflush ( 7.5%) Concentation pou Concentation pou Poduits chimiques et leus additifs 1 M 3 32 M 3 HCL Lites 6464 Lites Eau 665 Lites Lites A 261 Inhibiteu de coosion 8 Lites 256 Lites A201 Acid coosion inhibiteu 50 Lites 1600 Lites A Kg 38.4 Kg F78 agent de suspension 5 Lites 160 Lites U 100 Mutual solvent 50 Lites 1600 Lites U42 Chelating agent 20 Lites 640 Lites Peflush. MSR-100 Fomultion the base fluid is 7.5% hydochloic acid 12

13 MUD ACIDE 9 : 1 MUD ACIDE 9 : 1 Concentation pou Concentation pou Poduits chimiques et leus additifs 1 M 3 24 M 3 HCL Lites 6528 Lites WATER 595 Lites Lites WATER 8 Lites 192 Lites A201 inhibiteu aid 50 Lites 1200 Lites F78 5 Lites 120 Lites U 100 Mutual solvent 50 Lites 1200 Lites U 100 Mutual solvent 20 Lites 480 Lites Y001 Ammonium bifuoide 15 kg 360 Kg MSR 9 :1 fomulation 9% HCL 1 % HF( mud acide moyennement fot ) Fluide de divesion : Liquide de base pou la mousse et le space Concentation pou Concentation pou Poduits chimiques et leus additifs 1 M M 3 Eau 1000 Lites 550 Lites J285 Chloue d ammonium 20 kg 110 kg F78 Sufactant 15 Lites 82.5 Lites Le fluide de la mousse 13

14 Log-Log plot ith adial flo 14