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La présente invention concerne une méthode pour stimuler
une zone souterraine par injection différée de fluide sous pression
provenant d'une zone voisine au moyen d'un drain dévié traversant une
couche intermédiaire très peu perméable. Dans toute la suite de ce
texte, on désignera par drain dévié tout forage dont une partie au
moins est horizontale ou relativement peu inclinée par rapport à
l'horizontale.
La méthode selon L'invention permet plus particulièrement
de stimuler la production d'une zone pétrolifère séparée d'une zone
sous-jacente contenant un fluide sous pression, telle qu'une zone
aquifère ou éventuellement pétrolifère.
Diverses techniques bien connues des spécialistes sont
utilisées pour stimuler la production des zones pétrolifères. L'une
d'entre elles consiste essentiellement à injecter un fluide sous
pression dans la formation en production, capable de drainer le
pétrole stagnant dans les roches en raison de sa viscosité. Le fluide
employé est par exemple de l'eau sous pression injectée par des drains
forés au travers de la formation. IL peut s'agir aussi d'eau existant
en profondeur, dans le bassin en production Lui-mëme sous la forme
d'une nappe aquifère sous-jacente.
Dans certains type de bassins, la nappe aquifère se trouve
sous la zone pétrolifère et séparée d'elle par une couche très peu
perméable en raison notamment de la présence de produits hydrocarbonés
lourds et très visqueux ("tarmat").
On peut envisager d'utiliser cette eau sous-jacente pour
stimuler la production d'une zone pétrolifère. La nappe d'eau étant
localisée à une profondeur supérieure à celle de la zone pétrolifère,
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sa pression interne est supérieure. L'épuisement au moins
partiel de la zone en production a pour effet d'accroître
la surpression de l'eau dans la nappe sous-jacente par
rapport aux fluides de la formation supérieure. L'injection
éventuelle dans la formation pétroliëre de cette eau en
surpression doit permettre de drainer l'huile et de
favoriser la production.
Les tentatives de stimulation des zones de
production surmontant des nappes aquifères n'ont pas donné
jusqu' ici les résultats escomptés. Des puits ou des drains
verticaux ont été percés au travers de la zone pétrolifère,
de manière à mettre le gisement pétrolifère en communi-
cation avec la nappe d'eau. Mais on a constaté que ce type
de puits produisait essentiellement de l'eau. On peut
expliquer ce résultat négatif par le fait que l'eau de la
nappe a tendance à s'échapper directement vers la surface
par le puits ainsi créé au lieu de pénétrer dans la
formation pétrolifère. Ce phénomène persiste si l'on
descend dans le puits un organe d'obturation car l'eau de
la nappe à tendance à le contourner au travers des
formations environnantes. Une obturation éventuelle près de
la surface amène une certaine diffusion de l'eau dans la
zone pétrolifère. Mais les résultants ne sont pas très
significatifs car le volume du gisement pénétré par l'eau
reste relativement faible.
La présente invention vise une méthode pour
stimuler une zone-réservoir d'une formation souterraine,
séparée d'une zone voisine contenant un fluide sous
pression par une couche intermédiaire moins perméable que
les deux zones de part et d'autre, en effectuant une
fracturation hydraulique dans une portion d'un drain dévié
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après obturation de cette portion de drain dévié pour
délimiter une zone de fracturation, caractérisée en ce que
l'on perce le drain dévié de façon que sur une partie au
moins de sa longueur, ledit drain traverse la couche
intermédiaire, la méthode comportant une ouverture différée
par fracturation hydraulique effectué entièrement dans
cette partie de drain, d'au moins une voie de communication
reliant la zone voisine à la zone-réservoir, de manière à
favoriser un drainage de la zone-réservoir par le fluide
sous pression.
De préférence, après fracturation de la couche
intermédiaire, on isole le drain du milieu extérieur de
facon
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à favoriser ledit drainage de ladite zone souterraine par le
fluide sous pression de la zone voisine.
La méthode peut comporter par exemple la réalisation
à partir'du drain, de fracturations faisant communiquer une
zone pétrolifère et une zone aquifère sous-jacente.
La méthode peut comporter aussi par exemple la
réalisation à partir du drain, de fracturations faisant
communiquer une zone pétrolière et une seconde zone pétrolière
sous-jacente.
l0 Le drain peut être percé dans une couche intermé-
diaire très peu perméable. I1 peut encore être percé dans une
couche intermédiaire non pétrolifère.
Selon la présente invention, il est également prévu
un dispositif pour stimuler la production d'une zone
souterraine séparée d'une zone voisine contenant un fluide à
une pression supérieure à celle de la zone souterraine, par une
couche intermédiaire très peu perméable, caractérisé en ce
qu'il comprend une conduite disposée dans un drain dévié percé
dans la couche intermédiaire, ladite conduite comprenant une
20 portion de longueur pourvue d'ouvertures, des blocs
d'obturation pour isoler des portions de la conduite sur ladite
portion de longueur, un bloc de confinement de la conduite
permettant d'isoler de l'extérieur ladite portion de longueur
et des moyens pour appliquer des pressions hydrauliques
capables de fracturer la couche intermédiaire et de mettre en
communication au cours de la période de production, les deux
zone de part et d'autre de ladite couche intermédiaire.
Dans un mode de réalisation préférentiel la conduite
comporte une deuxième portion de longueur pourvue d'ouvertures
30 dans sa partie traversant la zone souterraine, cette portion de
longueur étant latéralement décalée par rapport à la première
portion de longueur dans la couche intermédiaire, à la première
portion de longeur dans la couche intermédiaire, ledit bloc de
confinement étant disposé dans la conduite entre les deux
portions de longueur.
L'injection de fluide sous pression dans une zone
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souterraine telle qu'un gisement pétrolier dont la pression
interne est affaiblie du fait de la production, par
fracturation d'une couche intermédiaire depuis un drain percé
le long de celle-ci et convenablement confiné pour empêcher le
fluide de s'échapper vers la surface, a pour effet de pousser
l'huile vers les puits de production. L'utilisation d'un drain
dévié (horizontal ou faiblement incliné sur l'horizontale)
permet d'augmenter le volume de la zone envahie par le fluide
injecté. Lorsque la zone voisine est une zone aquifère active
c'est-à-dire réalimentée en permanence par des entrées d'eau,
la pression d'injection ne subit aucune chute sensible durant
toute la phase de drainage. L'effet obtenu est plus durable.
D'autres caractéristiques et avantages de la méthode
et du dispositif selon l'invention apparaîtront mieux à la
lecture de la description ci-après d'un mode de réalisation
décrit à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux
dessins annexés où:
- la Fig. 1 montre de façon schématique une coupe d'une zone de
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production pétrolière surmontant une zone contenant un fluide sous
pression telle qu'une zone aquifère et un premier mode de mise en
oeuvre'de la méthode selon l'invention; et.
- la Fig.2 montre de façon schématique la mëme coupe avec un second
mode de réalisation de la méthode.
La zone pétrolifère Z1 produit du pétrole par au moins un
puits de production P. Ce puits peut être vertical comme indiqué sur
la Fig. 1 ou bien encore selon les cas être horizontal. Dans certains
types de bassins, au-dessous de la zone pétrolifère Z1 et séparée
d'elle par une couche très peu perméable L, se trouve une zone voisine
renfermant un fluide sous pression. La pression de ce fluide est
supérieure à la pression régnant dans la zone de production Z1 du fait
que la zone voisine est à une profondeur plus grande. Ce fluide peut
être de l'eau ou bien encore un fluide pétrolier. Quand la zone
voisine est aquifère, elle est généralement du type actif i.e. elle
est alimentée par des apports d'eau extérieurs et la pression qui y
règne reste sensiblement constante. La couche intermédiaire L peut
être par exemple une zone rendue presque imperméable en raison de la
présence de produits hydrocarbonés très lourds et visqueux. Cette
ZO couche L peut aussi être d'un type non pétrolifère.
La méthode selon l'invention comporte le forage depuis la
surface S d'un drain D dévié (horizontal ou faiblement incliné par
rapport à l'horizontale) de manière à rester dans la couche
intermédiaire. Quand le drain D est foré, il est pourvu d'un cuvelage
ou casing C sur toute sa longueur. Des moyens connus d'obturation
permettent de.fermer l'espace annulaire entre le cuvelage et le drain.
Sur au moins une portion d1 de sa longueur, là où il traverse la zone
de production, le casing C est pourvu d'ouvertures latérales 0 mettant
les formations traversées en communication avec l'intérieur du drain
D. A ce stade aucune communication n'existe entre les deux zones Z1 et
Z2. Le drain peut être foré à tout moment, avant la mise en production
de la zone Z1 pétrolifére ou éventuellement au cours de la période de
production.
Au cours de cette période, quand il s'avère que la zone Z1
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nécessite une stimulation, on réalise des opérations de fracturation
de la couche intermédiaire à partir du drain D préalablement percé. A
cet effet et par une méthode bien connue des spécialistes, on descend
dans le cuvelage C des organes d'obturation dilatables B1,B2 jusque
dans la partie pourvue d'ouvertures latérales 0 et on les met en place
de manière à confiner une portion limitée du cuvelage. Par un tube
(non représenté) faisant communiquer la partie confinée avec un
système hydraulique, on applique un fluide sous une pression
suffisante pour fracturer Les parois jusqu'à l'établissement de voies
de communication F entre les deux zones Z1 et Z2. La séquence
d'opérations précédente est recommencée éventuellement à plusieurs
endroits différents du drain, de manière à élargir la zone fracturée.
des opérations de fracturation étant achevées, on installe
dans le casing un bloc d'obturation B3 de manière à isoler le drain du
milieu extérieur. Le fluide, en l'occurrence l'eau de La zone Z2, se
trouvant à une pression supérieure et le drain se trouvant confiné par
le bloc d'obturation B3, l'eau pénètre dans la zone Z1 par les
fracturations F et chasse les hydrocarbures accumulés dans la
formation.
Suivant le mode de réalisation de la Fig.2, Le drain D est
agencé de manière à pouvoir être utilisé comme puits de production. A
cet effet, le cuvelage C est pourvu dans sa partie qui traverse la
zone de production Z1, d'une autre portion de longueur d2 pourvue
d'orifices latéraux. Cette autre portion de cuvelage d2 est selon les
cas plus ou moins distante de la portion d1 par où peut rentrer l'eau
provenant de la zone Z2 et latéralement décalée par rapport à
celle-ci. Entre les deux portions d1 et d2 est disposé un organe B4
d'obturation dont la fermeture peu être déclenchée depuis
l'installation de surface.
Au cours de la période de production, quand une stimulation
de la production est nécessaire, on procède à une fracturation de la
portion de longueur d1 du cuvelage, de la même façon que dans le mode
de réalisation précédent et l'on ferme l'organe B4 de manière à isoler
l'une de l'autre les deux parties d1 et d2 du cuvelage. L'eau issue de
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la zone sous-jacente, pénètre par les fracturations dans la zone de
production Z1 et chasse l'huile vers les puits de production et
notamment vers la partie d2 du cuvelage C ouverte sur le milieu
extérieur. Le drain participe ainsi à la production.
La méthode selon l'invention permet ainsi d'utiliser au
mieux le fluide à haute pression disponible in situ à des fins de
stimulation de production pétrolifère.
La position des puits de production verticaux et/ou
horizontaux relativement aux drains déviés D ou inversement des drains
par rapport aux puits selon l'ordre dans lequel ils auront été forés
est choisie selon les règles de l'art de manière à optimiser la
production pétrolière.
