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Patent 2535251 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2535251
(54) English Title: PROCESS FOR IMPROVING CRUDE OIL EXTRACTION AND FACILITY IMPLEMENTING THE PROCESS
(54) French Title: PROCEDE D'AMELIORATION D'EXTRACTION DU PETROLE BRUT ET INSTALLATION METTANT EN OEUVRE CE PROCEDE
Status: Granted
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • E21B 43/24 (2006.01)
(72) Inventors :
  • MARCHAL, PHILIPPE (France)
(73) Owners :
  • MAJUS (United Kingdom)
(71) Applicants :
  • MAJUS (United Kingdom)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2014-06-03
(22) Filed Date: 2006-02-06
(41) Open to Public Inspection: 2006-08-07
Examination requested: 2010-12-07
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
05.01188 France 2005-02-07

Abstracts

English Abstract

The invention concerns an improvement process for a hydrocarbon extraction facility 1, through a bore hole connecting the surface to a deposit 4, including an essentially cylindrical envelope 6, consolidating the said bore hole, and an extraction pipe 8 lodged inside the said envelope 6. The installation includes a production boiler 14 for hot fluid made up of hydrocarbons, a thermally insulated channel 12, connecting the boiler to the deposit 4, allowing the hot fluid to circulate from the surface towards the filter screen 17, to obtain a mixture consisting of hot fluid and hydrocarbons from the deposit 4, and a recovery unit 11, for the fluid mixture using the extraction pipe 8.


French Abstract

L'invention concerne un procédé d'amélioration d'une installation d'extraction 1 d'hydrocarbures, à travers un forage reliant la surface à un gisement 4, comprenant une enveloppe 6 sensiblement cylindrique consolidant ledit forage et un tuyau d'extraction 8 logé à l'intérieur de ladite enveloppe 6. L'installation comprend une chaudière 14 de production de fluide chaud constitué d'hydrocarbures, une canalisation 12 isolée thermiquement reliant la chaudière au gisement 4 permettant la circulation du fluide chaud depuis la surface vers la crépine 17 pour obtenir un mélange constitué du fluide chaud et des hydrocarbures provenant du gisement 4, et une unité de récupération 11 du mélange fluide par l'intermédiaire du tuyau d'extraction 8.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


14

REVENDICATIONS
1. Procédé d'extraction d'hydrocarbures permettant d'accélérer la
production de la zone productrice du gisement (4) d'un puits (2) et d'en
augmenter
la quantité cumulée d'hydrocarbures, caractérisé en ce qu'on fait circuler un
fluide
chaud constitué d'hydrocarbures extraits circulant de façon continue entre le
gisement (4) et un réservoir de stockage des hydrocarbures extraits, afin de
porter
localement à une température supérieure la zone productrice par conduction
pour
fluidifier les hydrocarbures emprisonnés dans le gisement sous-terrain (4),
par
l'intermédiaire d'une conduite calorifugée, le fluide chaud étant mélangé aux
hydrocarbures extraits par l'intermédiaire d'une crépine ou drain (17) au
niveau de
la zone productrice et dont on récupère en surface le mélange ainsi formé à
l'aide
d'un tuyau d'extraction.
2. Procédé d'extraction d'hydrocarbures selon la revendication 1, dans
lequel la production est telle que l'arrivée de frigories apportées par les
hydrocarbures extraits du gisement (4) est inférieure à la quantité de chaleur

diffusée en majorité par conduction dans le gisement et dont le débit est
maintenu
inférieur à 3 barils par jour et par mètre linéaire de drain ou crépine.
3. Installation d'extraction (1) d'hydrocarbures, à travers un forage
reliant
la surface à un gisement (4), comprenant une enveloppe (6) sensiblement
cylindrique consolidant ledit forage et un tuyau d'extraction (8) logé à
l'intérieur de
ladite enveloppe (6), ladite enveloppe étant prolongée par une crépine ou
drain
(17), caractérisée en ce qu'elle comprend une chaudière (14) de production de
fluide chaud constitué d'hydrocarbures, une canalisation (12) isolée
thermiquement
reliant la chaudière au gisement (4) permettant la circulation du fluide chaud
depuis
la surface vers la crépine (17) pour obtenir un mélange constitué du fluide
chaud et
des hydrocarbures provenant du gisement (4), et une unité de récupération (11)
du
mélange fluide par l'intermédiaire du tuyau d'extraction (8), le fluide chaud
produit


15

par la chaudière et circulant jusqu'à la crépine ou drain comprenant les
hydrocarbures extraits.
4. Installation d'extraction (1) selon la revendication 3,
caractérisée en ce
que la canalisation (12) est insérée dans l'espace disponible entre
l'enveloppe (6) et
le tuyau d'extraction (8).
5. Installation d'extraction (1) selon la revendication
3, caractérisée en ce que la canalisation (12) est insérée
dans le tuyau d'extraction (8).
6. Installation d'extraction (1) selon l'une des
revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le fluide chaud
est un dissolvant des paraffines et/ou asphaltènes ou un
fluidifiant des hydrocarbures ou un mélange
dissolvant/hydrocarbures.
7. Installation d'extraction (1) selon l'une quelconque
des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que le fluide
chaud est le mélange fluide extrait et chauffé.
8. Installation d'extraction (1) selon l'une quelconque
des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que la
canalisation (12) est constituée d'un premier tube interne
(20) entouré d'un second tube externe (21) concentrique et
d'un isolant (22) logé dans l'espace compris entre les deux
tubes.
9. Installation d'extraction (1) selon la revendication
8, caractérisée en ce que l'isolant (22) est un matériau
pulvérulent et en ce qu'une pression réduite est établie dans
l'espace compris entre les deux tubes (20, 21).
10. Installation d'extraction (1) selon la revendication
8, caractérisé en ce que l'isolant (22) est constitué d'une
feuille réflectrice (23) sur laquelle est déposée une poudre
(24), ladite feuille réflectrice (23) étant enroulée en
spirale sur elle-même.


16

11. Installation d'extraction (1) selon la revendication
10, caractérisée en ce que ladite poudre (24) présente une
granulométrie sensiblement égale à 40 µm, des pores dont la
taille est de l'ordre de grandeur du libre parcours moyen des
molécules du gaz dans lequel elle est placée et une densité
comprise entre 50 et 150 kg/m3.
12. Installation d'extraction (1) selon la revendication
11, caractérisé en ce qu'une pression comprise entre 10-2 et
1 mbar est maintenue entre les deux tubes de la canalisation.
13. Installation d'extraction (1) selon la revendication
8 ou 9, caractérisée en ce que la canalisation (12) comprend,
entre les deux tubes (20, 21), des écarteurs (25) constitués
d'un matériau microporeux compressé, disposés régulièrement
le long de la canalisation (12), assurant un renfort contre
l'écrasement de l'isolant (22).
14. Installation selon l'une quelconque des
revendications 3 à 13, caractérisée en ce que le fluide est
chauffé dans la canalisation (12) à l'aide d'un conducteur
électrique.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


CA 02535251 2006-02-06
1
PROCEDE D'AMELIORATION D'EXTRACTION DU PETROLE BRUT ET
INSTALLATION METTANT EN UVRE CE PROCEDE
Le secteur technique de la présente invention est celui
des dispositifs d'extraction de liquides des gisements
géologiques, de type hydrocarbures.
Il est connu à ce jour d'extraire des liquides du sol,
par exemple des hydrocarbures, reposants dans des gisements
souterrains pouvant se trouver à plusieurs kilomètres dans la
terre. Après forage d'un trou depuis la surface jusqu'au
gisement où repose le liquide à extraire, on consolide ce
trou au fur et à mesure du forage avec des tuyaux de diamètre
dégressif. L'ensemble de ces tuyaux constitue une enveloppe.
Dans la zone productrice, vers l'extrémité enfouie, cette
enveloppe est percée d'un certain nombre d'orifices afin
d'offrir un accès au fluide vers le tube de production. Cette
partie percée est désignée par le terme crépine ou drain
suivant sa longueur. Un tuyau de diamètre constant et
inférieur à celui de l'enveloppe est introduit dans
l'enveloppe précédente afin d'atteindre le fond du trou pour
pomper le liquide jusqu'à la surface. Ce tuyau est donc un
tuyau d'extraction.
Un problème fréquemment rencontré est la faible valeur du
débit absolu ou total du puits. Ce débit est lié à plusieurs
facteurs, mais c'est essentiellement la viscosité du liquide
extrait qui pose problème. Ce liquide est d'autant plus
visqueux que sa température est faible. Selon la composition
des liquides à extraire, un autre problème peut apparaître.
Dans le cas d'un liquide contenant des fractions pouvant se
solidifier, par exemple des paraffines ou des asphaltènes,
ces fractions ont tendance à se solidifier et ceci d'autant
plus que la température baisse. Ces fractions tendent à se
déposer et viennent alors progressivement obturer les
orifices de la zone productrice, au niveau de l'enveloppe, et
dans le gisement lui-même au voisinage de l'enveloppe.
On constate donc que la viscosité élevée et les dépôts
solides conduisent à des ralentissements dudit débit, ce qui
augmente le coût de la production par unité de volume,

CA 02535251 2006-02-06
2
pouvant conduire à la fermeture d'un puits.
Il est connu que l'injection de chaleur dans un puits de
pétrole favorise l'écoulement dans la roche productrice et à
travers la crépine ou drain. La chaleur agit de deux façons :
elle diminue la viscosité du pétrole brut favorisant ainsi
son écoulement et elle empêche la formation de dépôts,
paraffines et asphaltènes, voire les fait fondre si des
dépôts antérieurs à l'injection de chaleur existaient.
Afin de remédier à ce problème, on a déjà appliqué
plusieurs solutions. On peut se référer aux brevets US-
2757738 et US-4344485.
Une solution consiste à injecter, par l'intermédiaire du
tuyau d'extraction, de la vapeur d'eau sous pression.
Plusieurs inconvénients apparaissent. Compte tenu de la
/5 longueur importante d'un puits, pouvant atteindre plusieurs
kilomètres, il est difficile de garantir que la vapeur arrive
chaude au fond du puits. De plus, l'utilisation du tuyau
d'extraction à cet usage nécessite un arrêt complet de la
production durant cette phase. Cette méthode présente les
inconvénients d'une production discontinue (connue sous le
vocable anglais Huff n' Puff).
Les inconvénients de l'utilisation de la vapeur d'eau
sont bien connus. En effet, ces dispositifs ont recours à de
grandes quantités d'énergie, à des installations complexes
pour l'injection, et à l'approvisionnement qui peut s'avérer
difficile dans les pays secs ou froids. De plus, l'injection
de vapeur d'eau dans le réservoir conduit à la récupération
d'un mélange huile/eau (vapeur condensée)/résidu de vapeur,
ce qui entraîne la nécessité de prévoir une installation
particulière pour séparer l'huile de l'eau.
Une autre solution consiste à injecter dans la zone
réservoir un solvant des fractions lourdes. Un inconvénient
est la nécessité de prévoir la logistique autour de ce
solvant : approvisionnement, stockage_ Un autre inconvénient
réside dans le fait que l'action chimique du solvant ne porte
que sur certaines fractions. Au contraire, les autres
méthodes agissant par apport de chaleur ont un double effet.
Elles agissent sur les dépôts et sur la fluidité du liquide

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3
réchauffé, augmentant ainsi le débit extractible et
l'efficacité de l'extraction.
Une autre solution par apport de chaleur consiste à
disposer, au niveau du fond du puits, un réchauffeur. Ce
réchauffeur est avantageusement une résistance électrique. La
difficile diffusion de cette puissance thermique engendre des
températures très importantes. Il se pose alors des problèmes
de choix des matériaux, tant pour la résistance, que pour
l'extrémité de l'enveloppe et/ou du tuyau d'extraction.
Compte tenu de sa localisation en fond de puits, il est
délicat de réaliser une telle résistance fiable et aisément
maintenable. Pour des raisons de sécurité enfin, il est
délicat d'apporter de grandes quantités d'énergie électrique
en fond de puits.
Le but de la présente invention est de fournir un système
d'amélioration de la productivité d'un puits et
d'augmentation des réserves récupérables en envoyant de la
chaleur dans le réservoir par conduction sans un apport
d'énergie important, simple à mettre en uvre et permettant
d'obvier les inconvénients précités.
L'invention a donc pour objet un procédé d'extraction d'hydrocarbures
permettant d'accélérer la production de la zone productrice du gisement d'un
puits
et d'en augmenter la quantité cumulée d'hydrocarbures, caractérisé en ce qu'on
fait
circuler un fluide chaud constitué d'hydrocarbures extraits circulant de façon
continue entre le gisement et un réservoir de stockage des hydrocarbures
extraits,
afin de porter localement à une température supérieure la zone productrice par

conduction pour fluidifier les hydrocarbures emprisonnés dans le gisement sous-

terrain, par l'intermédiaire d'une conduite calorifugée, le fluide chaud étant
mélangé
aux hydrocarbures extraits par l'intermédiaire d'une crépine ou drain au
niveau de la
zone productrice et dont on récupère en surface le mélange ainsi formé à
l'aide d'un
tuyau d'extraction.

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4
La production est telle que l'arrivée de frigories
apportées par les hydrocarbures extraits du réservoir est
inférieure à la quantité de chaleur diffusée en majorité par
conduction dans le réservoir et dont le débit est maintenu
inférieur à 3 barils par jour et par mètre linéaire de drain
ou crépine.
L'invention concerne également une installation d'extraction d'hydrocarbures,
à travers un forage reliant la surface à un gisement, comprenant une enveloppe

sensiblement cylindrique consolidant ledit forage et un tuyau d'extraction
logé à
l'intérieur de ladite enveloppe, ladite enveloppe étant prolongée par une
crépine ou
drain, caractérisée en ce qu'elle comprend une chaudière de production de
fluide
chaud constitué d'hydrocarbures, une canalisation isolée thermiquement reliant
la
chaudière au gisement permettant la circulation du fluide chaud depuis la
surface
vers la crépine pour obtenir un mélange constitué du fluide chaud et des
hydrocarbures provenant du gisement, et une unité de récupération du mélange
fluide par l'intermédiaire du tuyau d'extraction, le fluide chaud produit par
la
chaudière et circulant jusqu'à la crépine ou drain comprenant les
hydrocarbures
extraits.
Cette circulation permet d'augmenter le potentiel de
température du fonds de puits et ainsi d'élargir fictivement
le diamètre de la crépine ou drain et donc d'augmenter la
production et les réserves récupérables.
Selon une caractéristique, la canalisation est insérée
dans l'espace disponible entre l'enveloppe et le tuyau
d'extraction.
Selon une autre caractéristique, la canalisation est
insérée dans le tuyau d'extraction.

ab,. 02535251 2012-10-15
4a
Selon encore une autre caractéristique, le fluide chaud
est un dissolvant des paraffines et/ou asphaltènes ou un
fluidifiant des hydrocarbures ou un
mélange
dissolvant/hydrocarbures.
Selon encore une autre caractéristique, le fluide chaud
est le mélange fluide extrait et chauffé.
Selon encore une autre caractéristique, la canalisation
est constituée d'un premier tube interne entouré d'un second
tube externe concentrique et d'un isolant logé dans l'espace
compris entre les deux tubes.
Selon encore une autre caractéristique, l'isolant est un
matériau pulvérulent et en ce qu'une pression réduite est
établie dans l'espace compris entre les deux tubes.
Selon encore une autre caractéristique, l'isolant est

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constitué d'une feuille réflectrice sur laquelle est déposée
une poudre, ladite feuille réflectrice étant enroulée en
spirale sur elle-même.
Selon encore une autre caractéristique, ladite poudre
5 présente une granulométrie sensiblement égale à 40 pm, des
pores dont la taille est de l'ordre de grandeur du libre
parcours moyen des molécules du gaz dans lequel elle est
placée et une densité comprise entre 50 et 150 kg/m3.
Avantageusement, une pression comprise entre 10-2 et 1
mbar est maintenue entre les deux tubes de la canalisation.
Selon encore une autre caractéristique, la canalisation
comprend, entre les deux tubes, des écarteurs constitués d'un
matériau microporeux compressé, disposés régulièrement le
long de la canalisation, assurant un renfort contre
/5 l'écrasement de l'isolant.
Selon encore une autre caractéristique, le fluide est
chauffé dans la canalisation à l'aide d'un conducteur
électrique.
Un avantage du dispositif selon l'invention réside dans
l'apport de chaleur jusqu'au fond du puits, agissant ainsi,
tant sur les paraffines ou asphaltènes qu'il fait fondre, que
sur le liquide qu'il réchauffe au niveau du fond du puits et
de l'environnement proche de l'extrémité de l'enveloppe, afin
de le fluidifier pour augmenter le débit extrait, tout en
assurant une continuité de la production.
Un autre avantage du dispositif selon l'invention est
d'être mis en uvre sans nécessiter l'arrêt de la production
pendant son utilisation.
Un autre avantage du dispositif selon l'invention en
relation avec la réutilisation du liquide extrait est
d'éviter toute la logistique lourde liée à l'utilisation d'un
produit exogène.
Un autre avantage du dispositif selon l'invention, lié à
la réutilisation du liquide extrait, est de ne pas polluer le
gisement.
Un autre avantage encore de l'invention réside dans la
possibilité de faire fondre les paraffines et les asphaltènes
afin de déboucher aussi bien les pores de la zone productrice

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6
que les orifices de la crépine ou drain.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de
l'invention ressortiront plus clairement de la description
détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec
des dessins sur lesquels :
- la figure 1 illustre un exemple de réalisation d'une
installation selon l'invention,
- la figure 2 présente une autre réalisation de
l'installation,
/0 - la figure 3 est une coupe d'un exemple de réalisation
d'une canalisation, et
- la figure 4 est une coupe d'un autre exemple de
réalisation d'une canalisation.
Un puits de pétrole est le plus généralement constitué de
/5 deux parties essentielles, une conduite extérieure (désignée
par le vocable anglais casing) chargée de consolider la paroi
extérieure du puits dans le terrain et un tuyau interne
(désignée par le vocable anglais tubing) permettant la
remontée du pétrole en surface. Une crépine ou drain remplit
20 deux fonctions : elle assure la filtration du pétrole brut
extrait qui remonte vers la surface et elle empêche
l'effondrement du trou foré dans la zone productrice.
Différentes vannes manuelles et automatiques assurent les
étanchéités et la sécurité du puits vis à vis de l'extérieur.
25 Comme mentionné plus haut, l'objectif de l'invention est
de réaliser un chauffage de la zone productrice en majorité
par conduction et il faut s'assurer que la quantité d'énergie
diffusée par conduction dans le réservoir est suffisamment
importante pour contrebalancer l'arrivée de frigories
30 apportées par les hydrocarbures produits. On estime que
l'ordre de grandeur de production d'hydrocarbures doit être
inférieur à 3 barils environ par jour et par mètre de crépine
ou drain pour que l'apport de chaleur soit efficace.
La conduction thermique d'une roche réservoir est
35 comprise entre 0,7 et 3 W/m. C. Pour que la chaleur s'écoule
de la crépine ou drain vers la roche réservoir, il faut que
le débit du brut soit inférieur à 3 barils par jour et par
mètre de crépine ou drain. Ce débit est faible et à titre

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d'ordre de grandeur, un puits dont la longueur de la crépine
ou drain est de 10 mètres doit produire moins de 30 barils
par jour pour que le chauffage du réservoir soit
significatif. S'il sera facile d'augmenter par chauffage la
production de 5 barils par jour de 30 à 50%, à 30 barils par
jour, l'apport de chaleur sera pratiquement inefficace sauf
s'il s'agit de faire fondre très localement des paraffines ou
autres asphaltènes, ce qui pourra être réalisé en diminuant
momentanément la production pour laisser la chaleur pénétrer
le réservoir.
A titre d'ordre de grandeur, dans un puits vertical et
pour une production de base de 10 barils par jour, il
convient d'injecter au minimum une quantité de chaleur de
l'ordre de 2 kW. Les pertes thermiques minimales d'une
conduite de 1000 mètres de long sont avec un isolant poreux
sous pression réduite comprise entre 2 et 5 kW pour les
écarts de températures souhaités. On voit que la puissance à
injecter en amont de la conduite devra être de l'ordre de la
vingtaine de kW pour que les pertes thermiques le long de la
conduite d'injection laissent le fluide injecté à une
température suffisamment élevée (par exemple 150 'C) au
niveau de la crépine.
Lorsque le débit de la zone productrice est supérieur à 3
barils par jour et par mètre de crépine ou drain, l'apport de
frigories venant du fluide s'êcoulant de la zone .productrice
vers la crépine ou drain est supérieur à la quantité de
chaleur transmise par conduction par cette crépine ou drain,
ce qui réduit l'intérêt de l'invention dans ce domaine de
productivité.
Selon la figure 1, on a représenté une vue globale d'une
installation 1 conforme à la présente invention dans un puits
d'extraction 2 de liquide 3. Dans cette réalisation, le puits
2 est vertical. Afin d'extraire ce liquide 3 présent sous
terre dans une poche géologique ou gisement de fond 4, on
fore un trou 5 sensiblement vertical, reliant la surface,>/au
gisement de fond 4()au fur et à mesure de la progression du
forage du trou 5, qui peut atteindre des longueurs de
plusieurs kilomètres. Le trou 5 est consolidé par l'insertion

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8
de segments cylindriques d'une enveloppe 6. Ces segments sont
insérés les uns après les autres de façon connue, les
suivants passant dans les précédents. La succession de ces
segments constitue l'enveloppe 6 qui présente une forme
sensiblement tubulaire de diamètre lentement décroissant avec
la profondeur, dont l'ordre de grandeur est de 9"5/8 (245
cm). Cette façon de faire est tout à fait classique et n'a
pas à être décrite plus longuement.
L'extrémité de cette enveloppe 6 est munie de
/0 perforations radiales 7 à son extrémité basse dans le
gisement de fond 4 et ces perforations permettent l'entrée du
liquide 3 dans l'enveloppe 6. Cette partie de l'enveloppe est
appelée communément crépine ou drain 17. Dans cette
enveloppe, on dispose un tuyau 8 de pompage avec un espace
/5 libre entre l'enveloppe 6 et le tuyau de pompage 8. Il relie
l'extrémité basse de l'enveloppe 6 au niveau du gisement de
fond 4 où il collecte le liquide 3 pour le remonter à la
surface. Ce tuyau 8 est prolongé par une conduite 9 de
surface permettant de recueillir dans un réservoir 10 le
20 mélange fluide. Un pompage additionnel peut être assuré de
façon connue par une pompe 11, ou unité de pompage, disposée
par exemple au voisinage du réservoir 10. Le diamètre du
tuyau de pompage 8 est classiquement égal à 4"1/2 (114 cm).
Une canalisation 12 additionnelle est disposée dans
25 l'enveloppe 6 pour assurer l'injection d'un fluide chaud au
fond du puits, au niveau du gisement de fond 4. Cette
canalisation 12, compte tenu de l'espace disponible, présente
un diamètre externe de l'ordre de 2"1/2 (63,5 cm). Ce
diamètre doit encore être réduit pour réaliser toutes les
30 fonctions de protection mécanique et thermique de la
canalisation 12 et du mélange fluide 3. Cette canalisation 12
est prolongée par une conduite 13 extérieure débouchant dans
le réservoir 10. Le long de la conduite 13, on incorpore une
chaudière 14, et une pompe 15 d'injection. Cette pompe 15
35 prélève une fraction de mélange fluide dans le réservoir 10.
On réalise ainsi une circulation continue entre le gisement 4
et le réservoir 10. Une pompe à vide 16 est prévue pour faire
un vide partiel dans l'espace annulaire de la canalisation

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9
12. La chaudière 14 et les pompes 15 et 16 peuvent être
placés en n'importe quel autre point de la conduite. Sur la
figure, la canalisation 12 est insérée dans l'espace
disponible entre l'enveloppe 6 et le tuyau d'extraction 8
mais elle peut être insérée dans le tuyau d'extraction 8.
Le fluide ainsi injecté au fond 4 peut agir chimiquement
ou thermiquement. Son activité chimique peut être dissolvante
afin de limiter, diminuer ou supprimer les dépôts, telles des
paraffines ou des asphaltènes, qui lors de leur
solidification viendraient se déposer aux abords des
perforations 7 de l'enveloppe 6, jusqu'à venir les obturer.
Un tel solvant ou dissolvant peut être par exemple du xylène,
du propane, du dioxyde de carbone. L'action chimique peut
aussi être fluidifiante. Un fluidifiant agira ainsi en
empêchant l'épaississement et le dépôt, mais aussi en
fluidifiant le liquide 3 au niveau du gisement de fond 4 à
proximité de l'extrémité de l'enveloppe 6, facilitant ainsi
l'extraction du liquide 3 et permettant d'augmenter le débit
d'extraction. L'injection d'un tel dissolvant ou fluidifiant
peut avantageusement être effectué après augmentation de sa
température et/ou de sa pression.
Le fait d'utiliser un fluide chaud confère une double
action. La chaleur permet de faire fondre les fractions déjà
solidifiées ou déposées. La chaleur agit de plus, en
diminuant la viscosité du liquide 3 à extraire. .Ce dernier
devient plus fluide en étant chauffé. Par conduction dans la
roche réservoir, la chaleur envoyée va fluidifier les
hydrocarbures à extraire et par-là, diminuer la perte de
charge. Ainsi, avec une même puissance de pompage, une
quantité plus importante de liquide sera extraite
(amélioration de la productivité) et on pourra pomper du
liquide emprisonné plus loin dans le réservoir (amélioration
des réserves récupérables). Afin de ne pas polluer le
gisement par un apport de fluide exogène, il est très
avantageux d'utiliser comme fluide chaud, le mélange fluide
d'hydrocarbures qui a été extrait, après l'avoir réchauffé.
Il est ainsi possible de prélever une partie du liquide 3
extrait par la canalisation de pompage 12, pour, après

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l'avoir réchauffé par un passage dans la chaudière 14, le
réinjecter chaud dans la canalisation 12. Ce liquide 3 est un
bon caloporteur. De plus, en l'absence de risque de pollution
de la zone productrice par un produit exogène, il est
5 possible d'en injecter de grandes quantités, et donc
d'apporter de grandes quantités de chaleur.
La profondeur (p) du trou pouvant atteindre plusieurs
centaines de mètres (100 à 2000 m), il est indispensable pour
apporter de la chaleur au fond 4, de disposer d'une
10 canalisation 12 hautement isolée
thermiquement.
Avantageusement, le fluide est chauffé dans la canalisation
12 à l'aide d'un conducteur électrique.
Sur la figure 2, on a représenté une autre installation
d'extraction 1 à partir d'un gisement de fond horizontal 4
d'un puits 2 et dans laquelle l'enveloppe 6 est prolongée par
un drain 17 sensiblement horizontal d'une longueur (1)
d'environ 500 à 2000 mètres. Dans cette réalisation, on voit
que l'extrémité du tuyau 8 de pompage par laquelle entre le
fluide à extraire est disposé à proximité du début du drain
17 et est muni d'une pompe 18. Cette pompe est classiquement
soit une pompe à balancier avec un mécanisme en surface et
une partie aspirante à l'extrémité du tuyau 8, soit une pompe
MOINEAU ou PCP dont le corps est situé à l'extrémité du
tuyau 8. Par contre, la canalisation 12 s'étend sur toute la
longueur du drain 17 afin d'assurer une circulation du fluide
chaud constitué d'hydrocarbures sur toute la longueur de la
crépine 17. On notera que la zone productrice présente un
débit faible de 0,2 à 2 barils par jour et par mètre. Mais la
grande longueur du drain 17 horizontal autorise des débits
absolus importants de l'ordre de 500 à 3 000 barils par jour.
Dans ces conditions, un apport de chaleur au niveau du drain
est tout à fait intéressant. Le fluide chaud va se mélanger
avec l'huile produite à réchauffer ainsi que la crépine et
donc diminuer la viscosité dans le drain et dans le
réservoir, par-là diminuer la perte de charge et faciliter
l'extraction des hydrocarbures. On peut en effet avec la même
puissance de pompage extraire plus rapidement le liquide
emprisonné dans la roche (amélioration de la productivité) et

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11
aller chercher des hydrocarbures plus loin dans le réservoir
(augmentation des réserves récupérables).
La figure 3 représente une vue en coupe d'une
canalisation 12 particulièrement appropriée pour équiper les
installations selon les figures 1 et 2. La canalisation 12
est réalisée suivant la technique connue sous le vocable
anglais du pipe in pipe . Un premier tube interne 20
assure le transport du fluide. Ce premier tube 20 est protégé
mécaniquement par un second tube externe 21 de diamètre plus
important concentrique avec le premier tube 20. Entre les
deux tubes 20 et 21 est disposé un isolant 22.
Plusieurs possibilités sont offertes pour réaliser un
isolant entre les deux tubes 20 et 21.
Le vide est un très bon isolant. Compte tenu des grandes
/5 longueurs de canalisation 12 envisagées, des contraintes de
pression dans l'annulaire entre ces tubes et des variations
thermiques entraînant des contraintes de flambage des tubes
et 21, une telle solution ne peut garantir que ces deux
tubes ne vont pas venir en contact l'un de l'autre. Un tel
20 contact conduit d'une part à la disparition du vide isolant
entre les deux tubes et entraîne d'autre part par conduction
une importante perte thermique, d'autant plus importante que
les tubes sont en matériau métallique. Ces contacts peuvent
être évités en introduisant des écarteurs 25 entre les deux
tubes.
Il est donc préférable d'introduire dans l'espace entre
les deux tubes 20 et 21 un isolant rigide 22 résistant à
l'écrasement, agissant comme un écarteur pour empêcher les
deux tubes 20 et 21 de venir en contact. Le matériau utilisé
pour réaliser ces écarteurs doit présenter un bon
comportement isolant. Un tel matériau peut avantageusement
être un matériau microporeux. Ce matériau microporeux, du
type de celui décrit dans le brevet FR-2746891, est
avantageusement obtenu en comprimant une poudre par exemple
de silice pyrogénée. Un tel matériau microporeux comprimé
présente avantageusement une densité comprise entre 200 et
400 kg/m3. Les capacités thermiques isolantes d'un tel
matériau sont nettement améliorées lorsqu'il est placé dans

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12
l'annulaire sous faible pression entre les deux tubes. Une
telle faible pression, avantageusement comprise entre 1 mbar
et la pression atmosphérique, peut ici être obtenue en
utilisant une pompe à vide entre les deux tubes 20 et 21. Les
conditions objectives sont nettement moins exigeantes que le
vide poussé proposé précédemment à l'aide de la pompe 16. La
fonction d'écarteur assurée par un tel matériau microporeux
peut être obtenue en l'utilisant pour remplir totalement
l'espace entre les deux tubes. Il est aussi envisageable du
point de vue mécanique, de ne placer des écarteurs 25 en
matériau microporeux de quelques centimètres de longueur que
régulièrement le long de la canalisation 12, selon une
période comprise entre 0,1 et 1 mètre, assurant ainsi un
renfort contre l'écrasement de l'isolant.
/5 On peut également réaliser un isolant 22 en réalisant un
superisolant multicouche constitué d'écrans réflecteurs 23
intercalant des couches de poudre 24 tel que décrit dans le
brevet FR-2862122 et représenté sur la figure 4. Les écrans
sont constitués par une feuille réflectrice, par exemple
d'aluminium, sur laquelle la poudre est déposée, enroulée en
spirale sur elle-même. La poudre 24 présente une
granulométrie sensiblement égale à 40 pm, des pores dont la
taille est de l'ordre de grandeur du libre parcours moyen des
molécules du gaz dans lequel cette poudre est placée et une
densité comprise entre 50 et 150 kg/m3.
Avantageusement, une pression comprise entre 10-2 et 1
mbar est maintenue entre les deux tubes de la canalisation.
Il est possible aussi de réaliser un isolant 22 en
combinant l'utilisation d'écrans réflecteurs 23 disposés en
multicouches avec un vide partiel de l'ordre de 10-2 à 1
mbar. Un tel isolant permet de chauffer la zone productrice à
une température voisine de 200 C, ce qui permet de réduire
considérablement la viscosité des hydrocarbures et ainsi
d'assurer le pompage dans des conditions économiques
acceptables.
Une canalisation telle que décrite précédemment permet un
apport de chaleur suffisant pour rendre suffisamment fluide
les hydrocarbures avec une chaudière de 20 à 500 KW.

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L'installation 1 selon l'invention permet d'augmenter la
production de pétrole brut de 20 à 100%, d'exploiter des
réserves délaissées et d'éviter toute pollution des
gisements.
A titre indicatif, une canalisation double 12 selon
l'invention peut être constituée d'un tube externe de 33 mm
de diamètre extérieur avec une épaisseur de 2 mm et un tube
externe de 13 mm de diamètre extérieur avec une épaisseur de
2 mm et est apte à transporter 20 kW à 200 C sur une
/0 distance globale de 1000 mètres. Une canalisation double 12
constitué d'un tube externe de 60 mm de diamètre et
d'épaisseur 6 mm et d'un tube interne de 33 mm de diamètre
externe et d'épaisseur 4 mm transportera facilement 200 kW à
200 C sur une distance globale de 2000 mètres.
/5

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date 2014-06-03
(22) Filed 2006-02-06
(41) Open to Public Inspection 2006-08-07
Examination Requested 2010-12-07
(45) Issued 2014-06-03

Abandonment History

There is no abandonment history.

Maintenance Fee

Last Payment of $624.00 was received on 2024-01-31


 Upcoming maintenance fee amounts

Description Date Amount
Next Payment if standard fee 2025-02-06 $624.00
Next Payment if small entity fee 2025-02-06 $253.00

Note : If the full payment has not been received on or before the date indicated, a further fee may be required which may be one of the following

  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $400.00 2006-02-06
Registration of a document - section 124 $100.00 2006-04-07
Maintenance Fee - Application - New Act 2 2008-02-06 $100.00 2008-01-24
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2009-02-06 $100.00 2009-01-23
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2010-02-08 $100.00 2010-01-27
Request for Examination $800.00 2010-12-07
Maintenance Fee - Application - New Act 5 2011-02-07 $200.00 2011-01-24
Maintenance Fee - Application - New Act 6 2012-02-06 $200.00 2012-01-23
Maintenance Fee - Application - New Act 7 2013-02-06 $200.00 2013-01-28
Maintenance Fee - Application - New Act 8 2014-02-06 $200.00 2014-02-04
Final Fee $300.00 2014-03-13
Maintenance Fee - Patent - New Act 9 2015-02-06 $200.00 2014-12-12
Maintenance Fee - Patent - New Act 10 2016-02-08 $250.00 2016-01-08
Maintenance Fee - Patent - New Act 11 2017-02-06 $250.00 2017-01-23
Maintenance Fee - Patent - New Act 12 2018-02-06 $250.00 2018-01-22
Maintenance Fee - Patent - New Act 13 2019-02-06 $250.00 2019-01-15
Maintenance Fee - Patent - New Act 14 2020-02-06 $250.00 2020-01-17
Maintenance Fee - Patent - New Act 15 2021-02-08 $459.00 2021-01-12
Maintenance Fee - Patent - New Act 16 2022-02-07 $458.08 2022-01-06
Maintenance Fee - Patent - New Act 17 2023-02-06 $473.65 2023-01-06
Maintenance Fee - Patent - New Act 18 2024-02-06 $624.00 2024-01-31
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
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Past Owners on Record
MARCHAL, PHILIPPE
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Documents

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Maintenance Fee Payment 2020-01-17 1 33
Maintenance Fee Payment 2022-01-06 1 33
Abstract 2006-02-06 1 21
Description 2006-02-06 15 763
Claims 2006-02-06 3 114
Drawings 2006-02-06 3 69
Representative Drawing 2006-07-12 1 11
Cover Page 2006-07-28 2 45
Claims 2012-10-15 3 124
Description 2012-10-15 14 671
Cover Page 2014-05-08 1 42
Correspondence 2010-12-20 1 86
Correspondence 2006-03-03 1 31
Assignment 2006-02-06 3 86
Correspondence 2006-04-05 3 81
Assignment 2006-02-06 5 143
Assignment 2006-04-07 2 70
Correspondence 2010-08-10 1 45
Prosecution-Amendment 2010-12-07 2 60
Prosecution-Amendment 2012-04-16 3 112
Prosecution-Amendment 2012-10-15 12 442
Prosecution-Amendment 2013-01-23 2 68
Prosecution-Amendment 2013-05-28 6 232
Fees 2014-02-04 1 60
Correspondence 2014-03-13 2 63
Fees 2014-12-12 1 41