PUMPING METHOD AND SYSTEM FOR OIL WELLS

METHODE ET SYSTEME DE POMPAGE DANS UN PUITS PETROLIER

Abrégé français

La présente invention concerne une méthode et un système de pompage d'un effluent comprenant : - des moyens de pompage comportant un rotor et un stator ; - le rotor étant fixé par une première extrémité à une colonne tubulaire d'entraînement ; des moyens d'entraînement en rotation de la colonne ; - un tube prolongateur, comportant au moins un orifice, est fixé sur le rotor à sa deuxième extrémité, le rotor comportant un conduit mettant en communication l'espace intérieur de la colonne d'entraînement avec l'espace intérieur du tube prolongateur.

Abrégé anglais

The present invention relates to an effluent pumping method and system comprising: -pumping means comprising a rotor and a stator; -the rotor being fastened by a first end to a tubular driving string; -means for driving the string into rotation; a riser comprising at least one orifice is fastened to the rotor at the second end thereof, the rotor comprising a line which communicates the inner space of the driving string with the inner space of the riser.

Revendications

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REVENDICATIONS
1. Système de pompage d'un effluent produit par un puits foré dans une
formation géologique productrice et s'écoulant dans un drain de production
comprenant:
- des moyens de pompage placés à la partie basse du puits de façon à être
immergés dans ledit effluent, lesdits moyens de pompage comportant un rotor et
un
stator;
- ledit rotor étant fixé par une première extrémité à une colonne tubulaire
d'entraînement disposée dans l'espace intérieur dudit puits;
- des moyens d'entraînement en rotation de ladite colonne de façon à activer
la pompe;
caractérisé en ce qu'un tube prolongateur comportant au moins un orifice est
fixé sur le rotor à sa deuxième extrémité, ledit rotor comportant un conduit
mettant
en communication l'espace intérieur de la colonne d'entraînement avec l'espace
intérieur du tube prolongateur et ledit tube prolongateur ayant une longueur
déterminée en fonction de la longueur du drain de production de l'effluent.
2. Système selon la revendication 1, dans lequel ledit tube prolongateur
comporte une pluralité d'orifices répartie sur sa longueur.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit orifice a une
dimension déterminée pour qu'un fluide injecté dans la colonne d'entraînement
sorte du tube prolongateur sous forme d'un jet.
4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le
tube prolongateur est en polymère composite.
5. Système selon la revendication 1, dans lequel le puits est cuvelé et les
moyens de pompage sont disposés dans le cuvelage.

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6. Système selon la revendication 5, dans lequel le stator est fixé à la base
d'une colonne de production.
7. Méthode de production par pompage d'un effluent produit par un puits
foré dans une formation géologique productrice, dans laquelle on met en oeuvre
le
système selon l'une des revendications 1 à 4, et dans laquelle on injecte dans
le
tube continu un fluide adapté à abaisser la viscosité de l'effluent.
8. Méthode selon la revendication 7, dans laquelle on injecte au moins l'un
des fluidifiants suivants : eau chaude, vapeur d'eau, naphta.
9. Méthode de production selon la revendication 7, dans laquelle ledit fluide
est adapté à mettre en émulsion ledit effluent.

Description

CA 02480237 2011-08-24
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METHODE ET SYSTEME DE POMPAGE DANS UN
PUITS PETROLIER
La présente invention concerne une méthode et un système de
production d'hydrocarbures par pompage, particulièrement adaptés à des
gisements d'huile visqueuse.
On connaît le document FR-2692320 qui décrit un dispositif de pompage
pour les fluides visqueux comportant l'injection d'un produit fluidifiant en
amont de l'aspiration de la pompe. Ce dispositif présente notamment
l'inconvénient de nécessiter une opération supplémentaire pour la mise en
place d'une conduite spéciale pour l'injection du produit.
On connaît le document FR-2727475 qui décrit un dispositif de pompage
entraîné par un tube continu déroulé depuis la surface, ledit tube permettant
l'injection d'un additif en aval du refoulement de la pompe. Mais le fluide à
l'entrée de l'aspiration de la pompe n'est pas en contact avec l'additif et
conserve une viscosité telle que l'efficacité du pompage peut en être
affectée.
Ainsi la présente invention concerne un système de pompage d'un effluent
produit par un puits foré dans une formation géologique productrice et
s'écoulant
dans un drain de production comprenant :
- des moyens de pompage placés à la partie basse du puits de façon à être
immergés dans ledit effluent, lesdits moyens de pompage comportant un rotor et
un
stator;

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- ledit rotor étant fixé par une première extrémité à une colonne tubulaire
d'entraînement disposée dans l'espace intérieur dudit puits;
- des moyens d'entraînement en rotation de ladite colonne de façon à activer
la pompe;
caractérisé en ce qu'un tube prolongateur comportant au moins un orifice est
fixé sur le rotor à sa deuxième extrémité, ledit rotor comportant un conduit
mettant
en communication l'espace intérieur de la colonne d'entraînement avec l'espace
intérieur du tube prolongateur et ledit tube prolongateur ayant une longueur
déterminée en fonction de la longueur du drain de production de l'effluent.
Le tube prolongateur peut comporter une pluralité d'orifices répartie sur
sa longueur.
L'orifice peut avoir une dimension déterminée pour qu'un fluide injecté
dans le tube continu sorte du tube prolongateur sous forme d'un jet.
Le tube prolongateur peut être en polymère composite.
La longueur du tube prolongateur peut être déterminée en fonction de la
longueur du drain de production de l'effluent.
Le puits peut être cuvelé et les moyens de pompage peuvent être
disposés dans le cuvelage.
Le stator peut être fixé à la base d'une colonne de production.
L'invention concerne également une méthode de production par
pompage d'un effluent produit par un puits foré dans une formation géologique
productrice, dans laquelle on met en oeuvre le système selon l'invention, et

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dans laquelle on injecte dans le tube continu un fluide adapté à abaisser la
viscosité de l'effluent.
On peut injecter au moins l'un des fluidifiants suivants: eau chaude,
vapeur d'eau, naphta.
Le fluide peut être adapté à mettre en émulsion ledit effluent.
La présente invention sera mieux comprise et ses avantages
apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit
d'exemples
de réalisation, nullement limitatifs, illustrés par les figures ci-après
annexées,
1o parmi lesquelles:
- la figure 1 représente schématiquement le système selon l'invention,
- la figure 2 montre plus en détail le système selon l'invention.
La figure 1 montre un puits 1 foré depuis la surface du sol jusqu'à une
zone géologique 2 productrice d'un effluent, par exemple pétrolier. Le puits 1
se poursuit dans cette zone géologique par un drain 3 foré sensiblement
horizontalement, de façon à traverser sur une plus grande longueur la couche
productrice.
Une colonne de tubes 4 recouvre les parois du puits foré, sensiblement
jusqu'à la couche productrice 3. Ce cuvelage a pour fonction principale de
stabiliser le trou foré et de permettre l'installation de tous les moyens de
production nécessaires à l'exploitation de la couche productrice 2, par
exemple
une colonne de production, des moyens de pompages, des vannes de contrôle,
etc...

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La couche productrice n'étant pas, dans le cas présent, "éruptive", une
pompe est nécessaire pour remonter l'effluent à la surface du sol. Des moyens
de pompage 5 sont installés dans le cuvelage 4 à l'aide de moyens d'ancrage et
d'étanchéité annulaire 6. Selon l'invention, les moyens de pompage comportent
une pompe volumétrique constituée d'un stator 7 fixe par rapport au cuvelage
4, et d'un rotor 8 entraîné en rotation par un tube continu du type "coiled
tubing" 9. Le documents FR-2727475 et US-5667369 décrivent les moyens et la
mise en oeuvre des moyens de pompage à l'aide d'un tube continu adapté à être
enroulé et déroulé d'un tambour de treuil disposé à la surface du sol. Une
autre colonne de tubes 10 peut être liée au stator 7 de la pompe, mais dans
certaines configurations, l'effluent refoulé vers la surface peut circuler
directement dans l'intérieur de la colonne 4. Les moyens de pompage sont
placés à une profondeur dans le puits de façon à rester immergés dans
l'effluent en cours de pompage. Compte tenu du mode d'entraînement de la
pompe à partir de la surface, la pompe n'est généralement pas installée dans
une portion de puits incliné de plus de 70 .
Selon la figure 1, l'effluent produit remonte à la tête de puits 11 par
l'intérieur de la colonne 10 pour être ensuite évacué par la conduite "flow-
line"
12. Le tube continu "coiled-tubing" 9 est entraîné en rotation par des moyens
de mise en rotation 13. Une conduite d'injection d'un fluide dans le tube
continu 9 complète l'installation de la tête de puits 11. Les éléments de
surface
peuvent être similaires à ceux décrits dans le document US-5667369.

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Sur la seconde extrémité du rotor 8 (le tube continu 9 est fixé sur une
première extrémité du rotor), est fixé un tube prolongateur 15 équipé d'au
moins un orifice 16 permettant l'injection dans le drain d'un fluide.
Le rotor 8 comporte un conduit 17 qui le traverse sur toute sa longueur
5 de façon à mettre en communication l'espace intérieur du tube continu 9 et
l'espace intérieur du tube prolongateur 15. Le conduit 17 peut être percé ou
résulté de la fabrication d'un rotor creux.
La figure 2 montre plus précisément un tube prolongateur 20 fixé en
bout d'un rotor 21 comportant un conduit 22. Le tube prolongateur 20 a une
io longueur telle qu'il s'étend sur une certaine longueur du drain dans la
couche
productrice. Une pluralité d'orifices 23 permet la présence de jets 24 de
fluide
dans le drain 3. Le tube prolongateur a un diamètre extérieur compatible avec
la section de passage du stator dans laquelle est placé le rotor. En effet,
lors de
sa mise en place, le tube prolongateur doit traverser le stator.
Ainsi, le tube prolongateur est mis en rotation dans le drain quand les
moyens de pompage sont activés, c'est-à-dire quand le tube continu entraîne en
rotation le rotor de la pompe. Lors de l'injection d'un fluide dans le tube
continu, ce fluide jaillit du tube prolongateur selon des jets rotatifs,
favorisant
ainsi le contact de ce fluide injecté avec l'effluent produit par la formation
géologique et s'écoulant dans le drain. En particulier, dans le cas d'huile
lourde, ou visqueuse, le fluide injecté peut être un agent destiné à abaisser
la
viscosité de l'effluent produit: vapeur d'eau chaude, eau chaude, solvant
chimique ou physique, ou produits fonctionnellement équivalents.

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La répartition des orifices est fonction de la répartition des débits de
production de la formation traversée par le drain. Le diamètre des trous peut
être différent en fonction de la pression en amont, de façon à obtenir une
bonne
répartition du fluide injecté.
Le drain, dans lequel est introduit le tube prolongateur, peut être
découvert ("open hole"), cuvelé par un ensemble de crépine ou par un tube
crépiné, ou cuvelé cimenté puis perforé.
Dans une variante de mode de production, on peut mettre en émulsion
l'huile lourde dans de l'eau additivée de produits émulsifiant, l'eau
additivée
1o étant injectée par le tube continu.
L'invention ne se limite pas à un système comportant un tube continu
d'entraînement, bien que ce soit un mode de réalisation avantageux. Une
colonne d'entraînement constituée par l'assemblage d'éléments de tubes peut
convenir, dans le cadre de la présente invention.

Dessin représentatif