La Fracturation À L'acide [PDF]

Zitiervorschau

La fracturation à l’acide

Introduction : Pour les majorités des réservoirs, la stimulation effective est celle qui a un rendement économique important, surtout dans les nouvelles explorations et les techniques de récupération des gaz non conventionnel, La fracturation à l’acide est la nouvelle technique et encore sous développent à cause de son cout, les équipements énorme utilisés et les l’impact sur l’environnement et les employeurs sur chantier Mais le problème posé c’est la modalisation et la simulation la plus approximative à la formation .

Définition : La fracturation à l’acide est l’un des moyens fondamentaux pour stimuler les réservoirs carbonatés les deux principaux processus intégrés avec cette technique sont la conductivité des fractures gravés et la pénétration de l’acide à travers la formation, Dans les formations hétérogènes la fracturation acide c’est la méthode efficace pour la récupération et l’ amélioration de production Pour la production des réservoirs à gaz proche de surface (shallow gas ) ou les gaz de schiste ou les réservoir étanche au gaz la fracturation et plus économique.

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La fracturation à l’acide

Comparaison entre la fracturation acide et hydraulique : Fracturation hydraulique

Fracturation à l’acide

Grès

Carbonate (calcaire ou anhydrite)

Propageant

L’acide pour graver la roche

Perte de circulation contrôlée

Excès de perte de circulation

Demi-longueur (half lenght) important

Demi-longueur limitée

Largeur étendu

Largeur étroite

Transport

Corrosion

Screen out

Compatibilité

Nettoyage de puits

Température sensitive

Retour de

L’acide utilisé

Cout des fluides reduits

Cout des fluides important

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La fracturation à l’acide

Les domaines d’utilisation : Les réservoirs carbonaté (calcaire, dolomite, craie) Les puits qui ont une perméabilité diminuée par l’endommagement due à une restriction proche au contacte couche troue Les réservoirs à gaz de schiste Les gaz non conventionnel Facteur influe sur la productivité de puits :  La perméabilité de réservoir  L’endommagement proche de liaison couche troue  L’état des équipements de production La productivité des puits peuvent être évaluée par:  Des puits voisin  L’historique de puits

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La fracturation à l’acide

Le choix de l’acide : Dans des puits à température modéré le contrôle de la perte des fluide peut être considère comme le facteur le plus important Dans les puits à haute température la pénétration des acides dans la formation Est considère comme un facteur important Quand l’acide s’écoule à travers une partie de la formation face au fracture dessoude, tant que l’acide tends de graver la formation avec une manière non uniforme afin de crée des Canales qui reste généralement ouverte après l’arrêt de pompage et les fracture se ferment Paramètre qui influe sur l’opération : 1. Evaluation de traitement préliminaire de formation 2. Analyse des systèmes de production 4

La fracturation à l’acide

3. Mécanique de roche et la géométrie de fracture 4. La solubilité de roche 5. La pénétration de l’acide 6. L’acide et les additifs 7. Les essais de laboratoire

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Les paramètres

Origine

La direction de propagation (azimute)

Elle est perpendiculaire à la min contrainte principal due le changement géologique

La longueur de frac

Pression, perméabilité, épaisseur de formation

Largeur

Débit, dureté, viscosité d’acide, volume d’acide

La hauteur

La pression de pompage, la température pour indiqué la hauteur de frac Tableau 2 la géométrie de frac

L’étape de traitement : 1.Acid stage: consiste à pomper plusieurs dizaines de milliers de litres de solution d’acide diluée dans l’eau HCl 15% (acide chlorhydrique ou acide muriatique) afin de nettoyer les débris de ciment et de boue de forage restants dans les entailles créées par les perforations avant l’injection du fluide de fracturation. 2. Pad stage: consiste à pomper autour de 400 m3 d’eau visqueuse (Slickwater) sans acide. Ce fluide, une fois pompé dans le puits, a pour but d’initier et d’ouvrir les fractures sous très haute pression (de 5000 psi à 13000 psi) pour permettre l’acheminement et la mise en place des agents de soutènement 3. Prop sequence stage : consiste à pomper l’agent de soutènement (acide) enrobé dans un fluide très visqueux. Son rôle est de graver et remplir et de maintenir ouvertes les fractures une fois la pression hydraulique de fracturation relâchée. 4. Flushing Stage : consiste à pomper un volume d’eau industrielle suffisant pour « rincer » l’excès de l’acide se trouvant dans le puits. 6

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5. Fluid Return : Une fois la procédure de fracturation à l’acide achevée, du fluide remonte à la surface. Cette opération est appelée Flowback. flowback fluides contenant de l’eau, des additifs chimiques utilisés pendant l’opération de fracturation et des contaminants détachés de la formation, y compris des composés organiques toxiques, des métaux lourds et des matières radioactives (uranium, thorium..). De la même façon, tout fluide injecté pendant l’opération de fracturation et qui n’est pas récupéré devient ou peut devenir une source de contamination pour d’autres formations incluant les aquifères. Les volumes restant sous terre sont équivalents à l’inverse des volumes récupérés en surface soit entre 1300 et 23000m3 par puits. Approximativement 60% du flowback fluide est récupéré dans les 4 jours qui suivent la fracturation et est collecté via : • Directement dans un bassin de décantation (construit sur place avec des murs de terre et un liner plastique) - Volume non contrôlé • Au travers d’une duse et d’un débitmètre directement dans un bassin de décantation • Directement dans des tanks calibrés Le stockage des flowback fluides permet aux opérateurs de réutiliser ces fluides autant que possible pour de futures opérations de fracturation. Bien entendu, ceci nécessite la dilution de l’eau polluée et l’application d'autres méthodes de traitement nécessaires pour retrouver les caractéristiques d'utilisation. La capacité de rétention d’un bassin de décantation et des citernes mobiles doit être en excès du volume de flowback fluide attendu pour une opération de fracturation d’un seul puits en l’occurrence entre 1300 et 23000m3. Sachant que le volume standard des bassins de décantation (lined pit) est de 2900m3 pour une surface au sol de 1000 m2, ce qui oblige de prévoir 20000m3 de stockage additionnel

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La fracturation à l’acide

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La fracturation à l’acide

Les équipements de traitement : 1 – Tête de puits et FRAC Tree 2 – Ligne haute pression pour le test et le retour du puits 3 – Séparateur de sable pour la ligne de retour (Flowback) 4 – Tanks pour le fluide Retour 5 – Réchauffeur des lignes haute pression 6 - Torchère 7 – Unités de pompage haute pression sur camion 8 – Containers de mélange de sable (Proppant) 9 - Semi-remorques (silos) de sable 10 – Camions de transport d’acide 11 – Camions de transport d’additifs pour fracturation 12 – Blenders - Mixeurs (sable + additifs+ eau) 13 – Centre de commande de l’opération de fracturation 14 – Réservoir de décantation fluides de retour du puits 15 – Conduite d’eau 16 – Réservoirs de fluide de retour du puits 17 - Réchauffeur des lignes haute pression de gaz 18 – Séparateur de gaz 19 – Distributeur de gaz

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Surveillance de traitement par frac: Au cours de l’opération il est essentiel d’assurer le contrôle et la surveillance de traitement les taux de pompage et de pression des fluide de frac et de acide sont sous contrôle de spécialistes ,les pressions atteintes dans le puits font l’objet de surveillance intense afin de suivre l’évolution du traitement Objective prévus à la fin de test : 1. La propagation de fracture 2. L’acide grave une quantité importante de la roche 3. Récupération assez rapide que possible des produits injectés 4. Grande efficacité en bon cout Conclusion : Comprenant le réservoir et ses caractéristique chimique et petro physique et les propriétés de roche, comment affecter sur la fracturation, est nécessaire pour l’optimisation de traitement, le choix des fluides et des équipements est essentiel pour maintenir les fracs La modélisation et la simulation peut nous aider dans le traitement mais elle reste limité par les conditions de réservoir L’opération de fracturation a l’acide reste une opération a développée et améliorée, elle peut être considère comme une meilleur méthode de stimulation a cause de sa rendement Finalement la fracturation a l’acide peut être considéré comme une combinaison entre la fracturation hydraulique et l’acidification.

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