generalite sur les puits horizontaux et la fracturation hydraulique
La fracturation à l’acide
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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, 1
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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
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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
Tableau 2 la géométrie de frac
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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
La fracturation à l’acide
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.
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 :
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La fracturation à l’acide
• 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
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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La fracturation à l’acide
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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