Le taux de production est l’impact combiné de la livraison du réservoir et du changement de pression d’écoulement multiphasique du puits de forage et de la conduite d’écoulement. Lorsque la pression du réservoir diminue ou que la fraction d’eau augmente, le débit naturel du puits peut être inadéquat.
Dans ce cas, des processus de remontée artificielle sont mis en œuvre pour augmenter ou maintenir le débit. L’ensemble de ces processus sont connus sous le nom de “Artificial Lift” ou “Remontée artificielle”. Dans cet article, explorons 5 différentes méthodes d’Artificial Lift après avoir défini ce que c’est.
L’Artificial Lift: Qu’est-ce réellement?
L’Artificial Lift est une expression anglaise décrivant une variété de méthodes que les producteurs de pétrole et de gaz utilisent pour augmenter la pression de fond et pousser les ressources exploitées à la surface.
Pourquoi l’Artificial Lift est-elle utilisée?
Lorsqu’un puits est ouvert pour la première fois, il y a généralement beaucoup de pression et de volume existants pour faire remonter le pétrole et le gaz à la surface. Cependant, par après, ce coup de pouce initial diminue.
Dans certaines situations, de nombreux producteurs démarrent même de nouveaux puits avec une remontée artificielle pour augmenter la production dès le début.
L’Artificial Lift est utilisé pour deux raisons principales:
- Pour améliorer la production
- Pour prolonger le cycle de vie d’un puits
Certains des types les plus courants d’Artificial Lift incluent:
- La pompe à cavité progressive (PCP: PROGRESSIVE CAVITY PUMP)
- L’ascenseur à tige (ROD LIFT VIA PUMP JACK)
- L’ascenseur à piston (PLUNGER LIFT)
- L’ascenseur à gaz (GAS LIFT)
- L’ascenseur hydraulique & la pompe submersible électrique (ESP: ELECTRIC SUBMERSIBLE PUMP).
La pompe à cavité progressive
La pièce rouge sur le dessus est un moteur électrique attaché à un réducteur. Une chaîne de tiges tourne jusqu’à l’emplacement de la pompe. À ce stade, une grande vis tourne et évacue essentiellement le fluide hors du puits.
Sur la photo, vous pouvez voir que la pompe à vis excentrée repose horizontalement dans le puits. C’est l’un des meilleurs types d’ascenseur artificiel pour les puits horizontaux. Ceci est important parce que toutes les zones de schiste ont une activité horizontale.
Un défi pour PCP est qu’il doit y avoir de l’électricité pour fonctionner. De nombreux gisements de schiste plus récents se trouvent dans des zones où le réseau électrique n’est pas encore disponible, ils peuvent donc devoir compter sur des générateurs loués pour alimenter leur pompe.
L’ascenseur à tige
L’une des méthode d’Artificial Lift la plus courante est “l’ascenseur à tige“.
Ce type d’Artificial Lift se fait à l’aide d’un vérin à pompe en surface. Plusieurs termes permettent de désigner un vérin de pompe parmi lesquels notamment, une pompe à tige (SRP), une tête de cheval, de dinosaure ou un âne hochant la tête.
Le vérin de pompe utilise un train de tiges de pompage et une pompe pour mettre la pression au fond du puit et amener les ressources jusqu’à la tuyauterie et l’équipement de surface. Les tiges ne tournent pas. Elles vont à l’intérieur du tube, qui est à l’intérieur du boîtier. Au bas du train de tiges se trouvent une pompe et deux clapets anti-retour.
Un vérin de pompe peut être alimenté en électricité ou en gaz.
Un défi avec l’ascenseur à tige ce sont les limitations de volume. Si vous travaillez avec des volumes accrus, vous devrez peut-être changer la pompe, ce qui nécessite des temps d’arrêt ainsi qu’à l’accès à une plate-forme portable.
L’ascenseur à piston
L’élévateur à piston peut être utilisé pour créer une différence de pression et aspirer le liquide du tubage vers l’équipement de production.
Ce type d’artificial lift se fait grâce à l’utilisation d’une commande de minuterie (horloge), qui est généralement connectée à une vanne de régulation haute pression.
Il existe plusieurs types de pistons différents, notamment un piston solide, un piston à tampon, un piston à brosse et un piston à écoulement continu ou continu. Ils remplissent tous une fonction similaire.
Lorsque le tube est fermé, le débit du puits s’arrête. Le piston tombe alors au fond du puits et du liquide s’accumule dessus.
La minuterie indique à la vanne de contrôle de s’ouvrir et le piston soulève la colonne de fluide, à travers la vanne, puis vers l’équipement de production.
L’ascenseur à piston est une excellente option. C’est souvent la première forme d’artificial lift utilisée par les producteurs car ils peuvent l’installer sans les dépenses importantes d’une plate-forme de reconditionnement. Il est plus rentable que le PCP et l’élévateur ou l’ascenseur à tige.
Il peut être installé en une journée et nécessite entre autres, peu de personnes.
Un actionneur électrique est idéal dans cette situation car les pneumatiques ont tendance à tomber en panne car l’humidité dans le gaz endommage les élastomères.
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L’ascenseur à gaz
Le gas lift est un autre moyen d’alléger la charge sur le réservoir, ce qui peut faire remonter le produit à la surface.
Pour utiliser le gas lift, un producteur envoie du gaz à basse pression du puits à travers un compresseur. Ils le renvoient ensuite dans le puits. Cela met le puits sous pression et force les liquides à remonter vers la tuyauterie et l’équipement de surface.
Les vannes qui permettent la remontée de gaz se trouvent à des profondeurs calculées pour injecter le gaz à haute pression dans le tube, ce qui soulève les liquides de cette zone.
La production venant de ce type d’artificial lift varie considérablement, de centaines à plusieurs milliers de barils de fluide par jour.
La pompe submersible électrique
Les producteurs utilisent également des pompes submersibles électriques (ESP) pour faire remonter la production hors du puits.
Si vous habitez à la campagne et que vous avez votre propre puits d’eau, il est probable que vous utilisiez un ESP.
Un ESP se trouve sous les fluides du réservoir au bas de la colonne de tubage et se connecte à un long moteur électrique.
La pompe a des pales qui déplacent les fluides dans le puits. Elle est alimentée électriquement, avec un câble allant du fond du trou de surface à la pompe.
Les ESP sont conçus pour déplacer de grands volumes de fluide.
Ils disposent d’un boîtier de commande (à droite de l’ESP sur l’image), qui peut détecter quand est-ce que la pompe doit être accélérée pour déplacer plus de liquides ou ralentir à mesure que les volumes diminuent.
L’un des avantages des ESP est la chaleur qu’ils ajoutent.
La friction causée par la pompe crée de la chaleur. Cela préchauffe le fluide de production et facilite la séparation avant même que le fluide n’atteigne les premiers récipients de production. Si votre fluide se dirige vers un appareil de traitement de chauffage, vous pourrez même abaisser la température de combustion.
Les producteurs utilisent souvent un ensemble de vannes de régulation haute pression pour retenir la pression sur le tube hors de la tête de puits. Cela empêche la pompe de provoquer la cavitation.
Un ESP peut produire plus de vingt mille barils de liquide par jour.
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