NÂ°19 - MinistÃ¨re de l'Ã©nergie et des mines

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T e c h n i q u e s ➤ - De fa i re le point sur les coûts très élevés des opérations de logging sur les fo rages hori z o n t a u x et de proposer des combinaisons optimisées susceptibles de fa i re g agner du temps et de l’arge n t . La combinaison d’outils enre gi s- trés sur le puits (Omoz632) étant l ’ exemple type. Finalement, vu l’importance du sujet et afin de mieux cerner les p ro blèmes pour tro u ver des solutions adéquates, il y a lieu de fa i re des études plus appro fo n- dies s’articulant sur la sécurité assurée, les données suffisantes et fi ables et les coûts maîtri s é s . En part i c u l i e r, la possibilité d ’ i n t ro d u i re le Logging While D rilling dans tous les fo rages horizontaux doit fa i re l’objet d’une étude bien détaillée. Ce qui va p e rm e t t re de : - Evaluation en temps réel des fo rmations (plus précise) ( fig. 3) - Logging avant l’extension du phénomène d’inva s i o n - Pre n d re des décisions en cours de fo rage en exploitant les données acquises - Geo-steering : navigation du forage ve rs les zones de bonnes cara c t é ristiques pétro p hy s i q u e s « S weet spot» en vue d’augmentation de l’intervalle pro d u c t i f - Possibilité d’effectuer toutes les o p é rations de logging conve n- tionnel en une seule descente avec les 3 compagnies de services, ce qui va réduire, le temps du ri g . R é f é rences : - Séminaire sur le fo rage hori z o n- tal 1993 S o n a t ra ch-Division Production – H a s s i - R ’ m e l - Training in ra d i o l o gical pro t e c- tion (mars 2000) Note : depuis la rédaction de cet ar t i cle (2001), les outils de résonnance magnétique ne sont plus utilisés. Amélioration du process Contamination du GPL par le fuel gaz L’unité GPL-1 du CIS est conçue pour traiter les gaz associés du champ afin de récupérer le GPL et les condensats. Le GPL produit doit répondre aux spécifications commerciales, à savoir la teneur en méthane et éthane inférieure à 3 % et la teneur en condensat inférieure à 0,4 %. Karim-Eddine ROUIBET Ingénieur process Direction Exploitation I n t ro d u c t i o n M a l gré la bonne qualité du GPL produit, le GPL expédié a une teneur en méthane et éthane sup é ri e u re à 3 %. Cette mauvaise qualité du GPL est due au mode de pre s s u risation utilisé au nive a u de la section de stock age. Sur l’unité GPL-1, la p re s s u risation des bacs de stock age se fait par du fuel gaz sous contrôle d’une boucle de régulation Split ra n ge; ce fuel gaz est composé pri n c i p a l e- ment de méthane et d’éthane. Il est à noter qu’en plus de la contamination du GPL par du fuel gaz, une perte du produit est constatée lors des mouvements des bacs, entraînant ve rs la torche une pollution atmosphérique par la combustion des p roduits lourd s . Description du stockage La section de stock age est composée de : - 20 bacs de stock age «cigares» de 255 m 3 ch a- c u n - 2 sphère s :1750 m 3 ch a c u n e - 4 pompes d’expédition, placées en série. Gain de pre s s i o n : 8,5 bars / p o m p e La pre s s u risation de ces réservo i rs se fait par le 22 ➢ MD-Média n° 19
T e c h n i q u e s fuel gaz sous contrôle d’une boucle de régulation Split ra n- ge. (Fi g . 1 ) Le stockage du gpl se fait sous pression de fuel gaz, et ce mode de pressurisation engendre trois problèmes : 1- contamination du GPL par le fuel gaz 2- perte du GPL dans le fuel gaz 3- torchage du fuel gaz lors du remplissage des bacs. Origines de ces problèmes Les deux pre m i e rs sont dus au contact direct entre le GPL ri che en C3, C4 et le fuel gaz ri che en C1, C2. En effet, un t ra n s fe rt de molécules se réalise de la phase ri che ve rs la phase pauvre. A l’équilibre, on constate que : Les molécules de C3, C4 passent du GPL vers le fuel gaz : c’est la perte du GPL dans le fuel gaz. Les molécules de C1, C2 passent du fuel gaz vers le GPL : c’est la contamination du GPL par le fuel gaz. Le troisième problème est dû au mode de régulation par Split ra n ge (un seul régulateur contrôle deux vannes (fi g . 1 ) . En effet, lors du re m p l i s s age du bac par le GPL, le nive a u de celui-ci augmente et la pression du fuel gaz augmente et dès que cette dern i è re dépasse 14,5 bars, le PIC fe rme la vanne d’admission du fuel gaz et ouvre la vanne de torchage. Lors de l’expédition du GPL, le niveau du GPL liquide diminue et la pression dans le bac diminue aussi suite à l’expansion du gaz. Le PIC ouvre la vanne d’admission du gaz et ferme la vanne de torchage. Tableau 1: Composition massique de GPL produit et expédié Constituants Production vers stockage Expéditions sortie stockage Méthane/ Éthane 1,16 2,01 GPL [C3/C4] 98,56 97,73 Condensats 0,28 0,26 Tableau 2 : Composition molaire du fuel gaz Constituants Admission stockage Vers torche Azote 2.52 2.09 Gaz carbonique 2.12 1.81 Méthane 68.30 57.31 Ethane 23.64 22.64 Propane 3.31 13.61 Iso-butane 0.03 0.67 Normal-butane 0.05 1.60 Pentane + 0.03 0.27 Masse molaire 21.24 24.841 Densité / air 0.733 0.858 % molaire de [C3,C4] 3.39 15.88 % massique de [C3,C4] 7.07 29.35 Estimation des pertes en GPL La production moyenne journalière de GPL au niveau de l’unité GPL1 est de 1 330 tonnes. La quantité perdue est égale à : 1.330 x (98,56 – 97,73) / 100 = 11 tonnes/ jour, soit un taux de pertes de 0.83 %. La production de l’année 2000 est de 458 067 tonnes, soit une perte de 3 802 tonnes. Pour un prix de 240 $/tonne, les pertes annuelles en devise sont égales à : 0,96 millions de dollars. Etude sur le stockage du GPL Pour remédier aux pro blèmes de contamination et de perte du GPL au niveau de la section de stock age, une étude de comparaison entre 3 modes de p re s s u risation a été faite pour le stock age du GPL : - à sa tension de vapeur - sous pression de GPL gaz - sous pression de fuel gaz. Fig. 1 : Principe de pressurisation des bacs de stockage 1 - STO C K AGE DU GPL A SA TENSION DE VAPEUR Le but de cette proposition est d’éliminer totalement la pressurisation par le fuel gaz et de stocker le GPL à sa tension de va p e u r. Par conséquent, la p ression dans le réservoir sera égale à la tension de vapeur du GPL stocké. Cette dern i è re est en fonction de la composition et varie entre 6 et 11 bars. Il convient de calculer : - la pression d’aspiration des pompes afi n d’éviter leur cavitation - la pression de re foulement et véri fier à quel débit maximal ces pompes peuve n t refouler. 1.1 – Calcul de la pression d’aspiration des pompes : Pasp = Préservoir + ρ x g x h – ∆P ➤ MD-Média n° 19 ➢23
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