Diagnostic précoce et solutions pratiques pour le maintien d'une production pétrolière stable
Verrouillage du gaz Pompes tubulaires APILe blocage par gaz se produit lorsque du gaz libre en excès pénètre dans le corps de pompe et empêche le bon fonctionnement des vannes mobile et fixe. S'il n'est pas diagnostiqué précocement, ce blocage peut réduire le remplissage de la pompe, diminuer son rendement, augmenter les coûts d'exploitation et, à terme, interrompre complètement la production de fluides. La meilleure façon de minimiser les pertes de production est d'identifier les symptômes de blocage par gaz avant que le débit ne chute significativement et d'appliquer des mesures correctives telles que l'amélioration de la séparation des gaz, l'optimisation de la profondeur d'encastrement de la pompe et le réglage des paramètres de pompage. Dans les puits à rapport gaz-liquide (RGL) élevé, les champs pétroliers matures, les puits profonds et les puits horizontaux, un diagnostic précoce est souvent plus rentable que des interventions fréquentes et le remplacement des équipements.
Qu'est-ce qu'un blocage de gaz dans une pompe à tubage API ?
Le blocage par gaz est l'un des problèmes de production les plus courants dans les systèmes de pompes à tiges.
Dans des conditions normales de fonctionnement, le liquide pénètre dans le corps de la pompe, permettant ainsi au clapet mobile et au clapet fixe de fonctionner correctement et de remonter les fluides à la surface.
Cependant, lorsqu'une quantité excessive de gaz libre pénètre dans le corps de pompe, ce gaz occupe un espace normalement réservé au liquide. Du fait de sa forte compressibilité, le gaz se dilate et se comprime de manière répétée à chaque cycle de pompage, au lieu de faire remonter le fluide.
Par conséquent:
· Le remplissage de la pompe diminue
· Baisse du rendement de la pompe
· La production de fluides diminue
La pompe peut finir par cesser de remonter le liquide.
Bien que le blocage par gaz n'indique pas nécessairement une défaillance mécanique, il peut avoir un impact considérable sur les performances de production s'il n'est pas résolu.
Pourquoi le blocage par gaz est important
De nombreux exploitants ne constatent le blocage du gaz que lorsque la production a déjà diminué de manière significative.
Cependant, le blocage par gaz peut engendrer plusieurs problèmes opérationnels bien avant qu'une perte de production totale ne survienne.
Remplissage de pompe réduit
Lorsque du gaz occupe une partie du corps de pompe, moins de liquide pénètre dans la pompe à chaque cycle.
Taux de production inférieur
Un déplacement insuffisant de liquide réduit directement la production de pétrole.
Consommation d'énergie accrue
Le groupe de pompage continue de fonctionner en déplaçant du gaz comprimé au lieu d'un liquide.
Des interventions plus fréquentes
Un blocage de gaz persistant entraîne souvent des dépannages et des interventions correctives répétés.
Des coûts d'exploitation plus élevés
La baisse d'efficacité et les pertes de production augmentent le coût global par baril produit.
Quels sont les puits les plus susceptibles de subir un blocage par le gaz ?
Certaines conditions de puits augmentent naturellement la probabilité de blocage par le gaz.
Type de puits | Risque de blocage au gaz |
Puits à GLR élevé | Très élevé |
Puits horizontaux | Haut |
Champs pétroliers matures | Haut |
Puits profonds | Moyen |
Puits de gaz à faible débit | Faible |
Les gisements pétroliers matures sont particulièrement vulnérables car la baisse de pression du réservoir entraîne souvent une augmentation du rapport gaz-liquide au fil du temps.
Les puits horizontaux peuvent également rencontrer de graves problèmes de séparation de gaz, ce qui augmente le risque de blocage par le gaz.
Signes avant-coureurs d'une panne de gaz
La détection précoce est le moyen le plus efficace de prévenir les pertes de production importantes.
Si un ou plusieurs des symptômes suivants apparaissent, des investigations supplémentaires peuvent être nécessaires.
Liste de contrôle des symptômes courants
✓ Baisse inattendue de la production
✓ Remplissage de la pompe réduit
✓ Motifs anormaux sur la carte du dynamomètre
✓ Augmentation des fluctuations de charge
✓ Production intermittente de fluides
✓ Augmentation de la production de gaz dans les installations de surface
✓ Efficacité de pompage réduite
✓ Instabilité fréquente de la production
Bien que ces symptômes ne confirment pas automatiquement un blocage par gaz, ils indiquent souvent une interférence gazeuse importante au sein du système de pompage.
Blocage par gaz vs blocage par fluide : quelle est la différence ?
Le blocage par gaz et le phénomène de martèlement du fluide sont souvent confondus car les deux réduisent les performances de pompage.
Cependant, elles sont causées par des conditions différentes et nécessitent des solutions différentes.
Article | Bloc de gaz | Livre de fluide |
Cause première | Excès de gaz libre | Approvisionnement en fluide insuffisant |
État du corps de pompe | Le gaz occupe le volume du baril | Le fût n'est pas entièrement rempli de liquide. |
Symptôme principal | déclin de la production | Charge d'impact |
Comportement de la pompe | Le fonctionnement de la vanne a été affecté | Un choc mécanique se produit |
Solution typique | Améliorer la séparation des gaz | Ajuster les paramètres de pompage |
Il est essentiel d'identifier correctement le problème avant de mettre en œuvre des mesures correctives.
Causes fréquentes de blocage de gaz dans les pompes à tubes API
Rapport gaz-liquide élevé (GLR)
Il s'agit de la cause la plus fréquente de blocage par gaz.
Lorsque de grandes quantités de gaz libre pénètrent dans l'aspiration de la pompe, le remplissage en liquide diminue et la compression du gaz perturbe le fonctionnement de la vanne.
Mauvaise séparation des gaz de fond de puits
En l'absence d'une séparation efficace des gaz, du gaz libre pénètre dans le corps de la pompe et s'y accumule au cours des cycles de pompage.
Profondeur de réglage de la pompe incorrecte
Un mauvais positionnement de la pompe peut exposer l'entrée de la pompe à une quantité excessive de gaz libre.
Trajectoire d'un puits horizontal
La distribution du gaz et du liquide peut devenir inégale dans les sections horizontales, augmentant ainsi l'entrée de gaz dans la pompe.
Fuite de la vanne
Des soupapes mobiles ou des soupapes fixes usées peuvent aggraver les interférences gazeuses et réduire l'efficacité du pompage.
Comment diagnostiquer un blocage de gaz avant une perte de production majeure
Un diagnostic précis doit combiner l'analyse des données de production et les observations sur le terrain.
Étape 1 : Analyser les tendances de production
Une baisse soudaine de la production sans défaillance mécanique évidente est souvent un signe avant-coureur.
Rechercher:
Diminution de la production
· Réduction de la récupération des fluides
· Taux de production instables
Étape 2 : Surveiller le remplissage de la pompe
Une diminution du niveau de remplissage de la pompe indique fréquemment une augmentation des interférences gazeuses.
Le suivi des tendances de remplissage peut aider à identifier les blocages de gaz avant que les pertes de production ne deviennent importantes.
Étape 3 : Examiner les cartes du dynamomètre
L'analyse au dynamomètre demeure l'un des outils de diagnostic les plus fiables.
Des configurations de cartes anormales peuvent indiquer :
· Remplissage liquide incomplet
· Effets de la compression des gaz
Problèmes de fonctionnement des vannes
Étape 4 : Observer la production de gaz en surface
Une augmentation de la production de gaz au niveau des installations de surface peut indiquer qu'une plus grande quantité de gaz libre atteint la prise d'eau de la pompe.
Étape 5 : Inspection de l'état des vannes
L'usure et les fuites des soupapes peuvent imiter les symptômes d'un blocage par gaz.
Vérifiez toujours l'état de :
· Valves mobiles
· Valves permanentes
· Billes de valve
· Sièges de soupape
avant de conclure que le blocage par gaz est la seule cause.
Comment réparer un blocage de gaz dans les pompes à tubes API
Une fois le blocage de gaz confirmé, les opérateurs peuvent choisir la mesure corrective la plus appropriée en fonction des conditions du puits.
Solution 1 : Installer une ancre à gaz
Recommandé pour
Puits à GLR élevé
· Champs pétroliers matures
Puits profonds
Un dispositif d'ancrage de gaz permet de séparer le gaz libre avant qu'il ne pénètre dans l'aspiration de la pompe.
Les avantages comprennent :
• Remplissage de la pompe amélioré
· Interférences gazeuses réduites
· Une production plus stable
• Amélioration de l'efficacité du pompage
Pour de nombreux puits pompés par tiges, l'installation d'une ancre à gaz est la première mesure corrective envisagée.
Solution 2 : Optimiser la profondeur d’encastrement de la pompe
Recommandé pour
• Puits dont le niveau de fluide est variable
• Puits présentant une quantité excessive de gaz libre près de l'entrée de la pompe
Le réglage de la profondeur de la pompe peut améliorer les conditions de pression en fond de puits et optimiser la séparation du gaz naturel.
Avantages:
· Entrée de gaz libre réduite
· Meilleur remplissage liquide
• Performances de la pompe améliorées
Solution 3 : Réduire la vitesse de la pompe
Recommandé pour
• Puits présentant des blocages de gaz intermittents
Puits présentant un afflux de fluide instable
Une vitesse de pompage excessive peut augmenter les interférences gazeuses.
La réduction du nombre de coups par minute (CPM) peut :
• Améliorer le remplissage des liquides
Augmenter le temps de séparation
· Réduire l'accumulation de gaz
Solution 4 : Améliorer la séparation des gaz de fond de puits
Recommandé pour
Puits horizontaux
· Puits de gaz à haute pression
Des technologies supplémentaires de séparation des gaz peuvent réduire la quantité de gaz libre entrant dans la pompe.
Les options possibles comprennent :
· Séparateurs de gaz
· Ancres à gaz
· Systèmes d'admission spécialisés
L'objectif est de maximiser l'entrée de liquide tout en minimisant l'entrée de gaz.
Solution 5 : Inspecter les vannes mobiles et fixes
Recommandé pour
· Puits plus anciens
· Puits dont l'efficacité diminue
Les fuites de soupape produisent souvent des symptômes similaires à un blocage par gaz.
L'inspection et le remplacement des composants usés des vannes peuvent rétablir l'efficacité du pompage et éliminer les faux diagnostics de blocage de gaz.
Solution 6 : Choisir une pompe tubulaire adaptée aux puits à haute teneur en gaz
Recommandé pour
• Puits présentant une interférence gazeuse persistante
• Projets d'optimisation de la production à long terme
Le choix de la pompe doit prendre en compte :
Rapport gaz-liquide
· Profondeur du puits
Objectif de production
· Environnement d'exploitation
Pompes tubulaires TH APIFabriqués conformément aux normes API 11AX, ces dispositifs sont disponibles en plusieurs tailles pour s'adapter à diverses conditions de puits. Leurs configurations de matériaux peuvent également être personnalisées selon les exigences du terrain.
Le choix d'une structure de pompe compatible avec les conditions de fonctionnement réelles peut contribuer à une meilleure stabilité de la production et à une réduction des risques opérationnels.
Matrice de dépannage en cas de blocage de gaz
La matrice suivante peut aider les opérateurs à identifier rapidement les causes possibles et les actions correctives.
Symptôme | Cause possible | Action recommandée |
La production chute brutalement | Blocage gazeux | Vérifier l'efficacité de la séparation des gaz |
Remplissage de la pompe réduit | Interférence gazeuse | Installer une ancre à gaz |
Carte de dynamomètre anormale | blocage de gaz ou pression de fluide | Analyser la structure de la carte |
Augmentation de la production de gaz | Gaz libre entrant dans la pompe | Optimiser la profondeur de réglage de la pompe |
Production intermittente | Accumulation de gaz | Réduire la vitesse de la pompe |
Déclin de l'efficacité | Fuite de la vanne | Inspecter les composants de la vanne |
FAQ
Un blocage gazeux peut-il stopper complètement la production de pétrole ?
Oui. Un blocage gazeux important peut empêcher la pompe de déplacer le liquide, entraînant un arrêt temporaire de la production.
Le blocage par le gaz est-il plus fréquent dans les puits horizontaux ?
Oui. Les puits horizontaux rencontrent souvent des difficultés accrues en matière de séparation des gaz, ce qui augmente le risque de blocage par le gaz.
Un blocage par gaz peut-il endommager une pompe à tubage ?
Bien que le blocage par gaz ne soit pas nécessairement une panne mécanique en soi, un fonctionnement prolongé dans ces conditions peut contribuer à une usure accrue des composants et à une réduction de l'efficacité.
Comment savoir si ma pompe à tubage présente un blocage au gaz ?
Les indicateurs courants comprennent une production réduite, un taux de remplissage des pompes en baisse, des cartes de dynamomètre anormales et une augmentation des interférences gazeuses.
Une pompe à tube de plus grand diamètre permet-elle d'éliminer le blocage par gaz ?
Pas nécessairement. La taille de la pompe à elle seule ne résout pas le problème du blocage par gaz. Il est plus important d'adapter correctement la conception de la pompe aux conditions du puits.
Conclusion
Le blocage gazeux demeure l'un des problèmes de production les plus courants.Pompe tubulaire APILes systèmes sont particulièrement vulnérables dans les champs pétroliers matures, les puits à forte teneur en gaz résiduel, les puits profonds et les puits horizontaux. Les pertes de production débutant souvent bien avant que les opérateurs ne constatent le problème, un diagnostic précoce est essentiel.
En surveillant les tendances de production, le remplissage des pompes, le comportement du dynamomètre et les profils de production de gaz, les opérateurs peuvent identifier les signes de blocage de gaz avant que des baisses de production importantes ne surviennent. Un diagnostic précis, associé à des mesures correctives telles que l'utilisation d'ancrages de gaz, l'optimisation de la profondeur de réglage des pompes, une meilleure séparation des gaz et le choix approprié de la pompe de production, permet d'améliorer significativement la stabilité de la production tout en réduisant les coûts d'exploitation et les interventions inutiles.
Dans de nombreux cas, une intervention précoce est bien moins coûteuse que la remise en état de la production perdue après qu'un grave blocage de gaz se soit déjà produit.