Après l'exploration, le forage et la complétion, le puits entre en production normale et le champ pétrolier entre en phase de production. En fonction des besoins du champ pétrolier, l'objectif est de maximiser l'extraction du pétrole brut souterrain vers la surface, d'augmenter la production du puits et la récupération du pétrole, et d'exploiter rationnellement le réservoir pour atteindre une production élevée et stable. C'est ce qu'on appelle la récupération du pétrole.
1. Chemin de production du pétrole brut :
Formation pétrolière - Zone proche du puits - Trajectoire de perforation - Intérieur du puits - Dispositif de levage artificiel - Oléoduc - Tête de puits - Arbre de Noël - Oléoduc de surface - Station de mesure - Séparateur pétrole-gaz - Réseau d'oléoducs
2. Méthodes courantes de récupération du pétrole :
1) Récupération fluide :
La récupération par écoulement utilise l'énergie élastique de la formation pétrolière pour libérer le pétrole brut à la surface. Elle repose principalement sur la dilatation des gaz dissous dans le pétrole lorsque la pression diminue. Dans l'ensemble du système de production, le pétrole s'écoule naturellement, s'appuyant sur l'énergie de pression fournie par la formation pour vaincre la gravité et la résistance à l'écoulement. Aucune énergie artificielle n'est requise, ce qui fait de la récupération par écoulement la méthode de récupération du pétrole la plus simple, la plus pratique et la plus économique.
2) Ascenseur artificiel :
L'extraction artificielle est une méthode qui consiste à ajouter artificiellement de l'énergie au fond d'un puits de pétrole afin de remonter le pétrole du réservoir jusqu'à la tête de puits. À mesure que la quantité totale de pétrole produite augmente, la pression du réservoir diminue. Dans les champs pétrolifères développés par injection d'eau, le pourcentage d'eau produite par le puits augmente progressivement, augmentant ainsi la densité du fluide. Ces deux situations affaiblissent progressivement la capacité d'écoulement du puits. Pour augmenter la production, on utilise l'extraction artificielle (également appelée récupération mécanique du pétrole). C'est la principale méthode de production pétrolière, en particulier aux derniers stades de développement. Deux méthodes sont le pompage et l'extraction au gaz. Les unités de pompage sont couramment utilisées sur les champs pétrolifères terrestres, tandis que les pompes submersibles électriques sont couramment utilisées en mer. Les pompes à cavité progressive sont souvent utilisées pour les puits produisant du sable ou du pétrole lourd. D'autres méthodes courantes incluent les pompes à jet, l'extraction au gaz et les pompes à piston.
3. Techniques de stimulation des puits de pétrole et de gaz :
Les techniques de stimulation des puits de pétrole et de gaz sont des mesures techniques visant à accroître la capacité de production des puits de pétrole (y compris de gaz) et la capacité d'absorption d'eau des puits d'injection. Les méthodes couramment utilisées comprennent la fracturation hydraulique et l'acidification, ainsi que les explosions de fond et le traitement aux solvants.
1) Fracturation hydraulique :
La fracturation hydraulique consiste à injecter un fluide de fracturation à haute viscosité dans un puits à un débit dépassant la capacité d'absorption de la formation, augmentant ainsi la pression au fond du puits et fracturant la formation. L'injection continue du fluide de fracturation permet aux fractures de s'enfoncer plus profondément dans la formation. Le fluide de fracturation doit contenir une certaine quantité d'agent de soutènement (principalement du sable) pour empêcher les fractures de se refermer à l'arrêt de la pompe. Les fractures remplies d'agent de soutènement modifient l'écoulement du pétrole et du gaz dans la formation, augmentant la zone de perméabilité et réduisant la résistance à l'écoulement, augmentant ainsi de manière exponentielle la production des puits de pétrole. La récente popularité du gaz de schiste dans l'industrie pétrolière mondiale est le résultat du développement rapide de la technologie de fracturation hydraulique !
2) Acidification des puits de pétrole :
L'acidification des puits de pétrole est généralement classée en deux catégories : le traitement à l'acide chlorhydrique des formations carbonatées et le traitement à l'acide du sol des formations gréseuses. Le traitement à l'acide chlorhydrique des formations carbonatées implique la réaction des roches carbonatées, telles que le calcaire et la dolomite, avec de l'acide chlorhydrique pour produire du chlorure de calcium ou de magnésium hydrosoluble, ce qui augmente la perméabilité de la formation et améliore efficacement la capacité de production du puits. À la température de la formation, l'acide chlorhydrique réagit rapidement avec la roche et est consommé en grande partie près du fond du puits, l'empêchant de pénétrer en profondeur dans la couche de pétrole, affectant ainsi l'effet acidifiant.
Traitement acide des sols de formation de grès : Les principaux composants minéraux du grès sont le quartz et le feldspath. Les matériaux de cimentation sont principalement des silicates (comme l'argile) et des carbonates, tous deux solubles dans l'acide fluorhydrique. Cependant, la réaction entre l'acide fluorhydrique et les carbonates peut entraîner une précipitation de fluorure de calcium, préjudiciable à la production pétrolière et gazière. Le grès est généralement traité avec un mélange de 8 à 12 % d'acide chlorhydrique et de 2 à 4 % d'acide fluorhydrique afin d'éviter la précipitation de fluorure de calcium.
La concentration d'acide fluorhydrique dans l'acide du sol ne doit pas être trop élevée afin d'éviter d'endommager la structure du grès et de provoquer des accidents de production de sable. Pour prévenir les réactions indésirables entre les ions calcium et magnésium présents dans la formation et l'acide fluorhydrique, ainsi que d'autres problèmes potentiels, la formation doit être prétraitée à l'acide chlorhydrique avant l'injection de l'acide du sol. La plage de prétraitement doit être supérieure à celle du traitement de l'acide du sol. Ces dernières années, une technologie d'auto-génération de l'acide du sol a été développée. Le formiate de méthyle réagit avec le fluorure d'ammonium présent dans la formation pour générer de l'acide fluorhydrique, qui agit à l'intérieur de la couche d'huile haute température du puits profond afin d'améliorer l'effet du traitement de l'acide du sol et d'augmenter ainsi la capacité de production du puits.