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L’objectif principal de l’ingénierie des réservoirs et de la production est de maximiser la récupération ultime des hydrocarbures de la manière la plus économique et dans les délais les plus rapides. Comprendre comment le fluide se comporte dans les conditions du réservoir, à travers le processus d’épuisement de la pression et jusqu’à ce que le fluide atteigne la surface est fondamental pour répondre à des questions importantes, telles que :

• Quelle est la taille des réservoirs de pétrole?
• Quelle méthode de récupération doit être utilisée?
• Le fluide contient-il des composés indésirables qui corroderont les tubes ou obtureront le puits?
• Le fluide se solidifiera-t-il et se déposera-t-il dans les canalisations, mettant en péril la production?
• Quelles pressions de séparation maximiseront la récupération d’huile?
• Les volumes de phase entraîneront-ils des problèmes hydrodynamiques, tels que des limaces, dans le flux à l’intérieur des pipelines?

Lors de l’exploitation des champs de pétrole et de gaz, le fluide produit est soumis à plusieurs conditions. Au fur et à mesure qu’ils se déplacent du réservoir jusqu’aux canalisations, puis à travers les installations de surface, la pression et la température du système changent. Tout au long de ce processus, la composition du fluide, les volumes de pétrole et de gaz et les propriétés du fluide telles que la densité et la viscosité varieront également.

Afin d’étudier comment ces changements volumétriques se produiront, plusieurs expériences de laboratoire sont régulièrement menées avec des échantillons d’huile de réservoir dans une cellule PVT, reproduisant les conditions auxquelles les fluides sont soumis pendant la production. Les tests PVT les plus courants effectués pour caractériser ces fluides de réservoir sont:

Expansion de Composition constante (CCE)

L’expérience CCE, également appelée expérience d’expansion de Masse Constante (CME) ou simplement test pression-volume (PV), est réalisée sur du condensat de gaz ou du pétrole brut pour étudier les relations PV du système.

Dans cette expérience, le fluide est maintenu dans des conditions de réservoir, puis la pression est appauvrie par étapes à température constante du réservoir, et le volume total d’hydrocarbures est mesuré à chaque pression. Aucun gaz ou liquide n’est retiré de la cellule PVT à tout moment tout au long de cette expérience. Un schéma de l’expérience CCE est illustré ci-dessous à la figure 1.

Épuisement volumique constant (CVD)

L’expérience CVD est réalisée uniquement pour les mélanges de condensats gazeux et d’huiles volatiles, en supposant que le liquide rétrograde apparaissant pendant la production reste immobile dans le réservoir.

Le fluide est maintenu à la température du réservoir et à la pression du point de saturation, puis la pression est épuisée par étapes à une température constante du réservoir. A chaque étape de pression, une deuxième phase est formée et le volume total du fluide est enregistré. Pour obtenir la prochaine déplétion de pression, du mercure est injecté dans la cellule et le gaz est éliminé de sorte que le volume de mélange de gaz et d’huile restant soit égal au volume du point de saturation. Ci-dessous, un schéma de l’expérience CVD est présenté à la figure 2.

Libération différentielle (DL)

Le test de libération différentielle (DL) est peut-être l’expérience de laboratoire la plus courante réalisée sur des échantillons de pétrole brut. Comme dans l’expérience CCE, le fluide est maintenu à la température du réservoir et généralement à la pression de saturation. Ensuite, la pression est réduite par paliers à température constante du réservoir. Le gaz libéré atteint d’abord l’équilibre avec l’huile restante, puis il est retiré de la cellule et flashé dans des conditions standard. Le volume des deux phases est mesuré et enregistré à chaque niveau de pression.

Le processus d’épuisement ci-dessus est répété à température constante du réservoir jusqu’à ce qu’une pression proche de la pression atmosphérique soit atteinte. La figure ci-dessous montre le schéma de cette expérience.

Essais de séparation

Des essais de séparation sont effectués pour déterminer le comportement du fluide du réservoir lorsqu’il traverse les installations de surface, puis pénètre dans le réservoir de stockage.

Le fluide de réservoir est placé dans une cellule (un séparateur) à la température du réservoir et à sa pression de saturation. Ensuite, l’huile est flashée dans les conditions de séparation spécifiées. Lorsque l’équilibre de phase est atteint, le gaz est retiré du système, où son volume, sa gravité et sa composition sont mesurés. Ensuite, le volume et la densité de la phase d’huile restante sont mesurés. Ensuite, ce liquide restant est à nouveau soumis aux conditions de séparation suivantes, et le processus est répété. Un schéma d’un test de séparateur à plusieurs étages est illustré ci-dessous.

Malgré le fait que ces expériences PVT capturent le comportement réel des fluides de réservoir, elles ne peuvent être effectuées que dans une plage limitée de pressions et de températures. Une fois que les conditions initiales peuvent changer avec le temps et les stratégies de récupération, la connaissance du comportement du fluide dans une plage plus large est nécessaire. De cette façon, les simulations décriront et quantifieront le comportement et les propriétés de la phase fluide dans toutes les conditions.

Dans les prochains articles, nous présenterons les solutions de simulation d’ESSS pour l’analyse de réservoirs et de PVT. Nous discuterons également de la façon dont un logiciel de simulation peut être utilisé pour caractériser votre fluide. Restez à l’écoute !