TRAITEMENT DE L’EAU D’INJECTION
PLAN DU COURS
Raisons motivant l’injection d’eau
Origine de l’eau
Qualité requise pour l’eau d’injection
Traitements
Equipements
Suivi
Conclusions
Exemples d'arrangement de traitement de l'eau d'injection
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU D’EAU – – RAISONS
Dans un réservoir d’huile, l’huile, le gaz et l’eau se maintiennent en équilibre statique sous l’action de la pression, de la gravité ou des forces de capillarité.
GAZ HUILE
EAU
EAU
COUCHE IMPERMEABLE
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU D’EAU – – RAISONS
La production d’huile induit un mouvement des fluides in situ ; ce déplacement fait intervenir des phénomènes moteurs physiques physiques.. Ces phénomènes moteurs naturels sont : • l’expansion monophasique de la ROCHE MERE et des FLUIDES : gaz, huile sous‐saturée, eau, associée à une chute de pression, • l’expansion du GAZ DISSOUS dans l’huile si la pression descend en dessous du point de bulle, • l’expansion d’un AQUIFERE sous‐ jacent, • l’expansion d’une ACCUMULATION DE GAZ AU TOIT D’UN RÉSERVOIR (GAS CAP), • l’IMBIBITION (l’huile est expulsée par l’eau) L’injection d’eau (ou de gaz) dans le réservoir sert à MAINTENIR LA PRESSION PRESSION.. C’est la méthode de récupération d’huile ASSISTEE (ou méthode de récupération SECONDAIRE SECONDAIRE). ).
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – RAISONS
BUT DE L’INJECTION D’EAU : optimiser la production et améliorer la récupération par : • un maintien de la pression • un balayage de l’huile in situ FAILLE
PRODUCTION D’HUILE
PUITS D’INJECTION D’EAU
INJECTION D’EAU
PUITS PRODUCTEUR D’HUILE HUILE © 2 0 1 0
EAU
DEPLACEMENT ASCENDANT LE LONG D’UN FRONT CONTINU
‐
DEPLACEMENT RADIAL
I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – RAISONS
Eau injectée 0
1
100 JOURS 300 JOURS 500 JOURS
13 pieds
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1 000 pieds
I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – RAISONS
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – QUESTIONS
QUESTIONS A SE POSER T a u x d ’ i n j D e é c p t ô i o t s n ? ?
D é c ha r g s ub s e d a n s u r f a c e l a ? t é ? é a b i l i m r e P
s ? n o s l i u E m
? u a e ’ l e d é t i l i b a t S
t n e m e t i r a t ? e u d ? a ’ e l r e t e d n e e n C i
i g O r
e ? r t u r a é m p e T
E c o u l e m e n t T y p e ? r e q u d i s e r o c h e ?
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – GEOSCIENCES
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – GEOSCIENCES – ETAPES CLES MODELE SEDIMENTAIRE 3D MODELE PROPRIETES DES FAILLES
DONNEES
BOUCLER LA BOUCLE 500
Q100 450 400 350 300 . P 250 N
Q50
200
MODELE RESERVOIR STATIQUE
150 100
Q0 50
©
0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
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TIME (YEARS)
‐
PROFILS DE PRODUCTION STATISTIQUES
SCENARIOS MULTIPLES
IMPEDANCE ACOUSTIQUE
I F P T r a i n i n g
PLAN DU COURS
Raisons motivant l’injection d’eau
Origine de l’eau
Qualité requise pour l’eau d’injection
Traitements
Equipements
Suivi
Conclusions
Exemples d'arrangement de traitement de l'eau d'injection
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – PROBLEMES DE CONCEPTION
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – ORIGINE DE L’EAU
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – EAU DE MER QUANTITE DE SOLIDES EN SUSPENSION DANS L’EAU DE LA MER DU NORD A DIVERSES PROFONDEURS 100000 l m R A P S 10000 E L U C I T R A P E 1000 D E R B M O N
100
15 m 60 m 0
5µ
100 m
10 µ
15 µ
30 m 20 µ
30 µ
40 µ
DIAMETRE DES PARTICULES
La quantité de solides en suspension dans l’eau de mer dépend du LIEU, de la PROFONDEUR et de l’influence de la COTE et des INTEMPERIES. Les solides en suspension dans l’eau de mer sont essentiellement de nature ORGANIQUE. En choisissant le LIEU de la prise d’eau, il faut bien déterminer la profondeur à laquelle l’eau doit être pompée pour minimiser la teneur totale en solides en suspension (TSS).
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – EAU DE MER PROFONDEUR D’EAU
TEMPETE OU INVERSION DE TEMPERATURE
PRISE D’EAU
TSS
TEMP.
0m Zone d’activité biologique
5 10 mg/l 8 15°C ‐
‐
30 m
‐
Zone de moindre activité biologique 60 m
‐
2 5 mg/l
6 10°C
1 2 mg/l
4 5°C
1 5 mg/l
3 5°C
‐
‐
‐
‐
Zone de très faible activité biologique ‐
‐
‐
100 m ©
Et toujours loin du point de rejet des eaux huileuses !!
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – EAU DE MER – MATIERE ORGANIQUE
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Filtre 100 microns – Echantillon pris en amont – GIRASSOL (ANGOLA)
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – BESOINS D’APPOINT EN EAU DE MER
Eau de production Besoins en injection
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I F P T r a i n i n g
PLAN DU COURS
Raisons motivant l’injection d’eau
Origine de l’eau
Qualité requise pour l’eau d’injection
Traitements
Equipements
Suivi
Conclusions
Exemples d'arrangement de traitement de l'eau d'injection
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – QUALITE D’EAU REQUISE
Qualité d’eau requise pour la formation • La possibilité d’injecter, à long terme, de l’eau dans un réservoir dépend de nombreux facteurs et est appelée facteur d’“INJECTIVITE". • Injectivité = f[P,Q,II(k.h., Krw,µ,B...)...] − − − − − − − −
P Q II H Krw k µ B
pression (différence fond de puits‐couche) débit index d’injectivité épaisseur de la couche perméabilité relative à l’eau perméabilité moyenne dans la zone de drainage viscosité aux conditions de P, T facteur de formation de l’eau
• La QUALITE DE L’EAU a une influence sur l’index d’injectivité. Pour que l’II reste constant, tous les autres éléments étant aussi constants, l’eau à injecter ne doit pas développer de problèmes de colmatage, ni dans la liaison couche‐trou, ni dans la formation. Elle ne doit pas non plus induire de phénomènes de réactivité d’argiles ni de phénomène de sulfurogénèse, « souring » (SRB).
En fait, l’eau doit être COMPATIBLE !!!
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – REGLE 1/3 1/7 (DEVELOPPEE PAR SHELL) ‐
Les solides en suspension peuvent poser des problèmes du fait de l’un des mécanismes suivants : • les particules d’un diamètre supérieur d’1/3 au diamètre des pores OBTURENT les entrées des pores à la surface de la formation pour former un cake de filtration externe; • les particules d’un diamètre inférieur à 1/3 mais supérieur à 1/7 du diamètre des pores envahissent la formation où ils sont piégés, formant un cake de filtration interne ; • les particules d’un diamètre inférieur à 1/7 du diamètre des pores ne causent pas de problème à la formation car elles sont transportées à travers elle.
Exemple : un pore de 30 µm de diamètre implique un seuil de filtration de 4 à 10 µm ©
En pratique :
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filtration du SABLE
5 µm 95% d’efficacité SEULEMENT !
I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – COMPATIBILITE
Compatibilité CHIMIQUE • La composition de l’eau (sels dissous) ne produit pas de précipitats quand elle se mélange à l’eau du réservoir (problèmes de dépôts dans la production) ou aux formations d’argiles, le cas échéant. • Exemple : dépôt de sulfate de baryum (impossible à dissoudre).
Compatibilité MECANIQUE • Le seuil de filtration (concernant les particules solides) fait partie des critères de non‐colmatage. C’est un paramètre qui peut être recommandé et mesuré. Les autres paramètres (capacité de colmatage de l’eau), qui dépendent directement du produit injecté et sont par conséquent d’un caractère plus extrinsèque, sont plus difficiles à mesurer mais d’une égale importance.
Elimination des BACTERIES • Pour éviter la SULFUROGENESE (SRB – Sulphate Reducing Bacteria), la réduction des sulfates et la formation d’H2S. 1 SOLUTION : injection de NITRATE concurrence entre NRB & SRB. • Pour éviter le COLMATAGE (parfois même des PUITS et des LIGNES DE PRODUCTION) par prolifération bactérienne (certaines populations de bactéries peuvent doubler en 20 minutes dans des conditions idéales).
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU DE PRODUCTION – INFLUENCE DE L’HUILE ET/OU DES SOLIDES Impact of water quality on injectivity
Stabilisationof injectivityloss ( north seawell )
Field C
Normalised Injectivity 1.00 0.90 0.80
Field B
0.70 0.60 0.50
0
0.40
4 8 12 16
0.30 0.20
Field A
20
0.10 24
0.00 28
0
TSS Total suspended solids (mg/l)
Inj ect ivit y (ba rrel s per da y / psi )
SeaWater
Produced Water
01 /0 7/ 92
26 /0 7/ 92
20 /0 8/ 92
14 /0 9/ 92
09 /1 0/ 92
03 /1 1/ 92
28 /1 1/ 92
23 /1 2/ 92
17 /0 1/ 93
80 160 240 320 400 480 560 OIW Oil in water (mg/l)
Régime de FRACTURATION des sables consolidés 100 200 mD ‐
de régime de MATRICE Fractures pouvant atteindre plusieurs centaines de m de long Peuvent atteindre le GAS CAP !!! Bien pour le MAINTIEN DE LA PRESSION mais pas pour le balayage ≠
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I F P T r a i n i n g
PLAN DU COURS
Raisons motivant l’injection d’eau
Origine de l’eau
Qualité requise pour l’eau d’injection
Traitements
Equipements
Suivi
Conclusions
Exemples d'arrangement de traitement de l'eau d'injection
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I F P T r a i n i n g
PROBLEME DE CHLORATION – ELGIN FRANKLIN ‐
PLAQUE TUBULAIRE CONDENSATEUR
BERNIQUES & CRUSTACES
ALGUES
COQUILLAGES BIVALVES
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I F P T r a i n i n g
FILTRES EN AMONT DES POMPES D’EAU DE MER (GIRASSOL) ZOOPLANCTON
©
ALGUES
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU – TRAITEMENT
OBJECTIFS des traitements • En certains points du réservoir, injecter des quantités spécifiques d’eau, de qualité compatible avec la formation, au meilleur coût et durant toute l’exploitation du champ
Objectifs technologiques concernant l’alimentation en eau, de la source à la formation (PRESSION RESEAU DE RELEVAGE) Objectifs de traitements spécifiques visant à obtenir la qualité d’eau requise pour la formation (COMPATIBILITE) Objectifs de protection des installations (COLMATAGE & CORROSION)
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I F P T r a i n i n g
INJECTION D’EAU –TRAITEMENTS REQUIS
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I F P T r a i n i n g
TRAITEMENT DE L’EAU D’INJECTION D’INJECTION – – SCHEMA DE PRINCIPE TYPE L’architecture d’une chaîne de traitement d’eau d’injection dépend de la provenance de l’eau et de la performance requise
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I F P T r a i n i n g
PLAN DU COURS
Raisons motivant l’injection d’eau
Origine de l’eau
Qualité requise pour l’eau d’injection
Traitements
Equipements
Suivi
Conclusions
Exemples d'arrangement de traitement de l'eau d'injection
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I F P T r a i n i n g
CHLORATION – CHLORATION – PRINCIPE + Anode
‐
e
‐
i Cathode
H2 + AIR
RISQUE D’EXPLOSION !!
++++ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐
E
X 200 (EXPLOSIVITE H2 : 4 – 99% !!!) + REDONDANCE DES SOUFFLANTES D’AIR
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I F P T r a i n i n g
CHLORATION – CHLORATION – DOSAGE
Jusqu’au point P, le Cl2 est consommé par les matières organiques
De P à M, le Cl2 se combine avec les composés d’ammoniaque et d’azote
De M à m, le Cl2 en excès se combine avec les chloramines pour donner du dichloramine De m à a, le Cl2 ajouté en excès est du chlore libre POINT CRITIQUE OU POINT DE RUPTURE AVEC LES COMPOSES D’AMMONIUM 6 ) l / g m5 ( L E 4 U D I S 3 E R E 2 R O L H 1 C 0
a
M
Résidus libres et combinés
A
m
P
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
CHLORE INTRODUIT (mg/l)
Injection de 4 – 5 mg/l de chlore ; chlore résiduel libre après filtration fine : 0,5 0,5 – – 0,7 mg/l
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I F P T r a i n i n g
CHLORATION – EQUIPEMENTS
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I F P T r a i n i n g
CHLORATION – EQUIPEMENTS
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I F P T r a i n i n g
CHLORATION – DEPOTS SUR LA CATHODE
On trouve de l’hydroxyde de MAGNESIUM et de CALCIUM à la cathode d’un électrochlorateur à eau de mer. Il existe plusieurs façons de se débarrasser de ces DEPOTS : • INVERSION DE COURANT, qui inverse très régulièrement les électrodes (anode et cathode et vice‐ versa) • modèle produisant un ECOULEMENT A GRANDE VITESSE, qui élimine les dépôts en continu • nettoyage CHIMIQUE (NON recommandé)
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ELECTRODES A REMPLACER UNE FOIS PAR AN ≈
I F P T r a i n i n g
CHLORATION – ELECTRODE TUBULAIRE CONCENTRIQUE (CTE) N’KOSSA ‐
CTE CHLOROPAC Electrode tubulaire concentrique
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I F P T r a i n i n g
CHLORATION – ELECTRODE TUBULAIRE CONCENTRIQUE (CTE) N’KOSSA ‐
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION – NOMENCLATURE
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DESSALAGE DE L’EAU
UNITE D’ELIMINATION DES SULFATES (SRU)
I F P T r a i n i n g
FILTRATION – EXPRESSION DES PERFORMANCES – RAPPORT BETA
Efficacité : Ex (%) = ((
x
‐
1)/
x
) 100
ATTENTION : l’efficacité est parfois exprimée en % MASSE et pas en % de PARTICULES ELIMINEES (NOMBRE) risque de CONFUSION !!!!
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION GROSSIERE – FILTRES RÉGÉNÉRABLES EN BACK FLOW
Exemple : IF 701 A/B (N'KOSSA – CONGO)
Deux pré filtres de 500 microns à 530 m3/h
10 cartouches par filtre
Delta P colmatage : 0,5 bar
Pression de service : 7,3 bars
Diamètre extérieur : 508 mm
‐
Hauteur du cylindre : 2 325 mm © 2 0 1 0 ‐
FILTRES AUTOMATIQUES VWS HWS ‐
I F P T r a i n i n g
FILTRATION GROSSIERE – FILTRES RÉGÉNÉRABLES EN BACK FLOW FILTRES REGÉNÉRABLES EN BACK FLOW POUR FILTRATION GROSSIERE
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION GROSSIERE – FILTRES RÉGÉNÉRABLES EN BACK FLOW FILTRES REGÉNÉRABLES EN BACK FLOW POUR FILTRATION GROSSIERE
SENS DE LA FILTRATION
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I F P T r a i n i n g
TISSU A FILS METALLIQUES PROFILES
FILTRATION GROSSIERE – FILTRES RÉGÉNÉRABLES EN BACK FLOW
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION GROSSIERE – FILTRES RÉGÉNÉRABLES EN BACK FLOW
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Filtre régénérable en back flow pour eau de production (80 µm) COUCAL – GABON
Le lavage à contre courant N’EST PAS efficace… Il faut régulièrement ouvrir pour nettoyer !!!
I F P T r a i n i n g
FILTRATION – FILTRES DE SECURITE A CARTOUCHES FILTRES DE SECURITE A CARTOUCHES
EXEMPLE
IF 703 A/B/C/D N'KOSSA
EVENT FIXATION
3+1 FILTRES DE SECURITE avec poches de 100 µm à 250 m3/h
Delta P colmatage : 0,5 bar
Pression de service : 10,7 bars
Diamètre extérieur : 650 mm
Hauteur du cylindre : 1025 mm
SORTIE D’EAU FILTREE
Milieu filtrant : filtre en tissu (monofilaments de polyamide)
©
PURGE
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I F P T r a i n i n g
Remplacement manuel des poches ENTREE D’EAU
FILTRATION – FILTRES A CARTOUCHES
CARTOUCHES SUR LEUR SUPPORT CARTOUCHES AVANT ET APRES LA FILTRATION GIRASSOL : filtration par cartouches (modèle original : 0,5 µm) en aval des filtres à sable (10 µm) IDEE : éliminer les bactéries pour protéger la SRU remplacer les cartouches tous les 5 JOURS !!!
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changer pour un modèle 5 µm (courant pour protéger le SRU !!!) remplacer les cartouches toutes les 8 à 9 SEMAINES (OK) SUPPORT
I F P T r a i n i n g
FILTRATION – FILTRES A CARTOUCHES CARTOUCHES ET TOILES FILTRANTES
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION – FILTRES MULTIMEDIA (MMF)
ENTREE
TROU D’HOMME
DISTRIBUTEUR D’ADMISSION VIDANGE ANTHRACITE GRENAT FIN
GRENAT GROSSIER
DISTRIBUTEUR D’ADMISSION D’EAU
EXEMPLE :
COLLECTEUR
eau de MER :
20 – 40 m/h
eau de PRODUCTION :
20 – 40 m3/h/m2
10 m/h
10 m3/h/m2
SOUS REMPLISSAGE ‐
►►►EMPREINTE SORTIE
BETON
et POIDS importants
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION – FILTRES MULTIMEDIA (MMF)
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION – FILTRES MULTIMEDIA (MMF)
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FILTRATION D’EAU DE MER – 16 MMF (GIRASSOL – ANGOLA)
I F P T r a i n i n g
FILTRATION – FILTRES MULTIMEDIA (MMF)
FILTRE A SABLE A DOUBLE FLUX avec drains (extrait des Techniques de l’ingénieur) A: lit de gravier B: sable fin
SORTIE ENTREE
C: drain collecteur de filtrat D: admission d’air haute pression E: tuyau de décharge vers égout pendant lavage F: drain © 2 0 1 0 ‐
I F P T r a i n i n g
FILTRATION – AVANTAGES DE LA PRE CHLORATION ‐
La pré chloration de l’eau de mer a un impact important sur l’efficacité de la filtration : sans chlore libre, cette efficacité chute à environ 50% au lieu de > 95%. ‐
) % ( 99 N O I 98 T A 97 R T L I 96 F E 95 T I C A C I F F E
Chute de NaClO
TEMPS D’EXPLOITATION
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La pré chloration permet de DESTABILISER les colloïdes organiques de l’eau de mer. ‐
I F P T r a i n i n g
FILTRATION – FILTRES À PRÉCOUCHE
1 à 10 µm ©
NE SONT PLUS utilisés !!!
2 0 1 0 ‐
‐ Seule la pression maintient la précouche ‐ Terre à diatomées (SILICE pure)
sensibles aux variations de pression
abrasion des équipements en aval…
I F P T r a i n i n g
FILTRATION – FILTRES À PRÉCOUCHE TERRE A DIATOMEES DICB X 200
DICB X 800
DICS X 200
DICS X 800
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION – FILTRES À PRÉCOUCHE
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION – CARTOUCHE METALLIQUE
Filtre PURITECH (cartouche METALLIQUE)
Problèmes : • difficile à nettoyer si < 1µm nettoyage à l’acide sulfurique concentré (DANGER !!!) • coût • adapté exclusivement aux matières organiques
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION – COMPARAISON DES PERFORMANCES Types
à sable
à précouche
Seuils (
Avantages
Inconvénients
seul 15 µm à 5 µm avec floculation
•Technologie éprouvée •Accepte fortes charges •Bonnes performances •Investissement modéré
30 µm à 1 µm
•Risque de rupture des •Excellente qualité d’eau •Poids et encombrement moyens précouches •Nécessite filtres de sécurité •Grande flexibilité •Manipulation des terres de •Faible coût des adjuvants diatomées pénible
Bougies 200 µm régénérables en à back flow 20 µm Cartouches jetables
75)
60 µm à 1 µm
Selon précouche (grade) selon média selon média
•Petit et léger •Pseudo continu •Grande facilité d’intervention ‐
(type carters indépendants) •Excellente qualité d’eau •Petit et simple •Faible investissement
•Lourd et encombrant •Floculation délicate •Contamination bactérienne •Interventions sur lit lourdes
•Maintenance plus lourde en raison des pièces mobiles •Performances moyennes •Médias métalliques seuls utilisables •Coûts d’exploitation colossaux pour de gros débits • Changement des cartouches astreignant
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I F P T r a i n i n g
FILTRATION – ULTRAFILTRATION FIBRES CREUSES
SORTIE EAU TRAITEE
ENTREE EAU BRUTE
0,1 à 0,01 µm
De l’extérieur vers l’intérieur!
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Lavage à contre courant (60 s) toutes les 30 min
Nettoyage chimique (acide base) tous les mois
‐
‐
I F P T r a i n i n g
FILTRATION – ULTRAFILTRATION Exemple d’une unité d’ultrafiltration par fibres creuses (mer du nord)
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Pour eau de mer ou de fleuve – pas pour eau de production (huileuse !!!) Necessite filtration en amont 100 µm ≈
I F P T r a i n i n g
FILTRATION – ULTRAFILTRATION
BUZZARD (MER DU NORD)
skid MF en amont de
skid NF
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I F P T r a i n i n g
PHENOMENES D’OSMOSE (INVERSE) Selectively permeable membrane
c e i t r o u s s m s e r O p
Osmosis Water Water
Salt solution
Water
Initial condition
Salt
Final condition
r e n i f u s o es r e s rp su e s s c c t i r e x e o P ms o
n i f er s o u s es s c er x P e
Reverse Osmosis
er ssu er p c i t o ms o
©
W ater
Salt
Initial condition
Water
Salt
Final condition
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I F P T r a i n i n g
ELIMINATION DES SULFATES (NANOFILTRATION)
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0,001 à 0,01 µm
I F P T r a i n i n g
ELIMINATION DES SULFATES (NANOFILTRATION) – CONFIGURATION
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I F P T r a i n i n g
ELIMINATION DES SULFATES (NANOFILTRATION) – MEMBRANES SRU
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I F P T r a i n i n g
ELIMINATION DES SULFATES (NANOFILTRATION) – PERFORMANCES
©
20 ACTUELLEMENT !!!
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I F P T r a i n i n g
ELIMINATION DES SULFATES (NANOFILTRATION) – GIRASSOL (ANGOLA)
PRODUCTION (SORTIE) : 64 000 m3/jour Six (6) modules par cartouche plus de 3 000 modules !!! Pas de chlore !!! injection de BISULFITE Pas d’HC !!! © 2 0 1 0 ‐
I F P T r a i n i n g
DESOXYGENATION
GAZ VERS TORCHE
ENTREE
ENTREE
GAZ DE STRIPAGE
EAU Oxygen scavenger LC
(Sulfite : Na2SO3 + 1/2O2‐>Na2SO4)
SORTIE
TOUR SOUS VIDE
LC
OXYGEN SCAVENGER
SORTIE
TOUR DE STRIPAGE
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I F P T r a i n i n g
DESOXYGENATION – TECHNOLOGIE
Principe de la désoxygénation physique : • la pression totale d’un mélange de gaz est égale à la somme des pressions qui seraient exercées par chaque gaz s’il était le seul présent ; • la concentration d’un gaz dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle de ce gaz au‐dessus de l’interface liquide‐ gaz. Pour diminuer la concentration de gaz dans un liquide, il suffit d’abaisser la pression partielle : • soit en diminuant la pression, ce qui correspond à un dégazage sous vide, • soit en diminuant la concentration de gaz dans le mélange gazeux, en injectant un autre gaz (stripage).
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I F P T r a i n i n g
DESOXYGENATION – PRODUCTION DE VIDE – POMPE A VIDE SEPARATEUR GAZ
GAZ TROP PLEIN ‐
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I F P T r a i n i n g
DESOXYGENATION – PRODUCTION DE VIDE – EJECTEURS
1. Arrivée fluide moteur 2. Mise sous vide – aspiration 3. Tuyère 4. Diffuseur 4.1. Cône de mélange convergent 4.2. Col du diffuseur 5. Refoulement
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I F P T r a i n i n g
DESOXYGENATION – PRODUCTION DE VIDE
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DESOXYGENATION – OXYGEN SCAVENGER
Le dosage du produit anti oxygène (oxygen scavenger ) se fait généralement dans le flux d’eau porteur recyclé en provenance des pompes de suralimentation, sur le retour vers la tour (approximativement 1% du débit de la tour) pour donner une bonne distribution dans le puisard. ‐
Sur la base de l’utilisation de BISULFITE D’AMMONIUM comme produit chimique anti oxygène, les doses nécessaires sont : ‐
• 8 ppm de produit pour 1 ppm d’oxygène • 2,4 ppm de produit pour 1 ppm de chlore • 1‐2 ppm de produit pour déclencher la réaction
A des températures <15°C, le temps de réaction est 1½ minute. A des températures >15°C, le temps de réaction est 1 minute.
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DESOXYGENATION – MINOX Principe : désoxygénation par stripage co courant avec régénération du gaz vecteur ‐
CH3OH + 3/2O2 CO2 + 2H2O + chaleur METHANOL
Echangeur de chaleur
DESOXYGENATEUR
Problèmes :
VENTILATEUR
• CAPEX • OPEX (durée de vie Mélangeu catalyseur) r statique • Retour d’expérience insuffisant Eau de mer à traiter Séparateur A • méthanol • premier modèle : temps de séjour de 20 s • problèmes de moussage, …
Mélangeu r statique
Séparateur B
Eau de mer traitée
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Régénération du gaz par oxydation du méthanol sur un catalyseur au palladium
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DESOXYGENATION – MINOX
Désoxygénation : MINOX
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Skid Heidrun (STATOIL) 1334 m3/h
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PLAN DU COURS
Raisons motivant l’injection d’eau
Origine de l’eau
Qualité requise pour l’eau d’injection
Traitements
Equipements
Suivi
Conclusions
Exemples d'arrangement de traitement de l'eau d'injection
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TRAITEMENT DE L’EAU D’INJECTION – SUIVI
Critères de suivi • perte de charge sur les filtres • débit • teneur en chlore • teneur en oxygène • vide ou rapport gaz‐ liquide • injection de produits chimiques • indice de colmatage • sondes de corrosion • teneur en Fe • échantillonnage avec kits pour tests bactériens
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TRAITEMENT DE L’EAU D’INJECTION – SUIVI
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TRAITEMENT DE L’EAU D’INJECTION – SUIVI
INDICE DE COLMATAGE • IC (3 ; 10 ; 20…) • SDI (Silt Density Index) • Marqueur V30
Time per liter 250
200
150 e d n o c e s
100
50
©
0 0
5
10
15
20 liter 25
Inlet IF901A 0,45 micron
Outlet 901A 0,45 micron
IF703 outlet 0,45 micron
IF703 outlet 0,45 micron
30
35
IF703 outlet 0,45 micron
40
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TRAITEMENT DE L’EAU D’INJECTION – SUIVI
1/11/86 7h
x 800
Ic3 = 1.4
x 2000
1/11/86 16h30
Ic3 = 15.22
x 2000
x 2000
x 4000
x 4000
©
x 4000
x 4000
coccolithe
ostrocode
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TRAITEMENT DE L’EAU D’INJECTION – SUIVI Exemple : GIRASSOL
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PLAN DU COURS
Raisons motivant l’injection d’eau
Origine de l’eau
Qualité requise pour l’eau d’injection
Traitements
Equipements
Suivi
Conclusions
Exemples d'arrangement de traitement de l'eau d'injection
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CONCLUSIONS
L’injection d’eau est la méthode de récupération d’huile assistée la plus couramment utilisée dans le monde. La conception et le contrôle des installations doivent être une préoccupation majeure pour les opérateurs. Le choix de l’injection d’eau exige : • une bonne connaissance tant du réservoir que de l’aquifère, c’est‐à‐dire un minimum d’historique de production. Si l’injection d’eau et la production doivent être menées simultanément, tenir compte de la marge d’incertitude (débit, pression) prise lors de la conception des installations ; • une définition précise de la qualité de l’eau requise pour la formation en termes de compatibilité ionique, de teneur en solides en suspension, de granulométrie des solides et de capacité de colmatage, d’où la nécessité de réaliser des études et des essais sur des carottes et des échantillons d’eau de réservoir ; • une alimentation en eau respectant les exigences de qualité, de quantité et de débit ; • des puits d’injection, astucieusement placés et équipés de moyens de connexion à la complétion adaptés à la formation, à la qualité de l’eau et aux conditions hydrauliques ; • les installations de surface nécessaires au traitement, à la distribution et à l’injection de l’eau. Ces installations doivent aussi être prises en compte au niveau de l’exploitation du champ.
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PLAN DU COURS
Raisons motivant l’injection d’eau
Origine de l’eau
Qualité requise pour l’eau d’injection
Traitements
Equipements
Suivi
Conclusions
Exemples d'arrangement de traitement de l'eau d'injection
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