Système de production de puits: VLP et IPR

Table of Contents

1. Introduction
2. Components of the Producing Formation
   • 2.1 Formation Pressure and Flow
   • 2.2 Pressure Losses in the Tubing
   • 2.3 Vertical Flow Regimes
3. Pressure and Flow Relationships
   • 3.1 The IPR Diagram
   • 3.2 Incorporating Tubing Pressure Losses
   • 3.3 The Choke Effect
4. Surface Facilities and Pressure Losses
   • 4.1 The Flow Line
   • 4.2 The Separator
5. System Pressure Losses
   • 5.1 Summary of Pressure Losses
   • 5.2 Increasing Flow Rates and Reducing Pressure Losses
6. Pressure vs. Time Plot
   • 6.1 Stabilized Pressure and Drawdown
   • 6.2 Inflow Performance Relationship (IPR) Curve
7. Conclusion

Introduction

Dans notre discussion, nous commençons par diviser notre système de production de richesse en ses principaux composants : la formation de production, la tuberie de production, l'étrangleur, la ligne de flux superficielle et le séparateur. Ces éléments suffisent à illustrer les concepts impliqués dans la description des relations de pression et de débit de notre système de production. Tous ces composants sont interreliés et les fluides ne peuvent pas être produits en surface à un débit supérieur à celui de l'écoulement de la formation ou de leur remontée dans la tuberie. Le fluide s'écoule des points de haute pression vers les points de basse pression. Notre objectif est de montrer graphiquement comment la pression et les débits sont liés dans notre système. Pour cela, nous utiliserons le diagramme IPR (Inflow Performance Relationship) comme base pour décrire les pertes de pression à travers notre système.

Components of the Producing Formation

2.1 Formation Pressure and Flow

Avant de plonger dans les détails des pertes de pression, il est important de comprendre la relation entre la pression de la formation et l'écoulement des fluides. Lors de la production, il y a une chute de pression à l'intérieur de la formation, qui est nécessaire pour permettre aux fluides de migrer vers le puits. Cette chute de pression est influencée par divers facteurs tels que la perméabilité de la formation, la viscosité des fluides et la géométrie du réservoir.

2.2 Pressure Losses in the Tubing

Une fois les fluides extraits de la formation, ils doivent s'écouler à travers la tuberie jusqu'à la surface. Cependant, ce processus entraîne également des pertes de pression due à la friction et à d'autres phénomènes. Différents régimes d'écoulement peuvent se produire dans la tuberie verticale en fonction des conditions de débit et de la complexité du système. Des corrélations ont été développées pour estimer ces pertes de pression dans la tuberie en fonction de différents paramètres tels que le débit, la configuration de la tuberie et les caractéristiques des fluides de production.

2.3 Vertical Flow Regimes

En raison de la complexité des régimes d'écoulement vertical, des corrélations ont été développées pour prédire les pertes de pression verticale dans la tuberie pour une grande variété de conditions d'écoulement vertical. Ces corrélations sont publiées sous forme de courbes, ce qui permet d'estimer la perte de pression à différents débits et configurations de la tuberie.

Pressure and Flow Relationships

3.1 The IPR Diagram

Le diagramme IPR (Inflow Performance Relationship) est un outil essentiel pour comprendre les relations entre la pression et le débit dans notre système. Il représente graphiquement la pression disponible à la tête de la tuberie en fonction du débit de production. Le débit est représenté sur l'axe horizontal et la pression sur l'axe vertical. Le point de l'IPR correspond au débit maximal que le puits peut atteindre sans subir de pertes de pression significatives.

3.2 Incorporating Tubing Pressure Losses

Pour prendre en compte les pertes de pression dans la tuberie, nous pouvons ajouter une courbe représentant la pression dans la tuberie fluide à chaque débit. Cette nouvelle courbe représente la pression juste en aval de l'étrangleur.

3.3 The Choke Effect

Une fois que les fluides atteignent la surface, ils doivent s'écouler à travers la ligne de flux et les installations de surface avant d'atteindre le point de vente. Les étrangleurs sont généralement sélectionnés pour maintenir une vitesse d'écoulement critique. Lorsque l'écoulement critique se produit, la pression en amont est environ deux fois supérieure à la pression en aval. Cela signifie que la pression est réduite de moitié lorsqu'elle passe à travers l'étrangleur. L'effet de l'étrangleur peut également être ajouté à notre diagramme en traçant une courbe égale à la moitié de la pression dans la tuberie pour chaque débit.

Surface Facilities and Pressure Losses

4.1 The Flow Line

Après l'étrangleur, les fluides doivent s'écouler à travers la ligne de flux, ce qui entraîne des pertes de pression supplémentaires dans le système. Ces pertes de pression peuvent être estimées en utilisant des corrélations d'écoulement horizontal appropriées pour notre système spécifié.

4.2 The Separator

Le prochain composant de surface est le séparateur. Il provoque également des pertes de pression dans le système. La valeur de ces pertes est estimée en utilisant les corrélations appropriées pour notre système d'écoulement spécifié. Il est important de noter que le séparateur a une pression minimale requise pour fonctionner correctement.

System Pressure Losses

5.1 Summary of Pressure Losses

Pour récapituler, nous observons les pertes de pression dans la formation, dans la tuberie, à travers l'étrangleur, dans les lignes de surface et dans le séparateur. La pression de la formation est essentielle pour alimenter tout le système et est utilisée tout au long du processus de production. Si nous souhaitons augmenter le débit, des changements doivent être apportés au système d'écoulement pour réduire certaines ou toutes ces pertes de pression.

5.2 Increasing Flow Rates and Reducing Pressure Losses

Si nous voulons augmenter le débit de production, plusieurs options sont disponibles. Nous pouvons augmenter la pression de la formation en utilisant des méthodes de soutien de la pression telles que l'injection d'eau ou de gaz. Cela aidera à maintenir la pression du réservoir et à réduire les pertes de pression dans le système. Une autre option consiste à modifier la configuration de la tuberie pour réduire les pertes de pression. Cela peut inclure l'utilisation de tuberie de plus grand diamètre ou l'ajout de pompes de remontée pour augmenter la pression de surface.

Pressure vs. Time Plot

6.1 Stabilized Pressure and Drawdown

Lorsque nous ouvrons un puits à la production à un débit raisonnablement constant, la pression du puits en fond de trou stabilisera après un certain temps. Cela s'appelle la chute de pression. En testant un puits de cette manière, il est possible d'estimer et de tracer la pression en fond de trou en fonction du débit de production pour une pression moyenne du réservoir donnée.

6.2 Inflow Performance Relationship (IPR) Curve

La courbe de performance d'entrée ou IPR est une représentation graphique de la performance potentielle d'un puits pétrolier en fonction de la pression en fond de trou. Elle montre comment la capacité d'un puits à produire à une pression donnée diminue avec la diminution de la pression du réservoir. En maintenant la pression en fond de trou constante, le débit de production d'un puits diminuera jusqu'à ce qu'il ne puisse plus s'écouler. Alternativement, si le débit doit être maintenu constant, la pression en fond de trou doit continuellement diminuer pour maintenir le débit.

Conclusion

En conclusion, comprendre les relations entre la pression et le débit dans un système de production de richesse est essentiel pour optimiser les performances d'un puits pétrolier. La pression de la formation, les pertes de pression dans la tuberie, l'effet de l'étrangleur et les pertes de pression dans les installations de surface doivent être soigneusement étudiés pour maximiser le débit de production d'un puits. Les graphiques et courbes, tels que le diagramme IPR, sont des outils précieux pour analyser le comportement d'un puits et prendre des décisions éclairées pour optimiser les performances.

Highlights

• Comprendre les relations entre la pression et le débit dans un système de production de richesse.
• Les composants clés d'un système de production, y compris la formation de production, la tuberie, l'étrangleur, la ligne de flux et le séparateur.
• Les pertes de pression dans la tuberie et les corrélations pour les estimer.
• L'effet de l'étrangleur sur la pression et le débit.
• Les pertes de pression supplémentaires dans les installations de surface.
• Les pertes de pression totales dans le système et les moyens d'augmenter le débit.
• L'utilisation du diagramme IPR pour analyser les performances d'un puits.
• La relation entre la pression en fond de trou et le débit de production.
• Les options pour augmenter le débit et réduire les pertes de pression.
• L'importance de connaître le comportement d'un puits pour optimiser les performances.

FAQ

Q: Comment peut-on estimer les pertes de pression dans la tuberie? A: Des corrélations ont été développées pour estimer les pertes de pression dans la tuberie en fonction des conditions d'écoulement, du débit et des caractéristiques des fluides de production.

Q: Quels sont les composants clés d'un système de production? A: Les principaux composants sont la formation de production, la tuberie, l'étrangleur, la ligne de flux et le séparateur.

Q: Comment la pression en fond de trou affecte-t-elle le débit d'un puits? A: La pression en fond de trou est directement liée au débit de production d'un puits. Une pression plus élevée permet un débit plus élevé, tandis qu'une pression plus basse entraîne une diminution du débit.

Q: Comment peut-on augmenter le débit de production d'un puits? A: Il existe plusieurs méthodes pour augmenter le débit de production, notamment en augmentant la pression de la formation, en modifiant la configuration de la tuberie et en optimisant les installations de surface.

Q: Comment le diagramme IPR est-il utilisé pour analyser la performance d'un puits? A: Le diagramme IPR représente graphiquement la relation entre la pression en fond de trou et le débit de production. En l'utilisant, on peut déterminer le débit maximal que le puits peut atteindre à une pression donnée.

Resources

• Exemple de diagramme IPR et de courbes de corrélation de perte de pression dans la tuberie
• Guide pratique sur la production pétrolière et les pertes de pression