FR2861127A1 - Appareil d'echantillonnage de fond et methode d'utilisation de celui-ci - Google Patents
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Abstract
Un procédé et un appareil sont fournis pour prélever un échantillon de fluide de formation. Le fluide de formation est aspiré depuis la formation souterraine dans l'outil de fond (10) et collecté dans une chambre à échantillons. Une conduite d'écoulement de sortie (34) assure la liaison à la chambre à échantillons (28) de manière opérationnelle pour enlever de manière sélective une partie contaminée et/ou propre du fluide de formation de la chambre à échantillons, moyennant quoi, la contamination est enlevée de la chambre à échantillons. Par exemple, il est possible de faire passer une partie propre du fluide de formation dans une autre chambre à échantillons ou une partie contaminée peut être vidangée dans le sondage.
Description
APPAREIL D'ECHANTILLONNAGE DE FOND ET METHODE
D'UTILISATION DE CELUI-CI CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne, d'une manière générale, l'évaluation d'une formation traversée par un puits. La présente invention concerne, plus particulièrement, les outils d'échantillonnage de fond capables de réaliser une collecte d'échantillons de fluide dans une formation souterraine.
Description de l'art connexe
Les compagnies pétrolières ont reconnu depuis longtemps l'utilité de prendre des échantillons de fluide de formation de fond en vue d'une analyse chimique et physique, et un échantillonnage de ce type est réalisé depuis plusieurs années par le cessionnaire de la présente invention, Schlumberger. Les échantillons de fluide de formation, également connus en tant que fluide du réservoir, sont traditionnellement collectés aussi tôt que possible dans la vie d'un réservoir en vue de l'analyse à la surface et, plus particulièrement, dans des laboratoires spécialisés. Les informations que cette analyse fournit sont vitales dans la planification et le développement des réservoirs d'hydrocarbures, aussi bien que dans l'évaluation de la capacité et du rendement d'un réservoir.
Le procédé d'échantillonnage de puits comprend l'abaissement d'un outil d'échantillonnage de fond, tel qu'un outil d'essai des couches à câble métallique MDTTM, possédé et fourni par Schlumberger, dans le puits pour réaliser la collecte d'un échantillon (ou de multiples échantillons) de fluide de formation par engagement entre un élément de sondage de l'outil d'échantillonnage et la paroi du puits. L'outil d'échantillonnage crée un différentiel de pression à travers cet engagement pour induire un écoulement de fluide de formation à l'intérieur d'une ou de plusieurs chambres à échantillons. Ce procédé et d'autres procédés similaires sont décrits dans les brevets US Nos 4 860 581; 4 936 139 (tous les deux cédés à Schlumberger) ; 5 303 775; 5 377 755 (tous les deux cédés à Western Atlas) ; et 5 934 374 (cédé à Halliburton).
Différents défis peuvent survenir dans le procédé d'obtention d'échantillons de fluide provenant de formations souterraines. De nouveau, en référence aux industries liées au pétrole, par exemple, la terre se trouvant autour du sondage à partir duquel les échantillons de fluide sont recherchés contient traditionnellement des matières polluantes, telles que le filtrat provenant de la boue utilisée dans le forage du sondage. Cette matière souille le fluide propre ou "vierge" contenu dans la formation souterraine alors qu'elle est enlevée de la terre, ce qui a pour résultat un fluide qui est généralement inacceptable pour l'échantillonnage et/ou l'évaluation du fluide d'hydrocarbure. Alors que le fluide est aspiré dans 2861127 3 l'outil de fond, les matières polluantes provenant du processus de forage et/ou entourant le puits entrent parfois dans l'outil avec le fluide provenant de la formation environnante.
Pour effectuer une analyse de fluide de la formation valable, le fluide prélevé possède, de préférence, une pureté suffisante pour représenter de manière adéquate le fluide contenu dans la formation (c'est-à-dire, le fluide "vierge"). En d'autres termes, le fluide comporte, de préférence, une quantité minimum de contamination pour être représentatif de manière suffisante ou acceptable d'une formation donnée pour un échantillonnage et/ou une évaluation d'hydrocarbures valable. Parce que le fluide est prélevé à travers le sondage, la pâte de boue, le ciment et/ou d'autres couches, il est difficile d'éviter la contamination de l'échantillon de fluide alors qu'il s'écoule de la formation et à l'intérieur d'un outil de fond pendant l'échantillonnage. Un défi, par conséquent, réside dans l'obtention d'échantillons de fluide propre avec peu ou aucune contamination.
Différents procédés et dispositifs ont été proposés pour obtenir des fluides souterrains pour l'échantillonnage et l'évaluation. Par exemple, les Brevets US Nos 6 230 557 cédé à Ciglenec et al., 6 223 822 cédé à Jones, 4 416 152 cédé à Wilson, 3 611 799 cédé à Davis et la Publication de la Demande de Brevet International No WO 96/30628 ont mis au point certaines sondes et des techniques associées pour améliorer l'échantillonnage. D'autres techniques ont été mises au point pour séparer les fluides vierges pendant l'échantillonnage. Par exemple, le Brevet US No 6 301 959 cédé à Hrametz et al. décrit une sonde d'échantillonnage avec deux conduites hydrauliques pour récupérer les fluides de formation provenant de deux zones dans le sondage. Les fluides de sondage sont aspirés dans une zone de protection séparée des fluides aspirés dans une zone de sondage. La Demande de Brevet No 10/184833, cédée au cessionnaire de la présente invention, fournit des techniques supplémentaires pour obtenir un fluide propre alors que le fluide de formation est aspiré dans l'outil de fond. Malgré ces avancées dans l'échantillonnage, il subsiste un besoin pour mettre au point des techniques pour l'échantillonnage de fluide qui optimisent la qualité de l'échantillon.
En examinant la technologie actuelle destinée à la collecte de fluides souterrains pour l'échantillonnage et l'évaluation, il subsiste un besoin concernant des appareils et des procédés capables d'enlever le fluide contenant des matières polluantes (fluide contaminé) et/ou d'obtenir un fluide de formation acceptable. 1l est, par conséquent, souhaitable de fournir des techniques pour enlever la contamination de l'outil de fond de sorte que des échantillons de fluide plus propres puissent être recueillis. Il est également souhaitable d'avoir un système qui optimise l'utilisation de la pompe et le niveau de contamination de l'échantillon, tout en réduisant les chances que l'outil se bloque. La présente invention est orientée vers un procédé et un appareil qui peuvent résoudre ou au moins réduire certains ou tous les problèmes décrits ci- dessus.
Claims (24)
1. Système d'échantillonnage (18) destiné à enlever la contamination d'un fluide de formation collecté par un outil de fond (10) depuis une formation souterraine, comprenant.
au moins une chambre à échantillons (28) positionnée dans l'outil de fond (10) pour recevoir le fluide de formation; et une conduite d'écoulement de sortie (34) connectée de manière opérationnelle à la chambre à échantillons (28) pour enlever de manière sélective l'une parmi une partie contaminée du fluide de formation, une partie propre du fluide de formation et des combinaisons de celles-ci, de la chambre à échantillons (28), dans laquelle la contamination est enlevée du fluide de formation.
2. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, dans lequel l'outil est choisi parmi le groupe d'outil à câble métallique, d'outil de forage, d'outil de tubage et des combinaisons de ceux-ci.
3. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, dans lequel la au moins une chambre à échantillons (28) comprend une première chambre à échantillons (28A) et une seconde chambre à échantillons (28B), le système d'échantillonnage comprenant, en outre, une conduite d'écoulement de transfert pour faire passer au moins une partie du fluide de formation de la première chambre à échantillons (28A) à la seconde chambre à échantillons (28B).
4. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, dans lequel la conduite d'écoulement de sortie (34) assure la liaison à une seconde chambre à échantillons (28B) de manière opérationnelle pour faire passer au moins une partie du fluide de formation d'une première chambre à échantillons (28A) à la seconde chambre à échantillons (28B).
5. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, comprenant, en outre, une conduite d'écoulement de vidange pour faire passer le fluide de la conduite d'écoulement principale au sondage (14).
6. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, comprenant, en outre, des capteurs (46) pour détecter les paramètres de la formation.
7. Système d'échantillonnage selon la revendication 6, dans lequel les capteurs (46) sont positionnés dans au moins l'une des conduites d'écoulement (27), la au moins une des chambres à échantillons (28A, 28B) et des combinaisons de celles-ci.
8. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, comprenant, en outre, un analyseur de fluide (32) capable de contrôler la contamination du fluide de formation.
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9. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, comprenant, en outre, un séparateur de fluide.
10. Système d'échantillonnage selon la revendication 9, dans lequel le
séparateur de fluide comprend l'un des éléments parmi le groupe constitué des gravillons (50), des produits chimiques, des catalyseurs, des activateurs, des désémulsifiants et des combinaisons de ceux-ci.
11. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, dans lequel la au moins une des chambres à échantillons (28A, 28B) comporte un piston (36) pouvant être déplacé dans ladite chambre de manière coulissante, le piston (36) séparant la chambre à échantillons (28) en une cavité à échantillons (48) et une cavité tampon (40).
12. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, dans lequel la conduite d'écoulement de sortie (34) s'étend depuis la au moins une chambre à échantillons (28) jusqu'au sondage (14) pour vidanger le fluide contaminé de la cavité à échantillons (48) dans le sondage (14).
13. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, dans lequel la conduite d'écoulement de sortie (34) s'étend depuis la au moins une chambre à échantillons (28) jusqu'à une chambre de collecte pour collecter le fluide de formation.
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14. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, dans lequel la conduite d'écoulement de sortie (34) est équipée d'un schnorchel (44) pouvant être positionné dans la chambre à échantillons (28) pour un retrait du fluide de ladite chambre à échantillons (28) de manière sélective.
15. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, comprenant, en outre, un accumulateur de gaz (52) accouplé de manière opérationnelle à la conduite d'écoulement principale, l'accumulateur étant capable de permettre aux bulles de gaz de se regrouper avant de passer dans la chambre à échantillons (28).
16. Système d'échantillonnage selon la revendication 1, comprenant de plus une sonde (26) pour aspirer le fluide de formation depuis la formation souterraine dans l'outil de fond (10) et une conduite d'écoulement principale s'étendant depuis la sonde (26) pour faire passer le fluide de formation de la sonde (26) dans l'outil de fond (10), la au moins une chambre à échantillons (28) assurant la liaison à la conduite d'écoulement principale de manière opérationnelle pour collecter le fluide de formation dans ladite chambre à échantillons (28).
17. Procédé pour échantillonner un fluide de formation depuis une formation souterraine par l'intermédiaire d'un outil de fond (10), le procédé comprenant les étapes consistant à : positionner un outil de fond (10) dans un puits; 2861127 26 établir une communication fluidique entre l'outil de fond (10) et la formation environnante; aspirer le fluide depuis la formation dans l'outil de fond (10) ; collecter le fluide de formation dans au 5 moins une chambre à échantillons (28) ; et retirer l'une parmi une partie contaminée du fluide de formation, une partie propre du fluide de formation et des combinaisons de celles-ci, de la chambre à échantillons (28).
18. Procédé selon la revendication 17, comprenant, en outre, l'étape consistant à séparer la partie propre du fluide de formation de la partie contaminée du fluide de formation.
19. Procédé selon la revendication 18, dans lequel le fluide est séparé en retirant la partie contaminée de la chambre à échantillons (28).
20. Procédé selon la revendication 18, dans lequel le fluide est séparé par l'une des techniques lui permettant de se décanter, parmi l'agitation, les additifs et des combinaisons de celles-ci.
21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel les additifs sont des gravillons (50), des désémulsifiants et des combinaisons de ceux-ci.
22. Procédé selon la revendication 17, dans lequel 30 le fluide est séparé en transférant la partie propre dans une chambre de collecte.
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23. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la partie contaminée est vidangée dans le sondage (14).
24. Procédé selon la revendication 17, comprenant, en outre, l'étape consistant à identifier l'une parmi une partie propre de la formation de fluide, une partie contaminée du fluide de formation et des combinaisons de celles-ci.
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