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12 //. expertise Eor s Qu’est-ce que la mobilité ? La mobilité d’un fluide exprime le rapport entre la perméabilité relative de ce fluide dans un milieu poreux donné et la viscosité de ce fluide. La viscosification de l’eau par des polymères vise à tendre vers un rapport de mobilité entre l’eau et l’huile égal à 1, c’est-à-dire à obtenir une mobilité équivalente pour les deux fluides. En milieu peu salé, une concentration de polymères à 300 ppm (parties par million), soit 0,3 g/l, permet d’augmenter aisément la viscosité de l’eau d’un facteur 10. Les promesses DE La vOIE ChImIqUE sss la mise en œuvre de polymères et de tensioactifs pour améliorer l’efficacité de l’injection d’eau concentre aujourd’hui une part très importante des recherches du projet Eor. cette option s’avère en effet particulièrement bien adaptée au portefeuille de total. Bénéficiant d’importants moyens d’études en laboratoires, ces techniques sont d’ores et déjà évaluées par des pilotes. À l’horizon, une première mondiale, signe de la capacité d’innovation et de l’audace de total. la voie chimique de la récupération améliorée concerne d’abord les réservoirs argilo-gréseux contenant des huiles d’une viscosité inférieure à 50 cp. potentiellement bien adaptée à la tranche conventionnelle du portefeuille de total, nettement dominée par l’offshore, elle concentre une part importante des efforts de r&D du Groupe en matière d’Eor. le processus de qualification de polymères et de tensioactifs aptes à doper la production et la récupération s’appuie sur une étroite synergie entre les expertises et les moyens d’études de l’E&p et ceux de total petrochemicals France. Les poLymères, aCCéLérateurs De réCupération le constat est simple : dans les conditions de fond des réservoirs, l’eau a presque toujours une viscosité plus faible que l’huile. or, tout en assurant le maintien de la pression du réservoir, l’eau injectée devrait aussi idéalement pousser l’huile, tel un piston. Mais, parce qu’elle est plus mobile que l’huile, elle faillit souvent à cette mission, se faufilant par les chemins de moindre résistance que lui offre le réservoir (voir l’encadré). remédier à ce problème est, dans le principe, tout aussi simple : il s’agit de réduire la mobilité de l’eau en augmentant sa viscosité, de manière à rapprocher autant que possible ses propriétés de celles de l’huile cible. comment ? En lui ajoutant un polymère, longue chaîne moléculaire qui répète à l’identique et un grand nombre de fois le même motif de base. À la condition que ce polymère soit soluble dans l’eau, il pourra s’y déplier et augmenter la viscosité de cette dernière. ainsi, une augmentation potentielle des taux de récupération de 5 à 15 % peut être obtenue grâce à un “effet piston” beaucoup plus efficace. une expérienCe inDustrieLLe De premier pLan la grande efficacité potentielle du contrôle de la mobilité de l’eau par l’adjonction de polymères est démontrée depuis longtemps par total. En 1977, le Groupe lance en effet sa première opération pilote, sur le champ français argilo-gréseux de châteaurenard, dans le sud du Bassin parisien. ce réservoir peu profond, d’une température de 30 °c et composé de sables inconsolidés d’excellente perméabilité, recèle
Injection d’eau Fort rapport de mobilité (a) Injection d’eau Fort rapport de mobilité Eau Injection d’eau Injection de polymères Faible rapport de k1 mobilité Huile k2 k3 (a) Injection d’eau k2>k3>k1 k1 Eau Huile k2 Injection d’eau Fort rapport de mobilité (b) Injection Injection de polymères de polymères Faible rapport de mobilité Polymères k2>k3>k1 Huile k3 k1 k2 (a) Eau Injection d’eau (b) k3 Injection de (k = perméabilité) k1polymères Huile k2 k1 Polymères k3 Huile k2 k3 k2>k3>k1 (k = perméabilité) u bilité Injection (b) de polymères Injection de polymères Faible rapport de mobilité k1 Polymères Huile k2 Injection d’eau k3 (k = perméabilité) Huile k1 k2 k3 Comparaison du balayage : eau versus polymères k2>k3>k1 une huile visqueuse de 40 cp en conditions réservoir. l’opération pilote, comptant un puits injecteur et sept producteurs, conduite jusqu’au Injection milieu de polymères des années 1980, présente d’excellents résultats sur quatre des puits producteurs. Elle k1 justifie la mise en œuvre industrielle es Huile k2 de l’injection de polymères sur le champ satellite de courtenay, champ k3 mature d’huile (k visqueuse = perméabilité) (40 cp) où la production d’eau atteint 80 %. lancée à l’échelle pilote en 1985, cette seconde opération est déployée à l’échelle industrielle à partir de 1989 avec quatre puits injecteurs et seize producteurs. l’eau injectée (420 m3 /j) atteint une viscosité de 23 cp via un polyacrylamide dont la concentration est maintenue à 900 ppm pendant les vingt-sept premiers mois du développement avant d’être progressivement réduite à 100 ppm au cours des deux années suivantes. au final, l’efficacité du procédé est largement démontrée : 56 700 m3 d’huile additionnelle sont produits, soit une amélioration de 9 % du taux de récupération initial de 22 %. Expérience industrielle très concluante au regard de la viscosité de l’huile cible, courtenay fait toujours figure de référence mondiale. pp Résultats de l’injection de polymères à Courtenay Production d’huile (m3 /j) 120 100 80 60 40 20 Simulation avec l’injection de polymères Réalisé avec l’injection de polymères Simulation sans l’injection de polymères 0 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 Injection de polymères Faible rapport de mobilité Bureau du siège social de la filiale de total E&p uSa, à Houston, au texas.
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