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WO2012001671A2 - Vanne de controle de debit pour les solutions de polymeres - Google Patents

Vanne de controle de debit pour les solutions de polymeres Download PDF

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WO2012001671A2
WO2012001671A2 PCT/IB2011/052930 IB2011052930W WO2012001671A2 WO 2012001671 A2 WO2012001671 A2 WO 2012001671A2 IB 2011052930 W IB2011052930 W IB 2011052930W WO 2012001671 A2 WO2012001671 A2 WO 2012001671A2
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WO
WIPO (PCT)
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fluid
transport tubes
flow control
fluid transport
section
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/IB2011/052930
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English (en)
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WO2012001671A3 (fr
Inventor
Guy Chauveteau
Stéphane JOUENNE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies SE
Original Assignee
Total SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to CA 2804042 priority patent/CA2804042A1/fr
Priority to US13/807,990 priority patent/US9260937B2/en
Priority to AP2013006692A priority patent/AP2013006692A0/xx
Publication of WO2012001671A2 publication Critical patent/WO2012001671A2/fr
Publication of WO2012001671A3 publication Critical patent/WO2012001671A3/fr
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Ceased legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/20—Displacing by water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/08—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level and having a throttling member separate from the closure member, e.g. screens, slots, labyrinths
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
    • E21B2200/02—Down-hole chokes or valves for variably regulating fluid flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/86493—Multi-way valve unit
    • Y10T137/86815—Multiple inlet with single outlet

Definitions

  • the present invention relates to a flow control valve adapted to the transport of fluids such as polymer solutions, as well as to a fluid injection method, in particular in an underground formation and a transport installation, in particular for fluid injection, for example in an underground formation using said flow control valve.
  • polymer solutions especially polyacrylamide
  • EOR underground formation
  • a so-called “secondary” hydrocarbon recovery is generally carried out, during which a polymer solution is injected into the reactor. underground formation by one or more injection wells, and extracting a mixture of hydrocarbons and polymer solution by one or more production wells.
  • the efficiency of the sweeping is improved by adding polymer to the water of injection, as well as the conditions of production (percentage of water produced reduced). This results in a higher recovery rate when it is decided to stop production (because of a percentage of water produced too high).
  • US 4,510,993 discloses a flow control valve for polymer solutions, in which the flow rate is regulated by a needle penetrating into an orifice.
  • the document states that the polymers are not degraded until the flow rate exceeds 30 gallons / min, ie 7 m 3 / h.
  • needle valve type is degrading.
  • the degradation of the polymer solutions in this type of system becomes high at more realistic flow rates of the order of 100 m 3 / h.
  • such a system presents significant risks of mechanical wear.
  • US 3,477,467 discloses a flow control valve suitable for a polymer solution, wherein the pressure drop is achieved by passing the polymer solution through a vertical tube filled with sand or beads.
  • the adjustment of the quantity of sand or balls makes it possible to regulate the flow rate.
  • this system also has the disadvantage of degrading the polymer solutions, and it also presents significant risks of mechanical wear of the valve and damage of the porous medium with time. In addition, implementation is difficult.
  • the invention firstly relates to a method for injecting a fluid into an underground formation, in which:
  • each transport tube is of constant section along its length, and / or
  • said transport tubes are cylinders and extend along a longitudinal axis and / or the axes of said cylinders are parallel to each other, and / or
  • the section of said transport tubes is circular.
  • the adjustment of the fluid flow rate in the injection line is effected by selectively sealing all or part of the fluid transport tubes.
  • the fluid is distributed in a plurality of injection lines by pumping means, each injection line comprising a main part comprising a single tube and a flow control valve comprising at least ten (of preferably at least 100) fluid transport tubes arranged in parallel, the flow rate of the fluid flowing in each injection pipe being adjusted by distributing the fluid in all or part of the fluid transport tubes, and the fluid from the pipes of injection being injected into the subterranean formation.
  • the fluid transport tubes have a cross section of from 0.012 to 100 mm 2 , preferably from 0.05 to 50 mm 2 , and more preferably from 0.8 to 30 mm 2 ; and or
  • At least one fluid transport tube has a section of 1 to
  • the fluid is an aqueous solution of a polymer whose molecular mass is greater than 10 6 Da.
  • the invention also relates to a flow control valve intended to be connected to a single tube of a pipe, said valve comprising:
  • At least one fluid transport tube has a cross section of 1 to 100 cm 2 , preferably 1 to 50 cm 2; and or all the fluid transport tubes have a length of 1 cm to 10 m, preferably 10 cm to 3 m, and more preferably 30 cm to 1.5 m.
  • a main part which comprises a single tube
  • the flow control valve according to the invention is robust and may have relatively small dimensions, well suited for incorporation into conventional fluid distribution networks to the underground formations.
  • FIG. 2 corresponds to the section along the direction AA of the flow control valve of FIG. 1.
  • Figure 4 schematically shows another embodiment of a flow control valve according to the invention, integrated into an injection line.
  • Figure 9 provides the percent degradation of a polymer solution (ordinate) versus head loss (in bar) for different capillary lengths (see Example 2).
  • Figure 10 provides the percent degradation of a polymer solution (ordinate) versus flow rate (in mL / min) for different capillary lengths (see Example 2).
  • the end of the injection pipe 1, located opposite the fluid supply means (that is to say the end of the injection pipe 1 through which the fluid exits and is released into the underground formation) is directly constituted by the flow control valve 8.
  • the fluid is injected into the underground formation directly out of the flow control valve. 8.
  • the number of fluid transport tubes 2 is greater than or equal to 10, preferably greater than or equal to 100, or greater than or equal to 200, or greater than or equal to 500, or greater than or equal to 1000, or greater than or equal to 1500, or greater than or equal to 2000, or greater than or equal to 5000. Indeed, the presence of a large number of fluid transport tubes 2 can generate a significant pressure drop with a minimum of degradation of the fluid for a given flow rate.
  • section of a tube is meant the surface of the internal space of the tube which is perpendicular to the axis main tube, that is to say perpendicular to the mean direction of the flow of the fluid.
  • each tube has a constant section along its axis. If however this section varies along the axis, we retain the minimum value of the section for the definition of the term.
  • At least a portion of the fluid transport tubes 2 have a section at least 10 times smaller than the section of the single tube of the main part 6 (and at the section of the single tube of the second main part 7), preferably at least 100 times lower, particularly preferably at least 1000 times lower and ideally at least 10,000 times lower.
  • the use of a large number of fluid transport tubes 2 whose section is small relative to the section of the tube of the main part 6 allows to create a significant pressure drop with a minimum of degradation of the fluid, for a given flow rate.
  • the fluid transport tubes 2 may have a cross section of from 0.012 to 100 mm 2 , preferably from 0.05 to 50 mm 2 , and more preferably from 0.8 to 30 mm 2 .
  • the internal diameter is from 0.125 to 1 1 mm, preferably from 0.25 to 8 mm, and more particularly preferably from 1 to 6 mm; for a main part 6 of circular cylindrical shape, the internal diameter is preferably from 1 to 30 cm.
  • the flow control valve 8 may be devoid of closure means. In this case, the fluid always flows in all the fluid transport tubes 2, and the pressure drop generated can not be adjusted by the operator independently of the flow rate.
  • closure means 5 for fluid transport tubes 2 operable remotely (for example by hydraulic control or electrical control).
  • closure means 5 are arranged at the inlet of the fluid transport tubes 2 (that is to say are located at the interface between the main part 6 of the pipe and the fluid transport tubes 2) or possibly at the outlet thereof (that is to say at the interface between the second main part 7 of the pipe and the fluid transport tubes 2).
  • closure means 5 comprise a single mobile part or a set of moving parts cooperating together (for example a plate, a set of integral vanes, a piston, a diaphragm or other), and not no more moving parts to be operated independently of each other.
  • All fluid transport tubes 2 may be identical in shape and section. However, it is preferred that the fluid transport tubes 2 do not all have an identical section. In particular, it is useful to provide relatively large fluid transport tubes 2, in addition to the small fluid transport tubes 2 described above.
  • all of the fluid transport tubes 2 can be divided into two different sizes (or two sections) or three different sizes (or three sections) or more.
  • Three sizes are provided in the embodiment of Figures 2 and 3, that is to say that the fluid transport tubes 2 are divided into large tubes 2a, medium tubes 2b and small tubes 2c.
  • the larger tubes (especially the large tubes 2a in the embodiment of Figures 2 and 3) advantageously have a section of 1 to 100 cm 2 , preferably 1 to 50 cm 2 .
  • the configuration of the closure means 5 is therefore advantageously adapted to the arrangement of the fluid transport tubes 2.
  • the fluid transport tubes 2 are advantageously grouped according to their size (or section), in order to facilitate the selective sealing of the tubes fluid transport 2 depending on their size.
  • the small tubes 2c are arranged in the center, the average tubes 2b around the small tubes 2c and the large tubes 2a around the average tubes 2b, that is to say on the periphery.
  • This configuration allows selective closure of the tubes easily by using shutter means constituted by a diaphragm.
  • the small tubes 2c, the average tubes 2b and the large tubes 2a are distributed in disc sectors. This configuration allows selective closure of the tubes easily using closure means having fins.
  • the tubes are distributed in crescents, which allows selective closure of the tubes easily using a ball valve.
  • the overall contraction ratio of the valve (defined as the ratio of the single tube section of the main portion 6 to the sum of the sections of the fluid transport tubes 2) is greater than 1 and less than or equal to 5, preferably less than or equal to 3, and particularly preferably less than or equal to 1, 5.
  • the set of geometric characteristics of the flow control valve 8, namely mainly the number, the section and the length of the fluid transport tubes 2, are chosen as a function of the flow range and the range of loss of flow. desired load for driving.
  • the corresponding total diameter of the capillary bundle obtained is approximately 13.2 cm (for an external capillary diameter of 0.4 mm and a compactness of 0.9).
  • the overall contraction ratio for this configuration is 2.8 (versus 64 in the configuration used in Example 1). As a result, the polymer degradation achieved in this configuration is significantly less than 36%.
  • the corresponding total diameter of the capillary bundle obtained is approximately 1.19 cm (for an outer capillary diameter of 0.65 mm and a compactness of 0.9).
  • the overall contraction ratio for this configuration is 1, 9 (against 16 in the configuration used in Example 1). As a result, the polymer degradation achieved in this configuration is significantly less than 20%.

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'injection d'un fluide dans une formation souterraine, dans lequel: –un fluide est transporté dans au moins une conduite d'injection (1); –la conduite d'injection (1) comprend une partie principale (6) comportant un tube unique, et une vanne de contrôle de débit (8) comportant au moins dix tubes de transport de fluide (2) disposés en parallèle; et où le rapport de la section du tube unique de la partie principale (6) sur la somme des sections des tubes de transport de fluide (2) de la vanne de contrôle de débit (8) est inférieur ou égal à 5, de préférence inférieur ou égal à 3, et de manière particulièrement préférée inférieur ou égal à 1,5, –le débit du fluide circulant dans la conduite d'injection (1) est ajusté en répartissant le fluide dans tout ou partie des tubes de transport de fluide (2) de la vanne de contrôle de débit (8); –le fluide issu de la conduite d'injection(1) est injecté dans la formation souterraine. L'invention concerne également une vanne de contrôle de débit (8), notamment adaptée à la mise en œuvre de ce procédé, ainsi qu'une installation notamment, d'injection d'un fluide par exemple dans une formation souterraine permettant la mise en œuvre de ce procédé.

Description

VANNE DE CONTROLE DE DEBIT POUR LES SOLUTIONS DE
POLYMERES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne une vanne de contrôle de débit adaptée au transport de fluides tels que les solutions de polymères, ainsi qu'un procédé d'injection de fluide notamment dans une formation souterraine et une installation de transport notamment d'injection de fluide par exemple dans une formation souterraine utilisant ladite vanne de contrôle de débit.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE
On connaît l'utilisation de solutions de polymère, notamment de polyacrylamide, dans le cadre de la récupération assistée des hydrocarbures contenus dans une formation souterraine (EOR). Ainsi, après les opérations de récupération d'hydrocarbures au moyen de la pression naturelle du gisement, dite « primaire », on procède généralement à une récupération dite « secondaire » d'hydrocarbures, au cours de laquelle on injecte une solution de polymère dans la formation souterraine par un ou des puits d'injection, et on extrait un mélange d'hydrocarbures et de solution de polymère par un ou des puits de production.
On préfère utiliser une solution de polymère et non de l'eau en raison de la mobilité souvent trop grande de l'eau : l'efficacité du balayage est améliorée en ajoutant du polymère à l'eau d'injection, de même que les conditions de production (pourcentage d'eau produite réduit). On obtient ainsi un taux de récupération plus important au moment où il est décidé d'arrêter la production (du fait d'un pourcentage d'eau produite trop élevé).
Lorsque plusieurs puits d'injection sont utilisés, il est généralement nécessaire d'opérer à des pressions différentes selon les puits, afin de s'adapter à la configuration locale de la formation souterraine, et de corriger les effets de l'hétérogénéité de ladite formation souterraine. Or, plusieurs puits d'injection (ou tous les puits d'injection) sont généralement alimentés en fluide par une même source de solution de polymère. Il est donc nécessaire de disposer de vannes de contrôle de débit pour chaque puits d'injection, notamment dans le cadre de l'exploitation en mer (en offshore), où il serait trop complexe ou trop coûteux de prévoir une ligne d'alimentation et une pompe par puits d'injection.
Parmi les vannes de contrôle de débit disponibles pour l'application ci- dessus, la société Cameron Willis propose un modèle qui consiste en une cage percée de trous. L'entrée du fluide s'effectue sur le pourtour de la cage, et la sortie se trouve au centre de la cage. La surface accessible pour l'entrée du fluide est ajustée par un piston mobile se déplaçant parallèlement à l'axe de la cage. Pour un débit donné, la perte de charge augmente lorsque la surface accessible à l'entrée du fluide diminue. Toutefois, ce système conduit à une forte dégradation des solutions de polymère utilisées pour la récupération assistée d'hydrocarbures, et donc à une diminution de la viscosité de celles-ci, ce qui nuit fortement à leur efficacité.
Par ailleurs, le document US 4,510,993 décrit une vanne de contrôle de débit pour les solutions de polymère, dans laquelle le débit est régulé par une aiguille pénétrant dans un orifice. Le document indique que les polymères ne sont pas dégradés tant que le débit ne dépasse pas 30 gallons/min, soit 7 m3/h. Toutefois, il est connu qu'une telle géométrie (type vanne pointeau) est dégradante. Ainsi, la dégradation des solutions de polymère dans ce type de système devient élevée à des débits plus réalistes de l'ordre de 100 m3/h. En outre un tel système présente des risques importants d'usure mécanique.
Le document US 3,477,467 décrit une vanne de contrôle de débit appropriée pour une solution de polymère, dans laquelle la perte de charge est obtenue en faisant passer la solution de polymère dans un tube vertical rempli de sable ou de billes. L'ajustement de la quantité de sable ou de billes permet de réguler le débit. Toutefois, ce système présente également l'inconvénient de dégrader les solutions de polymère, et il présente également des risques importants d'usure mécanique de la vanne et d'endommagement du milieu poreux avec le temps. De plus, la mise en œuvre est difficile.
Le document US 4,617,991 propose un système de contrôle de débit comprenant un dispositif actionné par le transport d'une solution de polymère, tel qu'une pompe hydraulique ou un moteur. Ce type de dispositif est adapté pour récupérer de l'énergie issue du flux de la solution de polymère. Le système permet d'éviter la dégradation d'une solution de polymère à faible débit (au plus 1 ,3 m3/h environ). Toutefois, il ne permet pas d'éviter le phénomène de dégradation à un débit plus élevé. En effet, bien que l'énergie soit dissipée à l'extérieur plutôt qu'à l'intérieur de la conduite, la dégradation reste fonction de la géométrie du système de dissipation à l'intérieur de la conduite.
Le document US 4,276,904 décrit un appareil permettant de modifier un débit de fluide en faisant passer le fluide dans un nombre limité de tubes de différentes longueurs et différents diamètres. La perte de charge est ajustée en faisant passer le fluide dans une des combinaisons entre les différents tubes. Ce système est volumineux, difficile à mettre en oeuvre (l'appareil comprend notamment un grand nombre de vannes, qu'il faut actionner indépendamment, à la sortie de chacun des tubes) et peu flexible (c'est-à- dire qu'il permet difficilement un ajustement fin de la perte de charge et du débit). Un tel système ne peut pas permettre de créer une perte de charge suffisante à un débit élevé.
Il existe donc un réel besoin de mettre au point une vanne de contrôle de débit adaptée pour l'injection de solutions de polymère dans une formation souterraine qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci- dessus. En particulier, il existe un besoin de mettre au point une vanne de contrôle de débit n'induisant pas de dégradation importante des solutions de polymère utilisées dans le cadre de la récupération assistée d'hydrocarbures, même à débit élevé.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention concerne en premier lieu un procédé d'injection d'un fluide dans une formation souterraine, dans lequel :
- un fluide est transporté dans au moins une conduite d'injection ;
- la conduite d'injection comprend une partie principale comportant un tube unique, et une vanne de contrôle de débit comportant au moins dix tubes de transport de fluide (de préférence au moins cent) disposés en parallèle ; et où le rapport de la section du tube unique de la partie principale sur la somme des sections des tubes de transport de fluide de la vanne de contrôle de débit est inférieur ou égal à 5, de préférence inférieur ou égal à 3, et de manière particulièrement préférée inférieur ou égal à 1 ,5,
- le débit du fluide circulant dans la conduite d'injection est ajusté en répartissant le fluide dans tout ou partie des tubes de transport de fluide de la vanne de contrôle de débit ; - le fluide issu de la conduite d'injection est injecté dans la formation souterraine.
Selon un mode de réalisation :
- au moins une partie des tubes de transport de fluide présentent une section au moins dix fois inférieure à la section du tube unique de la partie principale, de préférence au moins cent fois inférieure, de manière particulièrement préférée au moins mille fois inférieure et idéalement au moins dix mille fois inférieure ; et / ou
- chaque tube de transport est de section constante sur sa longueur, et / ou
- lesdits tubes de transports sont des cylindres et s'étendent selon un axe longitudinal et / ou les axes desdits cylindres sont parallèles entre eux , et / ou
- la section desdits tubes de transport est circulaire.
Selon un mode de réalisation, l'ajustement du débit de fluide dans la conduite d'injection est effectué par obturation sélective de tout ou partie des tubes de transport de fluide.
Selon un mode de réalisation, le fluide est réparti dans une pluralité de conduites d'injection par des moyens de pompage, chaque conduite d'injection comprenant une partie principale comportant un tube unique et une vanne de contrôle de débit comportant au moins dix (de préférence au moins cent) tubes de transport de fluide disposés en parallèle, le débit du fluide circulant dans chaque conduite d'injection étant ajusté en répartissant le fluide dans tout ou partie des tubes de transport de fluide, et le fluide issu des conduites d'injection étant injecté dans la formation souterraine.
Selon un mode de réalisation, les tubes de transport de fluide ne présentent pas tous des sections identiques, et sont de préférence disposés par groupes de tubes de transport de fluide de section essentiellement identique.
Selon un mode de réalisation :
- au moins une partie des tubes de transport de fluide présentent une section comprise de 0,012 à 100 mm2, de préférence de 0,05 à 50 mm2, et de manière plus particulièrement préférée de 0,8 à 30 mm2 ; et / ou
- au moins un tube de transport de fluide présente une section de 1 à
100 cm2, de préférence de 1 à 50 cm2 ; et / ou - la totalité des tubes de transport de fluide ont une longueur de 1 cm à 10 m, de préférence de 10 cm à 3 m, et de manière plus particulièrement préférée de 30 cm à 1 ,5 m.
Selon un mode de réalisation, le fluide est une solution aqueuse d'un polymère dont la masse moléculaire est supérieure à 106Da.
Selon un mode de réalisation, le fluide est une solution aqueuse de polymère, de préférence une solution aqueuse de polyacrylamide.
Selon un mode de réalisation, le fluide est une émulsion, de préférence une émulsion huile/eau.
Selon un mode de réalisation, le procédé décrit ci-dessus comprend une étape de récupération d'hydrocarbures issus de la formation souterraine et éventuellement de traitement des hydrocarbures récupérés.
L'invention a également pour objet une vanne de contrôle de débit destinée à être raccordée à un tube unique d'une conduite, ladite vanne comprenant :
- au moins dix (de préférence au moins cent) tubes de transport de fluide disposés en parallèle ;
- des moyens de raccordement à une partie principale du tube unique de la conduite, situés à une extrémité des tubes de transport de fluide, et où le rapport de la section du tube unique de la partie principale sur la somme des sections des tubes de transport de fluide de la vanne de contrôle de débit est inférieur ou égal à 5, de préférence inférieur ou égal à 3, et de manière particulièrement préférée inférieur ou égal à 1 ,5.
Selon un mode de réalisation, la vanne de contrôle de débit comprend des moyens d'obturation d'au moins une partie des tubes de transport de fluide.
Selon un mode de réalisation, les moyens d'obturation comprennent un diaphragme, des ailettes, une vanne à boisseau ou un piston.
Selon un mode de réalisation, les tubes de transport de fluide ne présentent pas tous des sections identiques, et sont de préférence disposés par groupes de tubes de transport de fluide de section essentiellement identique.
Selon un mode de réalisation :
- au moins une partie des tubes de transport de fluide présentent une section comprise de 0,012 à 100 mm2, de préférence de 0,05 à 50 mm2, et de manière plus particulièrement préférée de 0,8 à 30 mm2 ; et / ou
- au moins un tube de transport de fluide présente une section de 1 à 100 cm2, de préférence de 1 à 50 cm2 ; et / ou - la totalité des tubes de transport de fluide ont une longueur de 1 cm à 10 m, de préférence de 10 cm à 3 m, et de manière plus particulièrement préférée de 30 cm à 1 ,5 m.
L'invention concerne également une installation de transport, notamment d'injection d'un fluide, par exemple dans une formation souterraine, comprenant au moins une conduite notamment d'injection, ladite conduite notamment d'injection comprenant :
- une partie principale qui comporte un tube unique, et
- une vanne de contrôle de débit telle que décrite ci-dessus, connectée au tube unique de la partie principale par les moyens de raccordement.
Selon un mode de réalisation de cette installation :
- au moins une partie des tubes de transport de fluide présentent une section au moins dix fois inférieure à la section du tube unique de la partie principale, de préférence au moins cent fois inférieure, de manière particulièrement préférée au moins mille fois inférieure et idéalement au moins dix mille fois inférieure ; et / ou
- chaque tube de transport est de section constante sur sa longueur ; et / ou
- lesdits tubes de transports sont des cylindres et s'étendent selon un axe longitudinal et / ou les axes desdits cylindres sont parallèles entre eux , et / ou
- la section desdits tubes de transport est circulaire.
Selon un mode de réalisation, l'installation comprend une pluralité de conduites d'injection, notamment connectées à des moyens de pompage, chaque conduite notamment d'injection comprenant une partie principale comportant un tube unique et une vanne de contrôle de débit telle que décrite ci-dessus.
Par tube unique d'amenée de fluide, on entend au sens de la présente invention la partie principale d'un tube unique d'une conduite. La conduite peut être une conduite de transport d'un fluide, une conduite de pompage d'un fluide. De manière préférée, la conduite est une conduite d'injection d'un fluide.
La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement une vanne de contrôle de débit qui n'induit pas de dégradation significative des solutions de polymère utilisées dans le cadre de la récupération assistée d'hydrocarbures, même à débit élevé. Ceci est accompli grâce à l'utilisation d'un faisceau comportant un grand nombre de tubes de transport de fluide (également appelés capillaires dans ce qui suit) disposés en parallèle. Dans le système selon l'invention, les pertes de charge sont créées essentiellement par frottement du fluide transporté sur les parois des capillaires, et non pas au passage de contractions géométriques. En particulier, le rapport de contraction effectif dans le système (c'est-à-dire le rapport entre la section utile pour le fluide en amont de l'entrée des capillaires et la section utile pour le fluide dans les capillaires) est faible. Ainsi, le gradient de vitesse élongationnel reste modéré dans l'ensemble du système (à la différence de la plupart des dispositifs de l'état de la technique), ce qui permet de ne dégrader que peu ou quasiment pas les polymères, même à débit élevé.
Selon certains modes de réalisation particuliers, l'invention présente également une ou de préférence plusieurs des caractéristiques avantageuses énumérées ci-dessous.
- Du fait que les solutions de polymère sont peu dégradées grâce à l'invention, on peut réaliser des économies substantielles en termes de quantité totale de polymère à utiliser pour mobiliser les hydrocarbures d'une formation souterraine.
- Lorsque la vanne de contrôle de débit selon l'invention comprend des moyens d'obturation des capillaires, il est possible de réguler à volonté et pratiquement en continu la perte de charge et le débit dans la vanne en obturant un plus ou moins grand nombre de capillaires et / ou en obturant sélectivement les capillaires présentant une taille donnée. Ce système est plus simple à mettre en œuvre que celui du document US 4,276,904, dans lequel le réglage du débit et de la perte de charge s'effectue en actionnant, via des vannes, un grand nombre de dispositifs de fermeture distincts.
- L'utilisation de capillaires de diamètres différents dans une même vanne de contrôle de débit permet de réguler la perte de charge et le débit dans la vanne dans une gamme de valeurs plus importante que lorsque tous les capillaires sont identiques.
- La vanne de contrôle de débit selon l'invention est robuste et peut présenter des dimensions relativement faibles, bien adaptées pour une incorporation dans les réseaux classiques de distribution de fluide vers les formations souterraines.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 représente de manière schématique un mode de réalisation d'une vanne de contrôle de débit selon l'invention, intégrée à une conduite d'injection.
La figure 2 correspond à la coupe selon la direction AA de la vanne de contrôle de débit de la figure 1.
La figure 3 correspond à la coupe selon la direction AA de la vanne de contrôle de débit de la figure 1 , selon un autre mode de réalisation.
La figure 4 représente de manière schématique un autre mode de réalisation d'une vanne de contrôle de débit selon l'invention, intégrée à une conduite d'injection.
La figure 5 correspond à la coupe selon la direction BB de la vanne de contrôle de débit de la figure 4.
Les figures 6 et 7 représentent de manière schématique un autre mode de réalisation d'une vanne de contrôle de débit selon l'invention, intégrée à une conduite d'injection.
La figure 8 fournit le pourcentage de dégradation d'une solution de polymère (en ordonnée) en fonction de la perte de charge (en bars ; 1 bar = 0,1 MPa) pour différents diamètres internes de capillaire (voir l'exemple 1 ).
La figure 9 fournit le pourcentage de dégradation d'une solution de polymère (en ordonnée) en fonction de la perte de charge (en bars) pour différentes longueurs de capillaire (voir l'exemple 2).
La figure 10 fournit le pourcentage de dégradation d'une solution de polymère (en ordonnée) en fonction du débit (en mL/min) pour différentes longueurs de capillaire (voir l'exemple 2).
Dans les figures 8 à 10, « ID » signifie diamètre interne de capillaire, et
« L » signifie longueur de capillaire.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.
En faisant référence à la figure 1 , une conduite de transport, notamment d'injection 1 , destinée à injecter un fluide par exemple dans une formation souterraine, comprend au moins une partie principale 6 comportant un tube unique, et une vanne de contrôle de débit 8 connectée à la partie principale 6 par des moyens de raccordement 3, par exemple une bride de raccordement.
La partie principale 6 de la conduite est reliée, à son autre extrémité, à des moyens d'alimentation en fluide (non représentés). Généralement, ces moyens d'alimentation comportent un réservoir de fluide et des moyens de pompage. En principe, une pluralité de conduites d'injection est reliée à un réservoir de fluide unique et à des moyens de pompage unique. Les moyens de pompage sont adaptés à faire circuler le fluide sous pression dans les conduites d'injection, successivement dans le tube unique de la partie principale 6 de chaque conduite, puis à travers la vanne de contrôle de débit 8.
Le fluide utilisé est de préférence une solution de polymère, notamment une solution de polymère hydrophile de forte masse moléculaire, par exemple dont la masse moléculaire est supérieure à 106 Da (dalton ; 1 Da = 1 g/mol). De manière préférée la masse moléculaire du polymère est comprise entre 1 ,5* 106 Da et 50*106 Da, de manière plus préférée entre 8*106 Da et 35*106 Da. De manière plus particulièrement préférée, la solution de polymère est une solution de polyacrylamide. Le polyacrylamide, peu sensible à la biodégradation et moins cher que les biopolymères, est très largement utilisé, mais il est particulièrement sensible à la dégradation mécanique, car c'est un polymère relativement flexible qui adopte une configuration de pelote qui est étirée lorsqu'elle située dans un écoulement élongationnel fort (par exemple, une contraction), ce qui conduit à la rupture de la liaison carbone-carbone.
L'invention peut également être mise en œuvre avec d'autres types de fluides, notamment des fluides susceptibles de dégradation mécanique, et par exemple des émulsions, notamment des émulsions huile/eau
Selon un mode de réalisation (non représenté), l'extrémité de la conduite d'injection 1 , située à l'opposé des moyens d'alimentation en fluide (c'est-à-dire l'extrémité de la conduite d'injection 1 par laquelle le fluide sort et est libéré dans la formation souterraine) est directement constituée par la vanne de contrôle de débit 8. Selon ce mode de réalisation, le fluide est injecté dans la formation souterraine directement en sortant de la vanne de contrôle de débit 8.
Toutefois, selon un autre mode de réalisation (préféré), l'extrémité de la vanne de contrôle de débit 8, située à l'opposé de la partie principale 6 de la conduite d'injection 1 , est connectée à une deuxième partie principale 7 comportant un tube unique, par l'intermédiaire de moyens de raccordement 4, par exemple une bride de raccordement. Le fluide circule donc dans le tube de la partie principale 6, puis à travers la vanne de contrôle de débit 8, puis dans le tube de la deuxième partie principale 7, avant d'être injecté dans la formation souterraine. Cette configuration permet d'une part de prévoir des moyens spécifiques à l'extrémité de la conduite d'injection 1 adaptés à une distribution optimale du fluide dans la formation souterraine, et d'autre part de simplifier l'actionnement et la maintenance éventuelle de la vanne de contrôle de débit 8, par rapport au cas dans lequel celle-ci est située à l'extrémité de la conduite d'injection 1 , c'est-à-dire nécessairement en profondeur avant de pénétrer dans la formation souterraine.
La vanne de contrôle de débit 8 comporte une pluralité de tubes de transport de fluide 2 disposés en parallèle dans le sens de l'écoulement. Dans le cadre de la présente demande, ce terme « en parallèle » signifie que les tubes de transport de fluide 2 sont disposés de telle sorte que le fluide issu du tube unique de la partie principale 6 peut (en l'absence d'obturation) se répartir dans la totalité des tubes de transport de fluide 2. Autrement dit, le débit total de fluide dans la conduite d'injection 1 est la somme des débits individuels de fluide dans les différents tubes de transport de fluide 2, chacun de ces débits individuels étant non nul (sauf obturation d'une partie des tubes de transport de fluide 2). Le terme « en parallèle » n'implique pas nécessairement que les axes des tubes de transport de fluide 2 sont parallèles les uns aux autres au sens géométrique, bien qu'une telle situation soit possible, et même préférable pour des raisons de simplicité de conception. Les tubes peuvent par exemple être enroulés en parallèle.
Les tubes de transport de fluide 2 peuvent être des fentes parallèles ménagées dans un ou plusieurs blocs de matériau.
Selon l'invention, le nombre de tubes de transport de fluide 2 est supérieur ou égal à 10, de préférence supérieur ou égal à 100, ou supérieur ou égal à 200, ou supérieur ou égal à 500, ou supérieur ou égal à 1000, ou supérieur ou égal à 1500, ou supérieur ou égal à 2000, ou supérieur ou égal à 5000. En effet, la présence d'un grand nombre de tubes de transport de fluide 2 permet de générer une perte de charge importante avec un minimum de dégradation du fluide, pour un débit donné.
En faisant référence aux figures 2 et 3, les tubes de transport de fluide 2 sont regroupés en un faisceau, qui peut être contenu dans une gaine 9. Pour des raisons de simplicité, on peut prévoir que la gaine 9 ait la même forme que la partie principale 6 et la deuxième partie principale 7 de la conduite. La gaine 9 est avantageusement de forme cylindrique à base circulaire mais peut également avoir une autre forme (par exemple une forme cylindrique à base carrée). Les tubes de transport de fluide 2 peuvent eux- mêmes avoir une section de forme circulaire ou autre (par exemple carrée).
Dans le cadre de la présente demande, par « section » d'un tube on entend la surface de l'espace interne du tube qui est perpendiculaire à l'axe principal du tube, c'est-à-dire perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement du fluide. Généralement, chaque tube présente une section constante le long de son axe. Si toutefois cette section varie le long de l'axe, on retient la valeur minimale de la section pour la définition du terme.
Au moins une partie des tubes de transport de fluide 2 présentent une section au moins 10 fois inférieure à la section du tube unique de la partie principale 6 (et à la section du tube unique de la deuxième partie principale 7), de préférence au moins 100 fois inférieure, de manière particulièrement préférée au moins 1000 fois inférieure et idéalement au moins 10000 fois inférieure. L'utilisation d'un grand nombre de tubes de transport de fluide 2 dont la section est faible par rapport à la section du tube de la partie principale 6 permet de créer une perte de charge importante avec un minimum de dégradation du fluide, pour un débit donné.
Par exemple, au moins une partie des tubes de transport de fluide 2 peuvent présenter une section comprise de 0,012 à 100 mm2, de préférence de 0,05 à 50 mm2, et de manière plus particulièrement préférée de 0,8 à 30 mm2. Toujours à titre d'exemple, pour des tubes de transport de fluide 2 de forme cylindrique circulaire, le diamètre interne est de 0,125 à 1 1 mm, de préférence de 0,25 à 8 mm, et de manière plus particulièrement préférée de 1 à 6 mm ; pour une partie principale 6 de forme cylindrique circulaire, le diamètre interne est de préférence de 1 à 30 cm.
La vanne de contrôle de débit 8 peut être dépourvue de moyens d'obturation. Dans ce cas, le fluide circule toujours dans la totalité des tubes de transport de fluide 2, et la perte de charge générée ne peut pas être réglée par l'opérateur indépendamment du débit.
Toutefois, il est préféré de prévoir des moyens d'obturation 5 des tubes de transport de fluide 2, actionnables à distance (par exemple par commande hydraulique ou par commande électrique). De préférence ces moyens d'obturation 5 sont disposés à l'entrée des tubes de transport de fluide 2 (c'est-à-dire sont situés à l'interface entre la partie principale 6 de la conduite et les tubes de transport de fluide 2) ou éventuellement à la sortie de ceux-ci (c'est-à-dire à l'interface entre la deuxième partie principale 7 de la conduite et les tubes de transport de fluide 2).
Il est préféré, pour des raisons de simplicité, que les moyens d'obturation 5 comprennent une unique partie mobile ou bien un ensemble de parties mobiles coopérant ensemble (par exemple une plaque, un ensemble d'ailettes solidaires, un piston, un diaphragme ou autre), et non pas plusieurs parties mobiles devant être actionnées indépendamment les unes des autres.
Tous les tubes de transport de fluide 2 peuvent avoir une forme et une section identiques. Toutefois, il est préféré que les tubes de transport de fluide 2 ne présentent pas tous une section identique. En particulier, il est utile de prévoir des tubes de transport de fluide 2 de relativement grande taille, en plus des tubes de transport de fluide 2 de petite taille décrits ci-dessus.
En faisant passer le fluide dans les tubes de transport de fluide 2 de plus grande taille, on réduit la perte de charge pour un débit donné.
On peut par exemple prévoir que l'ensemble des tubes de transport de fluide 2 se répartissent en deux tailles (ou deux sections) différentes ou en trois tailles (ou trois sections) différentes ou davantage. Trois tailles sont prévues dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, c'est-à-dire que les tubes de transport de fluide 2 se répartissent en grands tubes 2a, tubes moyens 2b et petits tubes 2c.
A titre d'exemple, les tubes de plus grande taille (notamment les grands tubes 2a dans le mode de réalisation des figures 2 et 3) présentent avantageusement une section de 1 à 100 cm2, de préférence de 1 à 50 cm2.
Ainsi une obturation sélective des tubes de transport de fluide 2 de grande taille permet de créer une perte de charge importante en forçant le fluide à passer dans les tubes de transport de fluide 2 de petite taille. Et l'ouverture des tubes de transport de fluide 2 de grande taille (associée ou non à l'obturation des tubes de transport de fluide 2 de petite taille) permet de réduire fortement la perte de charge en permettant au fluide de passer dans les tubes de transport de fluide 2 de petite taille.
La configuration des moyens d'obturation 5 est donc avantageusement adaptée à la disposition des tubes de transport de fluide 2. Les tubes de transport de fluide 2 sont avantageusement regroupés selon leur taille (ou section), afin de faciliter l'obturation sélective des tubes de transport de fluide 2 en fonction de leur taille.
Ainsi, dans le cas illustré à la figure 2, on dispose les petits tubes 2c au centre, les tubes moyens 2b autour des petits tubes 2c et les grands tubes 2a autour des tubes moyens 2b, c'est-à-dire en périphérie. Cette configuration permet une obturation sélective des tubes aisée en utilisant des moyens d'obturation constitués par un diaphragme.
Dans le cas illustré à la figure 3, on répartit les petits tubes 2c, les tubes moyens 2b et les grands tubes 2a en secteurs de disque. Cette configuration permet une obturation sélective des tubes aisée en utilisant des moyens d'obturation comportant des ailettes.
Selon une autre configuration non représentée, toujours avec une gaine 9 de forme cylindrique circulaire, les tubes sont répartis en croissants, ce qui permet une obturation sélective des tubes aisée en utilisant une vanne à boisseau.
Selon la variante illustrée aux figures 4 et 5 (dans lesquelles les numéros de référence ont la même signification que ci-dessus, sauf mention contraire), l'axe principal de la vanne de contrôle de débit 8 est perpendiculaire à l'axe principal de la partie principale 6 de la conduite, c'est- à-dire que la conduite est en forme de L au voisinage de la vanne de contrôle de débit 8. La gaine 9 présente une forme cylindrique à section carrée. Les tubes sont répartis en bandes selon leur taille. Cette configuration permet une obturation sélective des tubes aisée en utilisant des moyens d'obturation comportant un piston 10.
Selon la variante illustrée aux figures 6 et 7 (dans lesquelles les numéros de référence ont la même signification que ci-dessus, sauf mention contraire), l'axe principal de la vanne de contrôle de débit 8 est parallèle à l'axe principal de la partie principale 6 de la conduite. La gaine 9 présente une forme cylindrique à section carrée (voir à nouveau la figure 5 correspondant à la coupe B-B). Les tubes sont répartis en bandes selon leur taille. Cette configuration permet une obturation sélective des tubes aisée en utilisant un moyen d'obturation 1 1 de forme pyramidale à base carrée. Cette configuration permet de minimiser le rapport de contraction à l'entrée des tubes.
De manière générale, les tubes de transport de fluide 2 ont de préférence sensiblement tous la même longueur (dimension selon leur axe principal, c'est-à-dire selon la direction moyenne de l'écoulement) pour des raisons de simplicité de conception. Une longueur de 1 cm à 10 m est avantageuse, de préférence de 10 cm à 3 m, et de manière plus particulièrement préférée de 30 cm à 1 ,5 m. Il a été constaté par les inventeurs que la dégradation d'une solution de polymères se produit essentiellement uniquement à l'entrée des tubes et non sur toute leur longueur. Par conséquent, utiliser une longueur de tubes relativement importante permet d'obtenir une perte de charge importante (à débit donné) sans générer de dégradation significative. Toutefois, on souhaite également éviter d'utiliser des tubes excessivement longs pour ne pas compliquer la mise en œuvre de l'invention et la fabrication de la vanne. Le faisceau des tubes de transport de fluide 2 selon l'invention peut être fabriqué par assemblage (collage, soudage ou autre) de tubes individuels ou par perçage d'orifices dans des plaques suivi de l'assemblage (collage, soudage ou autre) des plaques en alignant les orifices.
II est avantageux de prévoir que les espaces internes respectifs des tubes de transport de fluide 2 forment un ensemble aussi compact que possible, c'est-à-dire de prévoir que la section de la gaine 9 qui n'est pas disponible pour le passage du fluide soit aussi réduite que possible. Cela permet de limiter les rapports de contraction locaux et donc de limiter la dégradation du fluide.
A cet égard, en particulier, il est utile que le rapport de contraction global de la vanne (défini comme étant le rapport de la section du tube unique de la partie principale 6 sur la somme des sections des tubes de transport de fluide 2) soit supérieur à 1 et soit inférieur ou égal à 5, de préférence inférieur ou égal à 3, et de manière particulièrement préférée inférieur ou égal à 1 ,5.
L'ensemble des caractéristiques géométriques de la vanne de contrôle de débit 8, à savoir principalement le nombre, la section et la longueur des tubes de transport de fluide 2, sont choisies en fonction de la gamme de débit et de la gamme de perte de charge souhaitées pour la conduite.
L'invention peut être mise en œuvre dans le cadre d'une exploitation située en mer (offshore) ou non.
Les hydrocarbures sont récupérés par un ou plusieurs puits de production de manière connue en soi, et peuvent subir un traitement ultérieur connu en soi, comprenant par exemple une élimination des solides, une séparation gaz / liquide, une séparation eau / huile, une déshydratation, un upgrading, un raffinage ou autre.
L'utilisation de la vanne selon l'invention n'est pas limitée au domaine de la récupération assistée des hydrocarbures. Elle peut être utilisée dans tous les domaines techniques qui nécessitent le mouvement d'un fluide sous pression, ledit fluide étant sensible aux dégradations mécaniques.
EXEMPLES
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
Exemple 1 - influence du diamètre interne des capillaires
On effectue des mesures de dégradation d'une solution de polyacrylamide lors de son passage dans des tubes capillaires. Le polyacrylamide est le polyacrylamide hydrolysé commercial 3630S fourni par la société SNF. Les solutions injectées sont préparées à une concentration de 800 ppm dans une saumure synthétique à 35 g/L.
La solution de polyacrylamide est alimentée par un tube de diamètre interne 2 mm, et passe dans un tube capillaire de diamètre interne plus faible, à savoir 0,75 mm, 0,5 mm, 0,25 mm ou 0,18 mm. La longueur de chaque capillaire est de 30 cm.
On applique différents débits à la solution de polyacrylamide afin de mesurer une perte de charge dans le tube dégradant comprise entre 0 et 20 bar. Pour une perte de charge donnée, le débit est d'autant plus grand que le diamètre du capillaire dégradant est petit. Ainsi, on fait varier le débit entre 0 et 22 cc/min dans le capillaire de diamètre 0,18mm, entre 0 et 40 cc/min dans le capillaire de diamètre 0,25mm, entre 0 et 230 cc/min dans le capillaire de diamètre 0,5mm et entre 0 et 400 cc/min dans le capillaire de diamètre 0,7 mm.
On mesure pour chaque expérience la perte de charge (différence de pression entre l'entrée et la sortie du capillaire) ainsi que la viscosité de la solution à l'entrée (ηβ) et à la sortie (η8) du capillaire. On en déduit le pourcentage de dégradation D de la solution, selon la formule suivante : D=(n,e-r|s)/(n.e-n.ref)x100, où Href représente la viscosité de l'eau. A titre de comparaison, la dégradation obtenue dans une vanne en forme de cage commercialisée par la société Cameron Willis est également mesurée sur un banc de test grandeur réelle dans les conditions de débit d'un puits de pétrole (débit variant entre 30 et 200 m3/h).
Les résultats sont représentés à la figure 8. On constate que pour une perte de charge donnée, la dégradation diminue quand le diamètre du capillaire diminue. On constate également qu'il est possible d'obtenir une dégradation inférieure à celle obtenue avec la vanne disponible dans le commerce.
Exemple 2 - influence de la longueur des capillaires
On effectue des mesures de dégradation de solution de polyacrylamide de la même manière que dans l'exemple 1 , mais en utilisant des tubes capillaires de même diamètre interne (0,5 mm) et de longueurs différentes.
Les résultats sont représentés à la figure 9. On constate que pour une perte de charge donnée, la dégradation diminue quand la longueur du capillaire augmente. Corrélativement, pour un débit donné, la dégradation est identique quelle que soit la longueur du capillaire, comme cela peut être constaté sur la figure 10. Cela signifie que la dégradation du polymère intervient uniquement à l'entrée du tube capillaire, sous l'effet du gradient de vitesse élongationnel. Par conséquent, l'utilisation d'une géométrie limitant les rapports de contraction locaux à l'entrée des tubes capillaires ainsi que l'utilisation de capillaires longs permet de réduire la dégradation du polymère.
Exemple 3 - qéométries possibles de vannes de contrôle de débit selon l'invention
Dans un premier cas de figure, on souhaite générer une perte de charge de 15 bars pour un débit de 100 m3/h avec une dégradation de polymère inférieure à 36 %, et avec une vanne de 30 cm de longueur. D'après l'exemple 1 et la figure 8, la dégradation de polymère est de 36 % environ à 15 bars de perte de charge pour un capillaire de 30 cm de longueur et de 0,25 mm de diamètre interne. Le débit correspondant est de 17 mL/min. Par conséquent, le nombre de capillaires à prévoir pour accommoder le débit total est égal à 98000.
Le diamètre total correspondant du faisceau de capillaires obtenu est de 13,2 cm environ (pour un diamètre externe de capillaire de 0,4 mm et une compacité de 0,9). Le rapport de contraction global pour cette configuration est de 2,8 (contre 64 dans la configuration utilisée à l'exemple 1 ). Par conséquent, la dégradation de polymère obtenue dans cette configuration est nettement inférieure à 36 %.
Dans un deuxième cas de figure, on souhaite utiliser des capillaires de diamètre interne 0,5 mm, pour générer une perte de charge de 15 bars pour un débit de 100 m3/h, avec une dégradation de polymère inférieure à 20 %. D'après l'exemple 2 et la figure 8, la dégradation de polymère est de 20 % environ, dans un capillaire de diamètre interne 0,5 mm, pour un débit de 55 mL/min. Par conséquent, le nombre de capillaires à prévoir pour accommoder le débit total est égal à 30303. Toujours d'après l'exemple 2 et la figure 10, on détermine que la longueur de capillaire nécessaire pour obtenir une perte de charge de 15 bars est de 150 cm.
Le diamètre total correspondant du faisceau de capillaires obtenu est de 1 1 ,9 cm environ (pour un diamètre externe de capillaire de 0,65 mm et une compacité de 0,9). Le rapport de contraction global pour cette configuration est de 1 ,9 (contre 16 dans la configuration utilisée à l'exemple 1 ). Par conséquent, la dégradation de polymère obtenue dans cette configuration est nettement inférieure à 20 %.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé d'injection d'un fluide dans une formation souterraine, dans lequel :
- un fluide est transporté dans au moins une conduite d'injection (1 ) ;
- la conduite d'injection (1 ) comprend une partie principale (6) comportant un tube unique, et une vanne de contrôle de débit (8) comportant au moins dix tubes de transport de fluide (2) disposés en parallèle ; et où le rapport de la section du tube unique de la partie principale (6) sur la somme des sections des tubes de transport de fluide (2) de la vanne de contrôle de débit (8) est inférieur ou égal à 5, de préférence inférieur ou égal à 3, et de manière particulièrement préférée inférieur ou égal à 1 ,5,
- le débit du fluide circulant dans la conduite d'injection (1 ) est ajusté en répartissant le fluide dans tout ou partie des tubes de transport de fluide (2) de la vanne de contrôle de débit (8) ;
- le fluide issu de la conduite d'injection (1 ) est injecté dans la formation souterraine.
Procédé selon la revendication 1 , dans lequel :
au moins une partie des tubes de transport de fluide (2) présentent une section au moins dix fois inférieure à la section du tube unique de la partie principale (6), de préférence au moins cent fois inférieure, de manière particulièrement préférée au moins mille fois inférieure et idéalement au moins dix mille fois inférieure ; et / ou chaque tube transport est de section constante sur sa longueur ; et / ou
lesdits tubes de transports sont des cylindres et s'étendent selon un axe longitudinal et / ou les axes desdits cylindres sont parallèles entre eux ; et / ou
la section desdits tubes de transport est circulaire.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'ajustement du débit de fluide dans la conduite d'injection (1 ) est effectué par obturation sélective de tout ou partie des tubes de transport de fluide (2).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le fluide est réparti dans une pluralité de conduites d'injection par des moyens de pompage, chaque conduite d'injection (1 ) comprenant une partie principale (6) comportant un tube unique et une vanne de contrôle de débit (8) comportant au moins dix tubes de transport de fluide (2) disposés en parallèle, le débit du fluide circulant dans chaque conduite d'injection (1 ) étant ajusté en répartissant le fluide dans tout ou partie des tubes de transport de fluide (2), et le fluide issu des conduites d'injection (1 ) étant injecté dans la formation souterraine.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les tubes de transport de fluide (2) ne présentent pas tous des sections identiques, et sont de préférence disposés par groupes de tubes de transport de fluide de section essentiellement identique.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel :
- au moins une partie des tubes de transport de fluide (2c) présentent une section comprise de 0,012 à 100 mm2, de préférence de 0,05 à 50 mm2, et de manière plus particulièrement préférée de 0,8 à 30 mm2 ; et / ou
- au moins un tube de transport de fluide (2a) présente une section de 1 à 100 cm2, de préférence de 1 à 50 cm2 ; et / ou
- la totalité des tubes de transport de fluide (2) ont une longueur de 1 cm à 10 m, de préférence de 10 cm à 3 m, et de manière plus particulièrement préférée de 30 cm à 1 ,5 m.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le fluide est une solution aqueuse d'un polymère dont la masse moléculaire est supérieure à 106 Da.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le fluide est une solution aqueuse de polymère, de préférence une solution aqueuse de polyacrylamide.
9. Procédé selon l'une une des revendications 1 à 6, dans lequel le fluide est une émulsion, de préférence une émulsion huile/eau.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant une étape de récupération d'hydrocarbures issus de la formation souterraine et éventuellement de traitement des hydrocarbures récupérés.
1 1 . Vanne de contrôle de débit (8) destinée à être raccordée à un tube unique d'une conduite, ladite vanne comprenant :
- au moins dix tubes de transport de fluide (2) disposés en parallèle ; - des moyens de raccordement (3) à une partie principale du tube unique de la conduite, situés à une extrémité des tubes de transport de fluide (2) et où le rapport de la section du tube unique de la partie principale (6) sur la somme des sections desdits tubes de transport de fluide (2) de la vanne de contrôle de débit (8) est inférieur ou égal à 5, de préférence inférieur ou égal à 3, et de manière particulièrement préférée inférieur ou égal à 1 ,5.
12. Vanne de contrôle de débit (8) selon la revendication 1 1 , comprenant des moyens d'obturation (5) d'au moins une partie des tubes de transport de fluide (2).
13. Vanne de contrôle de débit (8) selon la revendication 1 1 ou 12, dans laquelle les moyens d'obturation (5) comprennent un diaphragme, des ailettes, une vanne à boisseau ou un piston.
14. Vanne de contrôle de débit (8) selon l'une des revendications 1 1 à 13, dans laquelle les tubes de transport de fluide (2) ne présentent pas tous des sections identiques, et sont de préférence disposés par groupes de tubes de transport de fluide (2) de section essentiellement identique.
15. Vanne de contrôle de débit (8) selon l'une des revendications 1 1 à 14, dans laquelle :
- au moins une partie des tubes de transport de fluide (2c) présentent une section comprise de 0,012 à 100 mm2, de préférence de 0,05 à 50 mm2, et de manière plus particulièrement préférée de 0,8 à
30 mm2 ; et / ou
- au moins un tube de transport de fluide (2a) présente une section de 1 à 100 cm2, de préférence de 1 à 50 cm2 ; et / ou
- la totalité des tubes de transport de fluide (2) ont une longueur de 1 cm à 10 m, de préférence de 10 cm à 3 m, et de manière plus particulièrement préférée de 30 cm à 1 ,5 m.
16. Installation de transport, notamment d'injection d'un fluide, par exemple dans une formation souterraine comprenant au moins une conduite notamment d'injection (1 ), ladite conduite notamment d'injection (1 ) comprenant :
- une partie principale (6) qui comporte un tube unique, et
- une vanne de contrôle de débit (8) selon l'une des revendications 1 1 à 15, connectée au tube unique de la partie principale (6) par les moyens de raccordement (3).
Installation selon la revendication 16, dans laquelle :
au moins une partie des tubes de transport de fluide (2) présentent une section au moins dix fois inférieure à la section du tube unique de la partie principale (6), de préférence au moins cent fois inférieure, de manière particulièrement préférée au moins mille fois inférieure et idéalement au moins dix mille fois inférieure ; et / ou chaque tube transport est de section constante sur sa longueur ; et / ou
lesdits tubes de transports sont des cylindres et s'étendent selon un axe longitudinal et / ou les axes desdits cylindres sont parallèles entre eux ; et / ou
la section desdits tubes de transport est circulaire.
18. Installation selon la revendication 16 ou 17, comprenant une pluralité de conduites d'injection notamment connectées à des moyens de pompage, chaque conduite notamment d'injection (1 ) comprenant une partie principale (6) comportant un tube unique et une vanne de contrôle de débit (8) selon l'une des revendications 1 1 à 15.
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