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Sur le champ chinois de Sulige, une solution inédite pour optimiser la productivité des réservoirs « tight gas » non conventionnels est déployée depuis 2016 : le couplage numérique de simulation d'écoulements multiphasiques LedaFlow avec le logiciel de modélisation de réservoir Reveal. C’est une première mondiale avec un modèle réservoir commercial. Cela permet de modéliser le fonctionnement et les interactions d’un réservoir et d’un puits en régimes transitoires simultanés. Soit une véritable avancée dans l’optimisation de la production des champs non conventionnels.

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Jacques Danquigny

Ressources Non Conventionnelles

Associer avec précision les comportements transitoires constatés à la fois dans un réservoir et dans un puits

La modélisation d’un comportement en régime transitoire dans un réservoir s’appuie toujours sur une modélisation de puits issue de tables de pertes de charge présumant un comportement en régime permanent dans ce puits. Toute production arrivant en fond de puits est ainsi considérée comme produite jusqu’en tête de puits, sans accumulation dans le puits. De même, les simulateurs d’écoulements dans les puits, comme LedaFlow, prennent bien en compte les régimes transitoires, mais seulement à l'intérieur du puits. Le débit d’entrée est le plus souvent basé sur un index de productivité (IP) fixe du réservoir. C’est clairement une approximation, mais il n’y avait pas jusqu’à présent de solution satisfaisante pour intégrer les effets transitoires dans le réservoir, aux phénomènes transitoires dans les puits.

Le champ de Sulige correspond au cas où la modélisation classique des puits par table de perte de charge est mise en défaut : la faible perméabilité des réserdaFlowvoirs induit un fonctionnement des puits à faible débit de gaz, sous un seuil dit « critique » où les liquides ne peuvent plus être produits jusqu’en tête. Les puits se chargent progressivement en liquide. La production de gaz devient alors instable avec des alternances de pic de production qui déclinent progressivement sur une durée de 30-40 j typiquement jusqu’à un débit très faible, avant un nouveau pic de gaz. A faible débit de gaz, les liquides accumulés dans le puits s’évacuent naturellement dans le réservoir, ce qui permet un nouveau slug de gaz.

Cette production instable induit finalement des phénomènes transitoires dans le réservoir. Cette interaction de phénomènes transitoires dans les puits et dans les réservoirs n’est pas modélisable avec un modèle réservoir classique.

Représenter correctement ces phénomènes d’instabilités simultanés

Le couplage est effectué par un workflow piloté par la plateforme d’intégration logicielle Resolve de l’éditeur Pétex. Par itération d’échange de données de pression, d’IP et de débits de gaz et liquides, des simulations cohérentes et concourantes sont obtenues entre LedaFlow (avec des pas de temps typiquement de l’ordre de la seconde) et Reveal (avec des pas de temps entre 0.5 et 6 heures). Cela permet de reproduire les phénomènes transitoires dans le réservoir et dans le puits, et leur interaction.

Ce couplage est réalisé sur une durée typique de deux mois. Mise en œuvre à intervalle régulier pluriannuel, cette modélisation plus pertinente des écoulements réservoir-puits en régime transitoire permet d’affiner les prévisions de productivité obtenues par un modèle de réservoir classique. Des workflows spécifiques ont notamment été développé pour prédire et optimiser la production de ces puits en mode cyclique (alternance de période d’ouverture et de fermeture des puits).

Fournir des recommandations aux équipes de terrain pour optimiser la production moyenne des puits

La production cyclique est une technique classique utilisée sur les puits à faible productivité. Son optimisation sur le terrain nécessiterait néanmoins de longues campagnes d’essais. La modélisation couplée LedaFlow-Reveal de la production cyclique d’un puits sur deux mois permet d’évaluer une production moyenne représentative. Différentes stratégies de fermeture des puits (suivant un critère de débit de gaz minimum), puis d’ouverture (suivant des critères de durée de fermeture ou d’évolution de pression de tête) peuvent être simulées et comparées. Des recommandations peuvent être fournies aux exploitants pour la conduite des puits cycliques. A terme, l’optimisation du cyclage sur Sulige pourrait conduire à son automatisation, par l’installation de systèmes de fermeture des puits non-manuel.

Avec le couplage Leda/Reveal, Total confirme sur le champ de Sulige son rôle moteur dans l’optimisation de la productivité et des méthodes de production, en partenariat avec PetroChina. Cette solution performante pour représenter l’interaction entre le comportement instable d’un réservoir et les phénomènes d’instabilité de puits a de nombreuses applications hors non-conventionnel, en particulier pour le redémarrage de puits, la modélisation de phénomène de coning, des instabilités de puits en gas-lift.

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