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Chez Total, l’intégration des expertises se concrétise aussi par celle des outils de modélisation, du réservoir jusqu’aux procédés de traitement de la production. Innovations propriétaires ou développées avec les industriels nous permettent de disposer de solutions d’intégration ajustées aux besoins, à toutes les étapes de la vie du champ. Avec, pour enjeu, l’optimisation de toutes nos performances, économiques et technologiques.

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Rémy Marmier

Gisement

Un levier pour maximiser la création de valeur

De leur extraction du sous-sol jusqu’à leur exportation hors des sites de production, les fluides pétroliers parcourent des environnements très différents : les réservoirs, les puits, les réseaux de surface et, finalement, les procédés de traitement. Pour simuler leurs écoulements dans chacun de ces milieux très spécifiques, ingénieurs réservoir, ingénieurs puits, ingénieurs Flow Assurance et ingénieurs procédés disposent d’outils dédiés. Cette spécialisation est indispensable pour « capturer » la complexité des mécanismes physico-chimiques en jeu dans chacun des maillons de la chaîne de production. Mais c’est le décloisonnement des expertises, porté par l’intégration des outils de simulation, qui constitue le levier décisif d’optimisation de nos performances.

Parce qu’elle nous donne la capacité d’appréhender la dynamique de l’ensemble d’un schéma de développement, de ses réservoirs jusqu’aux installations de surface, la simulation intégrée nous permet d’optimiser la création de valeur d’un champ dans sa globalité et de son développement jusqu’au terme de l’exploitation du champ.

À cette plus-value économique s’ajoutent d’importants bénéfices techniques. La simulation intégrée marque la fin des importations/exportations de données entre les logiciels de chaque métier et supprime ainsi les pertes de temps et les déperditions d’informations inhérentes à ces transferts. Tout en raccourcissant le temps de nos études, elle en renforce leur robustesse. Elle garantit, par exemple, la cohérence des hypothèses formulées par l’ingénieur réservoir et l’ingénieur procédés et ouvre la voie à l’intégration des incertitudes, en particulier la prise en compte de l’impact des incertitudes subsurface sur le dimensionnement des équipements de surface.

Des approches d'intégration adaptées à chaque objectif

Nous avons développé des stratégies de simulation intégrée en ligne avec la démarche “fit for purpose” appliquée tout au long du processus d’exploration et de production. Nous disposons ainsi de 3 gammes d’intégration, dont le niveau de complexité est ajusté à l’objectif de chaque type d’études.

1. En phase d’exploration – À ce stade, la simplification des simulations fond/surface est de mise afin de délivrer rapidement les résultats nécessaires à la prise de décision.

2. En phase de développement – La complexité de nos modèles intégrés va croissant au fil de l’avancée du processus, des études conceptuelles conduites pour explorer différents concepts jusqu’au choix du design le plus performant fixé en phase d’avant-projet. Cette approche repose sur différentes options de couplage explicites de simulateurs de réservoir,  de simulateurs de puits et de réseaux de surface, et de simulateurs des procédés de surface.

La mise en œuvre de ces solutions innovantes bénéficie de deux atouts majeurs :

  • nos partenariats avec les industriels fournisseurs de logiciels nous permettent d’être au cœur du développement de nouvelles fonctionnalités pour enrichir les options à notre disposition. Ces deux dernières années, nous avons par exemple été à l’origine d’un couplage qui permet d’intégrer directement des simulations dynamiques de puits et réseaux de surface au cours de la simulation steady state (régime permanent d’écoulements) et du couplage d’un simulateur de réseaux de surface et d’un simulateur de procédés ;
  • la puissance de calcul de notre supercalculateur PANGEA, qui fait de Total la seule major pouvant faire tourner des simulations intégrées à haut degré de détail sur 500 à 1 000 processeurs, indispensable pour réaliser ces simulations complexes dans des temps de calcul acceptables.

 

3. En phase de production – Les simulations intégrées fond/surface sont mises à profit à différentes échelles de temps. À court terme, sur quelques jours ou quelques mois, elles servent l’optimisation de la production via une simulation simplifiée du réservoir couplée à une simulation détaillée des puits et réseaux de surface. Pour les prévisions à long terme dévolues aux phases de développements complémentaires du champ, nous avons développé une solution propriétaire innovante et unique : INTERSECT Network, qui rend possible la simulation d’une représentation simplifiée des réseaux de surface directement dans le simulateur de réservoir de nouvelle génération INTERSECT dont Total est copropriétaire.

Un axe essentiel de recherche & développement

L’intégration des modèles fond/surface n’est plus seulement une option qui nous confère un véritable avantage compétitif. Elle est et sera incontournable pour relever les nouveaux défis associés à la volatilité du prix du baril, aux engagements environnementaux du Groupe et à la variabilité croissante des ressources à produire.

Cette approche est en effet indispensable pour appréhender de manière globale les émissions de CO2 au fil de la vie de nos développements et les minimiser au travers de nos modèles intégrés. Elle est aussi une clé pour la maîtrise de thématiques émergentes, qu’il s’agisse :

  • du développement rentable de champs marginaux en deep offshore par leur raccordement à des installations de production déjà existantes ;
  • de la production du non conventionnel, via la juste prise en compte de l’impact crucial de milliers de puits sur les réseaux de surface dans nos simulations ;
  • de l’optimisation des développements de champs d’huile géants du Moyen-Orient, anticipant la production, au-delà du point de bulle, d’un volume croissant de gaz à gérer en surface au fil du temps.

Pour parfaire cette intégration, nous portons nos efforts sur le développement des modèles intégrés du futur, à l’image d’INTERSECT Network, avec l’objectif d’en accroître la complexité et les fonctionnalités. Dans cette perspective, nous travaillons notamment sur l’intégration des algorithmes d’optimisation mathématique, tels que développés par la branche Raffinage Chimie du Groupe, dans nos outils.

En parallèle, nous avons explorons l’approche deep learning, pour combiner les forces des outils actuels basés sur la modélisation intégrée à la puissance potentielle de la data science.

Gisement

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Gisement

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Gisement

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