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Le variateur VSD ATEX
Un atout de taille pour nos champs matures

Un projet présenté par Jean-Grégoire Boero Rollo, Jérôme Long, Brice Bibanzilha, Vincent Marec et Jean-Jacques Bassafoula

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Jérôme Long

Forage & Puits

Chaînon manquant, notre nouveau module de commande mobile VSD ATEX permet de convertir à moindre coût les installations d’une plateforme pétrolière pour passer de l’activation de puits par gas-lift à l’activation par pompage électrique (ESP). Décisive pour maximiser de façon rentable la production des champs matures offshore, notre innovation ouvre de nouvelles perspectives dans ce domaine. Nous intégrons également cette brique technologique dans notre concept de plateforme minimaliste, ce qui élargira son utilisation à des développements greenfield.

Une nouvelle génération de pompage électrique

Jusqu’à présent, convertir un champ mature à l’ESP se heurtait jusqu’ici à trois freins : la faible durée de vie des pompes, le coût de la conversion et le coût de la modification en surface des plateformes offshore pour agrandir ou ajouter une salle électrique. D’où le travail mené depuis 2014 par notre filiale Total E&P Congo (TEPC) pour optimiser la durée de vie moyenne des pompes électriques, passée de deux à quatre ans, et limiter les coûts de conversion, en réduisant la phase de travaux.

Pour autant, le coût d’extension des plateformes restait très élevé. Les équipes de TEPC ont testé à partir de 2017 un nouveau module de commande mobile intelligent qui permet d’éviter ces modifications très coûteuses : le VSD ATEX. Ce variateur à vitesse variable (VSD) ne nécessite pas d’adapter les installations de surface car il est conçu pour être installé à l’extérieur d’une salle électrique et utilisé dans un environnement à atmosphère explosif (ATEX). Les économies réalisées pour passer à l’ESP se chiffrent ainsi en millions d’euros.

Les points forts de notre technologie

Notre VSD ATEX est basé sur une nouvelle génération de variateurs à vitesse variable (VSD) développée par Leroy Somer, le variateur électronique à technologie IGBT pour moteur à induction Powerdrive MD3. Principal point fort : l'amélioration du système de refroidissement avec montage traversant et conduite d'air dédiée pour les ventilateurs des modules de puissance. Le variateur est également doté d’une interface homme-machine compatible avec des équipements de différentes technologies. L'encombrement très réduit du module rend sa mise en œuvre très facile, sur n'importe quelle plateforme offshore.

Nos ingénieurs électriciens ont introduit des modifications importantes sur la version commerciale afin de l’adapter aux exigences des équipements fonctionnant en zones à atmosphère explosive (ATEX). Sans oublier la conception d’une armoire compacte certifiée ATEX spécifique. Afin de réduire le nombre d’interliaisons extérieures, l’équipe a ainsi intégré le régulateur de débit de la pompe électrique dans cette armoire. Certifié ATEX par l’INERIS en avril 2018, le VSD ATEX a été testé dans la foulée sur la base industrielle de Total à Pointe Noire, au Congo.

Un déploiement progressif au Congo

Un pilote a été lancé dès l’été 2018 sur la plateforme YAF2 du champ mature de Yanga, sur le bloc congolais PNGF Nord, permettant rapidement d’améliorer la production et l’efficacité opérationnelle :

  • Après conversion du mode d’activation à l’ESP en septembre 2018, la production du puits YAM254 a augmenté de 250 % et les réserves ont été doublées. Son taux d’efficacité opérationnelle s’est accru de 25 %.
  • Globalement, la production du champ de Yanga a progressé de 10 %. 
  • Le coût total des travaux de modification de la plateforme s’est limité à 400 000 €, inférieur de 20 % au budget prévu, contre 10 M€ lors de l’installation d’un ESP à VSD classique, menée sur une plateforme du champ offshore voisin de Sendji. Le pilote a donc été rentabilisé en moins de 6 mois.

Face au succès, un plan de développement plus vaste a été lancé sur le champ de Sendji, où la part de gas lift devrait passer de 63 % à 28 % d’ici 2021. Les conversions successives vont permettre d’y diminuer la quantité de gaz haute pression nécessaire, et d’arrêter deux compresseurs de gaz. Dès 2021, le VSD ATEX pourra être couplé à la technologie de pompe filaire récupérable WLR-ESP, facilitant la conversion des puits à l’ESP. Cette technologie pourrait bientôt être généralisée à tous les sites de la filiale, mais aussi ailleurs dans le Groupe.

Best Innovators 2019 - Le variateur VSD ATEX, un atour de taille pour nos champs matures - Exploration-Production - Total

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