Débloquer les barils qui ne sont pas encore rentables et pousser la récupération aux limites du possible constituent des enjeux de premier ordre. Pour atteindre ces objectifs décisifs, notre R&D développe des solutions techniques pour progresser dans la maîtrise des réservoirs, de leur caractérisation jusqu’à leur simulation.

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Jean-Pierre Duneau

R&D

Maximiser les réserves et les productions de nos champs à moindre coût

Un volume très important de ressources reste aujourd’hui « verrouillé » par l’absence de solutions économiques de développement. L’enjeu des travaux du Programme Field Reservoir est de fournir les solutions technologiques innovantes qui nous ouvriront un accès rentable à ces hydrocarbures.

Relever ce défi passe par une compréhension avancée des propriétés pétrophysiques des réservoirs et de la dynamique des écoulements des fluides dans ces milieux poreux, de l’échelle microscopique du réseau de pores jusqu’à l’échelle du champ. Cette approche multi-échelle, indispensable au décryptage et à la compréhension des multiples processus impliqués dans le transport des fluides, sert le développement d’une nouvelle génération d’équations pour enrichir nos simulations réservoir de nouvelles physiques, toujours plus représentatives de la réalité.

Ces sauts qualitatifs sont les clés d’une modélisation plus précise de nos gisements et de simulations de production toujours plus fiables. Dans un contexte marqué par la variabilité et la complexité croissantes des gisements à produire, ils nécessitent :

  • d’améliorer notre compréhension et la représentation des phénomènes physico-chimiques, de l’échelle moléculaire à celle de nos champs ;
  • de maîtriser la chaîne de gestion de l’information (acquisition, traitement et intégration des données) ;
  • d’accroître la finesse et la précision de modèles intégrés de réservoir.

Ces avancées, associées à la mise au point de technologies de récupération améliorée (EOR, Enhanced Oil Recovery) économiques et aisément adaptables à notre portefeuille de champs, déverrouilleront des réserves économiques et durables.

Nos objectifs prioritaires de R&D

Pour accroître notre maîtrise des gisements, gage de développements optimisés, nous nous focalisons sur quatre axes clés :

  • la compréhension des phénomènes physiques à toutes les échelles, pour modéliser plus finement les plus importants d’entre eux pour nos développements et débloquer les verrous technologiques limitant les récupérations microscopiques ;
  • l’amélioration des récupérations microscopiques et macroscopiques, avec un objectif affirmé de faible coût, par la mise en œuvre aussi large que possible de techniques de récupération innovantes ;
  • le développement d’outils de modélisation réservoir de nouvelle génération, adaptés à la complexité de nos cibles, et le développement d’un workflow de modélisation intégrée de l’ensemble des phénomènes pouvant impacter nos productions, incluant en particulier la composante géomécanique ;
  • l’utilisation optimale et aussi rapide que possible des données, acquises de manière directe ou indirecte, avec l’objectif de réduire les temps d’analyse de ces données et les incertitudes qui leur sont liées.

Quatre thématiques, cinq projets de R&D

Le Programme Field Reservoir est composé de cinq Projets de R&D, qui couvrent la chaîne des innovations nécessaires à l’optimisation des mécanismes de production et à l’augmentation des réserves.

Flow

Ses travaux s’emploient à porter notre maîtrise de la physique des écoulements en milieu poreux à son meilleur niveau, afin d’acquérir une position de leader sur ce domaine et de contribuer à consolider notre leadership dans celui de la simulation réservoir.

Ils se déclinent sur trois axes principaux, avec, pour défi central, de couvrir une variété croissante de type de formations et de mécanismes de production :

  • une meilleure compréhension et modélisation de l’impact des propriétés de mouillabilité des roches réservoirs, à l’eau ou à l’huile, sur les performances de la récupération à l’échelle du pore ;
  • le développement de techniques de Digital Rock Physics, pour visualiser les écoulements des fluides et leurs impacts à l’échelle microscopique et développer des outils de simulation multi-échelle des propriétés pétrophysiques des milieux poreux, de l’échelle du pore à celle de la carotte ;
  • alimenter le développement du simulateur de réservoir INTERSECT, simulateur de nouvelle génération dont Total est copropriétaire, pour gérer des modèles de réservoir complexes dans des temps de calcul acceptables et modéliser des processus avancés, notamment mis en jeu dans les procédés de récupération améliorée.

Enhanced Oil Recovery

La réduction des coûts de l’EOR constitue l’objectif central de notre effort de R&D sur ce domaine stratégique pour la maximisation des productions. Elle nécessite une optimisation de toute la chaîne d’amélioration de la récupération, de la subsurface à la surface. Deux Projets de R&D sont dévolus à cette thématique.

 

  • Chemical EOR

Les techniques d’injection de produits chimiques (polymères, tensioactifs, alcalins), de gaz miscible associé à des mousses pour assurer le contrôle de mobilité, et d’eau de composition modifiée ou de faible salinité recèlent les plus forts enjeux pour notre portefeuille. Elles font donc l’objet de nombreux travaux, qui se concentrent, notamment, sur l’une des cibles stratégiques du portefeuille du Groupe : les réservoirs à haute température et haute salinité du Moyen-Orient.

  • Thermal EOR

Ce Projet s’emploie à catalyser le développement de nouvelles approches technologiques, économiques et peu émettrices de CO2, afin d’améliorer l’efficacité de la stimulation thermique in situ non basée sur l’injection de vapeur, nécessaire à l’exploitation des huiles visqueuses (> 10 cP), des sables ou des carbonates fracturés, et dans tous les types de configuration (réservoir shallow, moyennement ou très enfouis, offshore, etc.).

 

Reservoir Earth Modelling

Son objectif est de nous porter à la pointe des techniques de modélisation, pour une meilleure fiabilité des modèles utilisés pour prédire le comportement des champs tout au long de leur vie.

Les outils développés sont destinés à être intégrés dans Sismage-Chaîne Intégrée Géosciences (CIG), plateforme propriétaire intégrant la totalité du workflow de modélisation. Ces outils propriétaires, leviers importants de meilleure gestion des incertitudes, servent la conception de schémas de développement plus efficaces et robustes.

Parmi les priorités du Projet :

  • la mise au point de nouveaux outils de maillage (en corrélation avec l’adaptation des simulateurs numériques pour gérer ces nouveaux types de grilles), dits non structurés, pour améliorer la précision des modèles : la souplesse conférée par la variabilité de la taille de leurs mailles nous permettra de « zoomer » sur des zones d’intérêt en densifiant les calculs sur les secteurs où les changements des caractéristiques sont les plus rapides et complexes ;
  • l’intégration de la composante géomécanique dans le workflow de modélisation, afin de maîtriser les effets liés à la déplétion ou à l’injection au fil de la production, donc d’optimiser l’économie comme la sécurité de nos projets de développement.

Field Data Integration

L’enjeu du projet est le développement d’outils permettant d’acquérir et d’interpréter des données rapidement et à moindre coût, afin de promouvoir le monitoring en temps réel. Ses travaux se concentrent, en particulier, sur les données de logging, les mesures de débits de fond et la mise au point d’outils permettant l’acquisition et l’interprétation de mesures de gaz nobles, comme nouveau type de traceurs des propriétés fluides.