Génie Pétrolier
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Item Adaptation et développement des modèles SRM pour la simulation et l’optimisation des réservoirs fracturés(Universite M'Hamed Bougara : Faculté des hydrocarbures et de la chimie, 2021) Redouane, Kheireddine; Zeraibi, Noureddine(Directeur de thèse)La conception d’un plan de développement d’un réservoir fracturé est un problème ardu nécessitant l’utilisation de la simulation numérique pour la résolution et le traitement des modèles représentants le processus physique du système. Ces modèles reposent principalement sur un ensemble d’équations différentielles et intégrales non linéaires dont la solution même numérique est trop chronophage. Le but de cette thèse consiste en le développement d’un outil d’aide à la prise de décision basé sur les techniques d’intelligences artificielles et les algorithmes évolutionnaires pour faciliter la simulation des réservoirs fracturés afin d’optimiser leurs stratégies de développement/management à moindre cout. Pour atteindre notre objectif, nous développons dans un premier temps une stratégie d’optimisation auto-adaptative robuste multidisciplinaire qui utilise les modèles Surrogates et les algorithmes évolutionnaires pour non seulement fournir une approximation aux modèles de simulation avec un temps de réponse d’ordre de seconde, mais aussi pour faciliter la tâche d’optimisation globale de ce problème combinatoire de développement des réservoirs fracturés. Afin d’augmenter la précision de l’approche développée, nous proposons une procédure originale d’enrichissement via les plans d’expériences adaptatifs, qui sert ainsi à améliorer le pouvoir émulatif des modèles Surrogate particulièrement dans les zones pouvant contenir l’optimum de problème. Cette approche est couplée à une stratégie innovante d’articulation et de traitement des contraintes qui se présente aussi comme une clé pour automatiser la procédure d’optimisation et définir la forme générale de Framework élaboré qu’on appelle ASRM « Adpatative Surrogate Reservoir Model ». Le Framework développé est appliqué à : 1. L’optimisation des fonctions test complexes 2. L’étude d’un réservoir Benchmark Off-Shor. 3. L’étude et la mise en oeuvre sur un projet réel d’emplacement des puits directionnels sur un réservoir non-conventionnel fracturé d’un champ mature situé à Hassi-Massoud, Algérie. Les résultats ont permis de montrer la validité de la démarche ainsi que l’efficacité de la méthode ASRM pour une application dans un cadre industrielItem Etude des mécanismes d’inhibition des asphaltènes et prédiction des dépôts(2019) Gharbi, KheiraDe nos jours, la floculation et la déposition des asphaltènes constituent l’une des préoccupations majeures de l’assurance de l‘écoulement de pétrole brut dans les champs pétroliers, alors que les problèmes causés par les flocs d’asphaltènes génèrent des coûts supplémentaires dans le système de production. Dans cette étude, deux échantillons de pétrole brut léger ont été prélevés du champ de Hassi Messaoud, afin de caractériser leurs propriétés physicochimiques. L'inhibition de la floculation des asphaltènes a été étudiée en testant un inhibiteur commercial, les résines de pétrole, les fractions acide et basique des asphaltènes sous différentes conditions de pression et de température. Les résultats indiquent que les résines extraites peuvent avoir deux effets différents sur l'apparition de la floculation d'asphaltènes en fonction des conditions thermodynamiques du système et la concentration des résines ajoutées dans le pétrole brut. La fraction acide des asphaltènes a la meilleure performance contre le phénomène de floculation. Cette fraction a montré une bonne inhibition de la déposition des asphaltènes dans les deux cas statique et dynamique. Afin de prédire le seuil de floculation des asphaltènes dans une huile de surface qui constitue la première phase pour étudier l’efficacité des inhibiteurs, un modèle de réseau neuronal précis et robuste a été construit sur la base de données expérimentales. Il permet d’estimer le seuil de floculation de façon précise et rapideItem Modélisation du comportement rhéologique des fluides complexes : application aux fluides pétroliers(2019) Ouaer, HocineLa rhéologie des fluides de forage a toujours été considérée comme un aspect essentiel pour assurer le succès des opérations de forage. Par conséquent, le contrôle de leur comportement est d’une importance primordiale. Cette thèse fait l’objet de l’étude du comportement rhéologique des fluides de forage bentonitiques provenant des gisements Algériens (Mostaganem, Maghnia) seules et en présence d’additifs tels que : les polymères non ionique (Hydroxyéthylcellulose et polyéthylène glycol) et les sels (Chlorure de sodium et de potassium). Les résultats rhéologiques obtenus en régime stationnaire et dynamique sont confortés par des analyses de diffraction par rayons X. La modélisation et l’optimisation des paramètres rhéologiques a été réalisée en utilisant la méthode de régression non linéaire (Algorithme Levenberg-Marcquardt) et la méthode évolutionniste (Algorithme génétique). Il est à noter que les propriétés rhéologiques de ces fluides augmentent en fonction de la concentration en bentonite et cette augmentation est plus significative pour la bentonite de Mostaganem que celle de Maghnia, ce qui la rend prioritaire pour les applications de forage où des quantités énormes sont injectées dans les puits de forage. Ces résultats rhéologiques sont en parfait accord avec l’analyse granulométrique qui révèle que la bentonite de Mostaganem contient moins de sable (0.13 % en volume) que la bentonite de Maghnia (30.96 % en volume). Les rhéogrammes des solutions d’hydroxyéthylcellulose ont été bien corrélés par le modèle de Les essais rhéologiques combinés aux essais de diffraction par rayons X ont révélé que le comportement rhéologique et la stabilité du mélange bentonite-HEC sont contrôlés par la nature structurelle de ce polymère et ses mécanismes d’interaction avec les particules d’argile. L’optimisation des paramètres du modèle de Herschel-Bulkley a révélé que l’algorithme génétique qui est une méthode évolutionniste, permet d’estimer des paramètres plus réalistes par rapport à la régression non linéaire, en particulier dans le cas des fluides de forage formulés à base du chlorure de sodium, ce qui est en fait un avantage et un meilleur choix. En outre, l’essai en régime dynamique donne des valeurs de la contrainte seuil plus fiables que celles déterminées numériquement par les modèles rhéologiques en régime stationnaire. Les paramètres rhéologiques du fluide de forage écologique (bentonite-hydroxyéthylcellulosepolyéthylène glycol) sont très sensibles sous différentes conditions. La contrainte seuil et l’indice de consistance croissent avec l’augmentation de la concentration d’hydroxyéthylcellulose, pour atteindre des valeurs maximales à une température de 65 °C et décroissent avec la diminution du pH ainsi qu’avec l’ajout du chlorure de sodium au fluide de forage. Par contre, l’indice d’écoulement varie en sens inverse par rapport à la contrainte seuil et l’indice de consistance. Une comparaison entre l’effet du NaCl et du KCl sur le comportement rhéologique du fluide de forage écologique (bentonite-HEC-PEG) a révélé une dégradation des propriétés rhéologiques de ce fluide avec l’augmentation de la concentration de ces deux types du sel. Il est à noter aussi que la réduction de la viscosité apparente est plus importante dans de le cas de l’ajout du KClItem Elaboration et développement des modèles proxy pour l’étude et l’optimisation de WAG(2018) Nait Amar, MenadL’estimation des paramètres optimaux des processus WAG (water alternating gas) est un problème complexe nécessitant un nombre important de simulation numérique qui sont chronophages et couteuses. Le but de cette thèse est d’élaborer des modèles proxy dynamiques robustes basés sur des méthodes d’intelligences artificielles pour substituer les simulateurs numériques dans les études d’optimisation des processus du WAG, tout en palliant le calcul intensif demandé et en gardant la précision recherchée. Vu l’efficacité des proxy et le fait que l’optimisation des paramètres du WAG peut se formuler comme un problème mono ou multi objectif avec ou sans contraintes, l’hybridation de ces proxy avec des algorithmes évolutionnistes et méta heuristiques assure une optimisation adéquate et appréciable de ces paramètres. Les résultats obtenus montrent que les hybridations proposées sont très efficaces, précises et rapidesItem Modélisation et étude numérique d’un écoulement diphasique d’une situation de well control pendant les opérations de forage et de contrôle des éruptions(2015) Boudour, RafikSonatrach en tant que leader africain dans le secteur pétrolier est actuellement menée à l’exploitation des réserves non conventionnelle afin d’augmenter ses réserves prouvées pour répondre à la demande de la consommation énergique mondiale qui ne cesse de croître. Pour cela, Sonatrach a lancé des grands projets d’exploration des tight & shale gaz et au nord de l’Algérie onshore et offshore, ce qui implique l’activité de forage à réaliser des puits de plus en plus profonds et complexes. Dans cette conjoncture le risque des venues ou des éruptions est omniprésent, qui est évalué au potentiel du désastre. Dans le cadre de ma formation magister en forage production au sein d’UMBB de Boumerdes, j’ai réalisé cette étude sur la modélisation et la simulation des venues. La prévention des venues est primordiale dans le forage pétrolier car la majorité des venues ont aboutie à un échec de control, qui a donné des éruptions causant des dommages inestimables. Cependant des études poussées ont été réalisées sur la modélisation et la simulation du comportement des venues. Ces modèles font un outil précieux pour le désigne du puits, l’évaluation des procédures de contrôle et également pour la formation du personnel, car on peut s’entrainer sur un simulateur mais pas sur un vrais puits. J’ai commencé ce projet par une étude statistique des venues enregistrées à la Sonatrach entre 2009 et 2012, réalisée par la cellule Well Control du département engineering de la division forage, pour montrer l’importance du sujet. Le puits NZ19 a été utilisé pour la réalisation de la majorité des simulations qui sont subdivisées en trois parties, la première partie est consacrée pour l’étude comparative entre le simulateur DrillSim-5000 de l’IAP et le modèle single phase que j’ai programmé sous MATLAB, la deuxième partie des simulations consiste à simuler les éventuelles complications et problèmes pendant le contrôle des venues sous le simulateur DrillSim-5000 pour identifier les signes précurseurs de chaque problème pour entreprendre les actions adéquates au moment opportun dans le but de garder le contrôle du puits, et la troisième partie des simulations consiste à simuler plusieurs scenarios de contrôle des venues pour évaluer l’impact des différents paramètres et méthodes de circulation sur l’évolution de la pression annulaire et de la pression au sabot pendant le contrôle. A travers cette étude, ces simulations montrent que le simulateur DrillSim-5000 de l’IAP obtenu en 2005 présente des anomalies de simulation pour des profondeurs de puits. supérieurs à 2000 m, et que si tous les paramètres qui contribues à la bonne réalisation du puits à savoir le programme de forage, l’appareil de forage, les moyens de suivi, les moyens de contrôle, les moyens humains, et les procédures adaptées sont assurés et réunis, un grand nombre d’incident sera évitéItem Caractérisation et modélisation du réservoir trias argilo-gréseux Inférieur (TAG-I)du champ bir elmsana, bassin de berkine(2015) Belhouchet, Houssem EddineLe champ pétrolier BMS situé dans le bloc 401 C présente des réserves en place de l’ordre de 112 MMSTB dont 40.78 MMSTB sont récupérables. La mise à jour du modèle s’avère nécessaire avec les nouveaux résultats obtenus des puits dernièrement forés, afin de concevoir un plan de développement optimal du champ BMS et ce en construisant un modèle représentant le réservoir avec toutes les variations de ces propriétés pétro-physiques. Ce modèle nous permettra d’estimer les réserves en place, d’optimiser les nouvelles implantations des puits et de maximiser la récupération. Les principales tâches à atteindre sont : · Mise à jour du modèle statique. · Mise à jour du modèle dynamique. · Optimisation du plan de développement. · Etude prévisionnelle. L’étude géologique consiste à intégrer toutes les données disponibles, telles que les diagraphies, MDT, et les sismiques 2D/3D. L’interprétation de ces données nous permet d’estimer la distribution de la porosité, la perméabilité et la hauteur utile du réservoir. Afin d’optimiser la récupération d'une manière rigoureuse, la prise en considération du choix des implantations, du nombre des puits, du type des puits « horizontal ou vertical » et le mode de production « gaz lift, pompes émergées ESP,.. » s’avère indispensable, et ce dans un objectif de prévoir le comportement du réservoir, la valeur de la production du réservoir, et un meilleur monitoring du gisementItem Modélisation de la vitesse d'avancement de l'outil de forage : cas du champ d'Ahnet, puits TGR-11ET thn-1, phases 8 1/2 et 6(2015) Nacef, AliL'optimisation de forage a pour but de minimiser le coût global du forage d'un puits pétrolier. La réduction des coûts de forage peut être réalisée en réduisant au minimum le temps de rotation qui représente une partie importante de la durée des opérations de forage. Le forage des réservoirs gréseux des Dévonien inférieur et Cambro-ordovicien dans les phases verticales 8 ½'' et 6'' dans le champ d'Ahnet (In Salah) procure un taux de pénétration très faible et nécessite la descente de plusieurs outils pour être forés, cette étude vise à optimiser les paramètres de forage, i.e. le poids sur l'outil et la vitesse de rotation, dans ces formations afin de réduire le coût de forage. Un modèle de vitesse d'avancement de forage a été développé pour les outils tricônes en utilisant une analyse de régression linéaire multiple des paramètres de forage déjà enregistrés, le modèle est spécifique pour un certain type de formation. Ce modèle combine l'effet des différents paramètres de forage sur la vitesse de pénétration, comprenant l'effet de profondeur, la compaction de la formation, la résistance de la formation, le poids sur le trépan, la vitesse de rotation, la pression différentielle entre le puits et la formation, l'hydraulique de l'outil de forage et l'usure de l'outil de forage. La précision du modèle proposé a été vérifiée en utilisant des données réelles du terrain et le modèle a donné des résultats satisfaisants. Le poids optimal sur l'outil et la vitesse de rotation optimale ont été déterminés pour les formations traversées pour chaque outil utilisé et ces paramètres optimisés ont été utilisés pour calculer la vitesse de pénétration optimale. Il a été constaté que le temps de rotation a été considérablement réduit en utilisant les paramètres de forage optimaux et par conséquent le coût de forage a été diminué par 26%.Item Evaluation du processus d’injection WAG miscible au niveau du champ EKT d’ElMerk-bassin de berkine-(2015) Kriat, Mohammed AmineDurant les dernières années, le processus d'injection alternative de l'eau et de gaz (WAG) est devenu largement utilisé (très répondu) et a été appliquée avec succès dans de nombreux gisements dans le monde en tant qu'une technique de récupération améliorée des hydrocarbures (EOR). Le processus d'injection water alternating gaz (WAG) a été initialement proposé dans le but d'améliorer l'efficacité de balayage au cours de l'injection de gaz, il combine les avantages des méthodes d'injection de gaz et de l'eau à savoir l'excellente efficacité de déplacement microscopique et le meilleur balayage macroscopique respectivement. L'objectif de ce mémoire consiste à l'évaluation de la performance de l'injection WAG miscible (MWAG) avec l'utilisation du gaz hydrocarbure pauvre dans le réservoir TAGI du champ EKT d'El Merk aux échelles local et global. Les résultats des simulations numériques indiquent que l'injection MWAG est le processus le plus efficace par rapport aux modes d'injections de gaz et de l'eau seuls. La récupération d'huile supplémentaire utilisant la technique MWAG peut atteindre 3.5 % des OOIP, ainsi que le GOR et le water cut seront de plus en plus contrôlables facilement par rapport aux techniques classiques.Item Nouvelle approche pour l'homogénéisation des pipelines et étude de faisabilité du transport de l'éthane(2014) Behnous, DouniaLa simulation des écoulements des hydrocarbures dans les pipelines apporte de nombreux défis aux pétroliers, particulièrement sur la meilleure façon de créer un profil du pipeline en se basant sur les données disponibles. Très peu de travaux concernant la modélisation des profiles des pipelines ont été présentés dans la littérature [8]. Pour réaliser un modèle simplifié et performant qui conserve d'une part, la géométrie globale de la conduite et d'autre part, les paramètres dynamiques, nous proposons dans ce travail une nouvelle approche pour l'homogénéisation du profil par une technique de l'upscaling. L'objectif de ce travail est d'étudier les éléments essentiels pour la modélisation du profil, la sensibilité de ce modèle sur le design et sur le fonctionnement d'un nouveau pipeline. L'application de notre approche est effectuée sur l'étude de faisabilité du transport de l'éthane. L'objectif est de déterminer une configuration optimale pour le design d'un pipeline transportant l'éthane de la région Hassi Messaoud (HMD) vers la région Arzew sous la forme liquide ou gazeuse. La difficulté de traitement de ce problème réside dans la forte dépendance de l'état du fluide à transporter aux variations de pression, de la température et au changement du relief. Pour cela, un modèle mécanistique permettant de représenter l'écoulement de notre effluent sous forme liquide, gazeuse ou leur présence simultanémentItem Adaptation de la méthode de régularisation au traitement des données de well test(2014) Saifi, RedhaL'interprétation des essais de puits a pour objectif principal l'identification des paramètres caractéristiques d'un modèle représentant le réservoir. En effet, durant des décennies, de nombreux chercheurs ont tenté d'élargir les conditions d'interprétation des essais de puits (wellbore storage, traitement des réservoirs d'un type particulier...etc.) en utilisant la méthode de superposition des résultats expérimentaux à l'une des courbes d'un modèle près donné. L'utilisation de cette méthode traditionnelle (superposition sur un modèle prédéfinie) pour interpréter les résultats d'un essai du puits, présente malheureusement plusieurs inconvénients : " Il est parfois difficile de trouver un modèle représentatif à cause de la géométrie complexe du réservoir. " L'existence d'une certaine erreur sur l'estimation des paramètres de modèle. " Les tests sont limités pour un seul puits et pour des essais de Drawdown ou bluid-up. Afin de remédier à ces problèmes, Durant les années 1990, une nouvelle méthode a été mise en point par Economides et al [42]. Cette méthode consiste à ajuster les paramètres initiaux obtenus à partir de l'interprétation traditionnelle d'une réponse impulsionnelle en utilisant la régression non linéaire. Le but de notre travail est de calculer la réponse impulsionnelle du réservoir et sa dérivée pour n'importe quel historique de production en utilisant un algorithme basé sur le principe de régularisation qui nous permettra d'avoir de meilleurs résultats même avec des erreurs importantes sur les mesures expérimentales. Pour atteindre notre objectif, nous avons mené cette étude en distinguant la partie suivante : " L'étude de l'influence des erreurs de mesure sur un problème mal-posé. " Le développement d'un code de calcul pour : " Simuler la pression de fond en utilisant l'équation de convolution. " Calculer la réponse impulsionnelle d'un réservoir par la technique de régularisation " Calculer la dérivée de la pression par la technique de régularisation. " L'application de la méthode de régularisation sur un test multi-rate. " Amélioration d'une fonction objective sur le terme de régularisation qui nous permet d'avoir une courbe bien lissée de la réponse impulsionnelle et sa dérivée