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Apr 18, 2024

Sélection de joints pour la hausse de la production pétrolière en amont

Au fil des années, les opérations pétrolières en amont ont amélioré leur efficacité et leur capacité à extraire de plus grandes quantités de pétrole du sol. Les ingénieurs y parviennent en forant plus profondément, en utilisant

Au fil des années, les opérations pétrolières en amont ont amélioré leur efficacité et leur capacité à extraire de plus grandes quantités de pétrole du sol. Les ingénieurs y parviennent en forant plus profondément, en utilisant la récupération assistée du pétrole (EOR) et en fonctionnant à des températures plus élevées que jamais. Bien qu’efficaces, ces tactiques peuvent poser des problèmes aux joints utilisés dans les pompes et les compresseurs, car elles créent souvent des environnements exigeants pour le fonctionnement des joints.

La teneur en pétrole trouvée dans les puits varie et peut dépendre de l’emplacement, du climat et de l’altitude, ainsi que d’autres facteurs. Une variation courante en matière de pétrole brut est de savoir s’il est considéré comme lourd ou léger. Le pétrole brut léger contient principalement des hydrocarbures. À mesure que les impuretés dans le pétrole augmentent, celui-ci devient plus lourd, plus épais et plus visqueux et est appelé pétrole brut lourd. Les impuretés peuvent inclure des métaux lourds, des composés aromatiques (produits chimiques comme le toluène, le xylène et le benzène) et des résines, ce qui rend le pétrole brut lourd moins précieux et plus long à traiter. Les sables bitumineux, le bitume et l’asphalte sont tous considérés comme lourds. Plus le pétrole brut est lourd, plus les opérations de traitement sont difficiles pour les joints, car les abrasifs et les résines collantes déchirent et détruisent les joints, tandis que les composés aromatiques peuvent provoquer des attaques chimiques potentielles.

D’un puits à l’autre, la quantité de soufre peut également varier. Le pétrole contenant de faibles quantités de soufre est appelé pétrole brut non corrosif. En revanche, le pétrole brut acide contient de grandes quantités de soufre, ce qui peut être dangereux. Plus la teneur en soufre est élevée, plus la probabilité de présence de sulfure d'hydrogène (H2S), un gaz toxique, corrosif et inflammable, est élevée. Le soufre et le H2S ont tous deux une odeur caractéristique d’œuf pourri, ce qui les rend facilement identifiables.

Cependant, le H2S est dangereux et peut être mortel à des concentrations plus élevées. Même en petites quantités, le H2S peut attaquer chimiquement les joints. Alors que le polytétrafluoroéthylène (PTFE) est entièrement compatible, le caoutchouc nitrile (NBR) est généralement compatible à des concentrations inférieures à 10 parties par million (ppm), et le fluoroélastomère (FKM) à moins de 2 000 ppm. et caoutchouc nitrile butadiène hydrogéné (HNBR) inférieur à 50 000 ppm (5 %).

Dans de nombreux puits de pétrole, seulement 10 % environ du pétrole est simplement pompé du sol. La récupération assistée du pétrole (EOR) est généralement utilisée ensuite, c'est-à-dire qu'une ligne séparée est forée et que de la vapeur, de l'eau, du dioxyde de carbone (CO2) ou d'autres fluides sont injectés derrière le pétrole pour le détendre et le rendre plus facile à éliminer. Le type de média injecté dans le puits de pétrole peut avoir un impact significatif sur ce que doit contenir le matériau de joint optimal, il est donc important de comprendre les effets de chacun.

L’injection d’eau est la méthode EOR la ​​plus populaire. Bien que l'eau utilisée pour l'injection puisse provenir de sources extérieures, l'eau produite est souvent utilisée (c'est-à-dire un excès d'eau pompé d'un autre puits) et peut contenir du pétrole, du gaz, du H2S et des particules abrasives, telles que de la rouille, du sable, des sels, des asphaltènes. et les cires. Ces particules peuvent réduire la durée de vie d'un joint. De plus, l'eau est considérée comme non lubrifiante, de sorte que les joints qui fonctionnent dans l'huile peuvent coller et se déchirer lorsqu'ils sont utilisés avec de grandes quantités d'eau.

L'injection de vapeur, une autre méthode EOR, est utilisée pour le brut lourd, épais et visqueux. La vapeur injectée produit de la chaleur humide qui détend le pétrole brut lourd. Avec la vapeur, il existe des considérations supplémentaires liées aux températures plus élevées, ainsi que des problèmes de résistance chimique liés à la compatibilité de la vapeur avec le matériau du joint.

Avec l’EOR, le dioxyde de carbone peut également être injecté derrière le pétrole pour l’expulser. Les puits de pétrole contiennent souvent des eaux souterraines et, lorsque le dioxyde de carbone entre en contact avec l’eau, il peut former de l’acide carbonique. Il est donc important de confirmer la compatibilité chimique. Un problème plus important lié au dioxyde de carbone est la décompression explosive, c'est-à-dire lorsque des gaz sous pression pénètrent dans les joints en caoutchouc. Si une réduction rapide de la pression se produit, le gaz à l’intérieur du caoutchouc peut se dilater violemment, créant une fissure entraînant une fuite immédiate. Pour le dioxyde de carbone ou tout autre gaz EOR, il est important de choisir des joints présentant une excellente résistance à la perméation ou une porosité minimale pour empêcher le gaz de pénétrer dans le joint.