PCP installée dans une application de multiphase booster

Défi

Le pad de puits produisait du pétrole par le tubing et du gaz par le casing, lesquels devaient être combinés dans la même ligne d’écoulement, fonctionnant à 15–20 bar, en raison de la distance par rapport à l’installation de traitement.

Comme la pression dans le casing ne peut pas être inférieure à la pression dans la ligne d’écoulement, cela signifiait que la pression dynamique au fond du puits ne pouvait pas descendre en dessous de 15–20 bar, même si l’immersion de la pompe était minimisée.

De plus, la pression plus élevée du côté du tubing signifiait que les pompes de fond de puits nécessitaient davantage de puissance pour fonctionner et qu’elles opéraient sous des conditions de contraintes plus élevées.

L’objectif était de combiner le gaz et le liquide dans la ligne d’écoulement à l’aide d’une pompe et/ou d’un compresseur afin de réduire la pression en tête de puits. La présence simultanée de pétrole lourd visqueux et de gaz signifiait que de nombreuses pompes et compresseurs traditionnels ne pouvaient pas être utilisés. De plus, le coût d’une pompe, d’un compresseur et d’un séparateur serait très élevé si les deux flux étaient pressurisés séparément.

Résultats et bénéfices

La pompe a fonctionné à des débits pouvant atteindre 100 m³/h, avec une fraction de gaz libre pouvant atteindre 88 %.

La pression d’aspiration est d’environ 1 bar, nettement inférieure à la pression dans la ligne d’écoulement (pression de refoulement de la pompe) de 15–20 bar.

Au cours des trois années suivant l’installation de la pompe, celle-ci a fonctionné pendant une durée cumulée de 1,5 an (le reste du temps, la ligne de dérivation est utilisée). Durant cette période, la pompe n’a nécessité aucune pièce de rechange ni maintenance majeure et n’a montré aucun signe de diminution des performances, comme de l’usure.

Par ailleurs, le débit provenant des puits du pad s’est révélé inférieur aux prévisions, certains puits ayant été mis hors service. La pompe avait été conçue pour un débit plus élevé, nécessitant une vitesse de fonctionnement de 120 à 240 tr/min, mais la vitesse réelle de fonctionnement s’est située entre 60 et 80 tr/min, réglée automatiquement par le système de contrôle et le variateur de vitesse (VSD).

Aucune réduction des performances de la pompe n’a été observée en raison de ce fonctionnement à vitesse plus faible. Malgré cela, les puits individuels ont pu augmenter leur production jusqu’à 7 % par rapport à ce qu’ils produisaient avec une pression en tête de puits plus élevée.