Les problèmes de récupération des hydrocarbures en Algérie (traitement des dépôts du sulfate de baryum)

Abstract

The main objective of this thesis is to predict, prevent and assess the effectiveness of barium sulphate scale treatment methods in the field of HassiMessaoud during the injection of treated water.Scale deposition is one of the most critical oil field problems that water injection systems face, especially when two incompatible fluids are present.When two water volumes interact chemically and precipitate minerals when mixed, they are incompatible.Injection water with a high sulphate ion concentration and formation waters with a high barium ion concentration are obvious examples.As a result of mixing these water volumes, barium sulphate could precipitate.The formation of the barium sulphate scale is posing a challenge to oil and gas production. Once formed, it plugs oil pipelines, blocking tubes, valves, pumps, and other production flow systems, resulting in well abandonment and a significant economic loss. A detailed and comprehensive review is offered to understand the behaviours of this very insoluble material.Because of the incompatibility between these water volumes at the molecular level, several wells from the Hassi-Messaoud field were selected and analysed in the laboratory, then compared to the reference oil field water analysis to reach the forecasting study and provide the physical and chemical conditions for the formation of deposits.When the identification of the source of water, water quality factors, and laboratory compatibility tests was taken into account, a water injection process was successfully performed.When different waters are mixed, their compatibility must be determined before they are injected into oil wells.This work was undertaken to determine the composition of mineral scales that appear in raw water at various mixingvolumes. The principal constituents of the scale were barium sulphate, according to the findings of testing for mixing different water volumes. The morphology of scaling crystals formed as shown by Scanning Electron Microscopy (SEM) was also presented.The analysis of selected wells samples for the period 2010 to 2020 showed that the efficacy of treatment by AD32 in HMD field is influenced by numerous factors and operational conditions.In this regard, an evaluation of the new device ENMAX was carried out and showed several limitations of this new technology.

L'objectif principal cette thèse est de prédire, prévenir et évaluer l'efficacité des méthodes de traitement de dépôt du sulfate de baryum dans le champ de Hassi Messaoud lors de l'injection d'eau traitée.Le dépôt est l'un des problèmes les plus critiques auxquels sont confrontés les systèmes d'injection d'eau, en particulier lorsque deux fluides incompatibles sont présents.Lorsque deux eaux interagissent chimiquement et précipitent des minéraux lorsqu’elles sont mélangées, elles sont incompatibles.Les eaux d’injection à forte concentration d’ions sulfates et les eaux de formation à forte concentration d’ions baryum en sont des exemples évidents.Le mélange de ces eaux provoque la précipitation de sulfate de baryum. La formation de ce dépôt pose un défi à la production de pétrole et de gaz.Une fois ce dépôt formé, il obstrue les pipelines, boche les tubes, les vannes, les pompes et les autres systèmes de production, ce qui entraîne l'abandon de puits et une perte économique importante.Une présentation détaillée et complet est offert pour comprendre les comportements de cette matière très insoluble.En raison de l'incompatibilité de ces eaux à l'échelle moléculaire, plusieurs puits du champ Hassi-Messaoud ont été sélectionnés et analysés en laboratoire, puis comparé à l'analyse de référence pour atteindre l'étude de prévision et fournir les conditions physiques et chimiques pour la formation de dépôts.Lorsque l'identification de la source d'eau, les facteurs influent sur la qualité de l'eau et les tests de compatibilité en laboratoire ont été pris en compte, un processus d'injection d'eau a été effectué avec succès.Lorsque différentes eaux sont mélangées, leur compatibilité doit être déterminée avant d'être injectées dans des puits de pétrole. Ce travail a été consacré pour déterminer la composition des dépôts minérales qui apparaissent dans l'eau à divers pourcentages des mélanges de volume.Plusieurs échantillons provenant de différents points du champ de HMD ont été analysés pour déterminer la composition de chaque dépôt à l'aide d'analyses de laboratoire et de DRX.La morphologie des cristaux des dépôts formés comme le montre la microscopie électronique à balayage (MEB) a également été présentée. L’analyse des échantillons de puits sélectionnés pour la période de 2010 à 2020 a montré que l’efficacité du traitement par AD32 dans le champ de HMD est influencée par de nombreux facteurs et conditions opérationnelles.Dans ce contexte, une évaluation du nouveau dispositif ENMAX a été effectuée et a montré plusieurs inconvénients de cette nouvelle technologie.

الهدف الرئيسي من هاته الأطروحة هو التنبؤ وتجنيب وتقييم فعالية طرق معالجة كبريتات الباريوم في حقل حاسي مسعود أثناء حقن الماء المعالج.تعد الترسبات ا أحد أهم مشاكل التي تواجهها أنظمة حقن المياه في حقول النفط، خاصة عندما تكون هناك سوائل غير متوافقة. عندما يتفاعل نوعان من الماء كيميائيًا وتترسب معادن عند خلطهما، فيمكن القول انهما غير متوافقين. ومن الأمثلة على ذلك مياه الحقن ذات التركيز العالي من أيونات الكبريتات ومياه المكمن ذات التركيز العالي من أيونات الباريومويتسبب خلط هذه المياه في ترسب كبريتات الباريوم.يعد تشكل هذا الترسب تحديًا في مجال إنتاج النفط والغاز حيث وبمجرد تشكله، فإنه يتسبب في انسداد خطوط الأنابيب والصمامات والمضخات وأنظمة الإنتاج الأخرى، مما يؤدي إلى غلق الآبار وخسارة اقتصادية كبيرة.في هذا العمل قدمنا مراجعة مفصلة وشاملة لفهم سلوكيات هذه المادة غير القابلة للذوبان. بسبب عدم التوافق بين هذه المياه على المستوى الجزيئي، تم اختيار العديد من الآبار من حقل حاسي مسعود وتحليلها في المختبر، ثم مقارنتها بالتحليل المرجعي لمياه حقل النفط للوصول إلى دراسة تنبؤية ومعرفة الظروف الفيزيائية والكيميائية المؤدية لتكوين هاته الرواسب.وعندما أُخذ في الاعتبار تحديد مصدر المياه، والعوامل المؤثرةعلى نوعية المياه، واختبارات التوافق، أُجريت عملية حقن المياه بنجاح. عندما يتم خلط المياه المختلفة، يجب تحديد توافقها قبل حقنها في آبار النفط. وقد اضطلع هذا العمل بتحديد مكونات الرواسب المعدنية التي تظهر في المياه الخام عند مزج حجوم مختلفة.كانت المكونات الرئيسية للرواسب هي كبريتات الباريوم، وفقًا لنتائج اختبار خلط المياه المختلفة واظهرت النتائج أنه عند نسبة الخلط 70:30، يحدث الترسب الأقصى لكبريتات الباريوم وقد تم تحليل العديد من العينات من نقاط مختلفة في حقل حاسي مسعودلتحديد تكوين كل رواسب باستخدام التحليل المختبري وXRD. كما تم تقديم مورفولوجيا بلورات الترسبات التي تشكلت كما هو موضح في المجهر الإلكتروني الضوئي (SEM)وقد أظهر تحليل عينات عدة آبار مختارة خلال الفترة الممتدة من 2010 إلى 2020 أن فعالية العلاج بواسطةAD32 في حقلحاسي مسعود تتأثر بالعديد من العوامل والظروف التشغيلية. في هذا الصدد، تم إجراء تقييم للجهاز الجديد ENMAX وأظهرت هاته التكنولوجيا الجديدةبدورهاالعديد من القيود والنقائص.