Making oil from rocks
BEI Energétique et procédé

Cas du champ pétrolifère
 
Élèment de modélisation

Pour la modélisation du champ, nous nous sommes volontairement limités au voisinage d'un seul puit producteur pour des raisons de taille de maillage et d rapidité de calcul.
Concernant la configuration géométrique de notre simulation, nous avons décidé de reprendre celle développée par Shell, à savoir une configuration à base d'une structure en nid d'abeille (structure hexagonale) comportant 6 éléments chauffants autour de chaque producteur. Cette structure est représentée sur le schéma ci dessous:


La distance de chaque élément chauffant au puit producteur a été prise constante égale à 12 mètres.
Concernant le maillage nous avons optés pour un maillage cylindrique centré sur le producteur.
Dans un premier temps nous avons voulu réaliser une modéliation en 3D, cependant nous nous sommes vite rendu compte que cela était impossible à cause de la limitation imposée à la licence éducative de STARS. Nous nous sommes donc résolus à réaliser nos simulations en 2D. Nous avons pris pour cela deux plans de coupe: un plan de coupe vertical d'une maille de profondeur contenant le producteur et deux éléments chauffants et un plan de coupe horizontal d'une maille d'épaisseur contenant le producteur et l'ensemble des élèments chauffants.


 
Coupe verticale du réservoir

La coupe verticale se présente de la manière suivante:


Elle s'étend sur une profondeur de 15m divisée en 15 mailles avec un producteur au centre et deux éléments chauffants de part et d'autre. La température initial était à 25 C et au après environ 2 ans de chauffage on obtient les résultats suivant au niveau du champ de température:


On constate que l'évolution est bien symétrique par rapport au producteur. De même nous pouvons vérifer que cette augmentation de température provoque bien le déclenchement de la réaction en affichant le champ de la concentration en kérogène après 20 mois


Ainsi on constate bien que la réaction a eu lieu puisque le kérogène est clairement consommé dans les zones où la température est la plus élevée.
Concernant la donnée essentielles qui concerne la production du gisement, nous obtenons les résultats suivants:


D'après cette courbe, on voit que notre modèle de réservoir produrait environ 10000 mètres cubes d'huile (gazeuse) sur une durée de 9 ans. Qui plus est, la courbe de gaz total produit présente une asymptote horizontal, ce qui signifie que l'on a atteint la maturité du champs

 
Coupe horizontale du réservoir

La coupe horizontal se présente de la manière suivante:


Elle s'étend sur un diamétre de 25 m avec un producteur au centre et six éléments chauffants diposés en configuration nid d'abeille. De même que pour le cas precedent la température initial du reservoir est fixée a 25 C, et nous observons au bout de un an l'évolution suivante:

On voit bien ici que la tepérature augmente au fur et à mesure du chauffage. Elle augmente de manière concentrique autour des éléments chauffants comme on pouvais s'y attendre. Nous pouvons de même vérifier que cette évolution de tepérature s'accorde bien avec une consommation du kérogène. En effet au bout de trois an on obtient les résultats suivants:

On constate que le kérogène est bien consommé de manière concentrique autour des éléments chauffants. On observe cependant qu'il faut une durée conséquente pour le consommer significativement: ceci est dû à sa grande inertie thermique.