Qu’est-ce que la diagraphie neutronique pulsée ? Applications dans les puits tubés

Lorsqu'il est nécessaire d'évaluer les conditions d'un réservoir pétrolier dans un puits tubé, la diagraphie neutronique pulsée (PNL) constitue une méthode d'évaluation efficace. Contrairement à la diagraphie conventionnelle en trou ouvert, la PNL permet d'analyser la formation à travers le tubage sans avoir à rouvrir le puits et d'obtenir des informations telles que la saturation en fluides et les variations du réservoir.

Pour les puits matures en production, l'évaluation porte généralement sur la distribution du pétrole restant, la présence d'eau injectée dans des couches spécifiques, la présence de gaz dans la formation et les couches encore exploitables.

Le PNL peut être utilisé pour évaluer ces réservoirs et leurs conditions de production.

Comment fonctionne la diagraphie par neutrons pulsés dans un puits tubé ?

L'instrument de diagraphie à neutrons pulsés génère des neutrons de haute énergie et mesure la réponse aux rayons gamma produite par l'interaction des neutrons avec les matériaux de la formation.

Dans les puits tubés, la diagraphie Sigma (section efficace de capture de neutrons thermiques) et la diagraphie carbone-oxygène (C/O) sont deux méthodes de mesure importantes. La mesure Sigma repose sur les caractéristiques de capture de neutrons de la formation et permet d'évaluer les variations de la saturation en eau et en hydrocarbures. La diagraphie C/O estime la saturation en huile et en eau en mesurant la réponse gamma liée au carbone et à l'oxygène.

En combinant les données PNL avec les données de diagraphie précédentes, les informations sur la complétion du puits et l'historique de production, les changements dans les fluides du réservoir après la complétion du puits peuvent être évalués plus précisément.

Lire la suite : Quels sont les 5 meilleurs outils de diagraphie en puits tubé ?

Principales applications de la diagraphie par neutrons pulsés

1. Évaluation de la saturation en huile restante

L'une des applications importantes de la diagraphie neutronique pulsée (PNL) est d'évaluer la saturation en hydrocarbures restante dans les puits tubés.

Dans les gisements pétroliers matures, la production continue des puits de pétrole ne signifie pas que toutes les sections du réservoir ont été entièrement exploitées. Certaines sections peuvent encore contenir du pétrole récupérable, tandis que d'autres peuvent être submergées par l'eau ou proches de l'épuisement.

PNL peut identifier les sections présentant une saturation en hydrocarbures résiduelle, fournissant ainsi une base pour les opérations suivantes :

• Sélection de nouvelles sections de perforation
• Évaluation des couches de pétrole non exploitées
• Planification de la réachèvement
• Déterminer la priorité des interventions sur les puits

Avant de mettre en œuvre des opérations de production supplémentaires, le PNL peut être utilisé pour déterminer le lieu de distribution du pétrole restant.

2. Surveillance des inondations et des percées d'eau

La migration des fluides est une autre application importante de la diagraphie neutronique pulsée (PNL).

Lors du développement par injection d'eau, la saturation de la formation évolue au fil du temps. La comparaison des résultats de diagraphies PNL répétées avec les données antérieures permet d'identifier les variations de saturation en eau et de déterminer les segments de couches affectés par l'eau injectée ou l'invasion d'eau.

Ces données peuvent être utilisées pour analyser :

• Percée d'eau
• Invasion d'eau
• Réponse inégale à l'injection d'eau
• Augmentation du volume de production
• Changements dans les différentes couches du réservoir

Comparativement aux données de production de surface, le PNL peut également fournir des informations au niveau de la formation, aidant ainsi à déterminer la source et la migration du flux d'eau.

3. Identification des hydrocarbures contournés

Même s'il existe encore des ressources en hydrocarbures potentiellement exploitables dans certaines zones du gisement pétrolier, la production des puits de pétrole pourrait tout de même diminuer.

La diagraphie neutronique pulsée (PNL) permet d'identifier les couches sous-exploitées ou négligées lors du développement initial du gisement pétrolier. La saturation de ces couches peut différer de celle des couches de production adjacentes.

En combinant les données de production avec les informations géologiques, il est possible de déterminer plus précisément si une certaine couche doit être reperforée, complétée ou maintenue en l'état.

Pour les gisements de pétrole et de gaz matures, la diagraphie des puits tubés n'est pas seulement utilisée pour obtenir des données sur la formation, mais peut également servir d'outil de surveillance des réservoirs et de prise de décision en matière de production.

4. Évaluation de la saturation en gaz

La PNL (Pulse Neutron Logging) peut également fournir des informations sur la saturation en gaz dans le puits tubé.

Comparativement à la discrimination huile-eau, l'interprétation de la saturation en gaz est plus sensible aux conditions de formation et de puits. Des facteurs tels que la porosité, la lithologie, la teneur en argile, l'eau de formation, le tubage, le ciment et les conditions de puits peuvent tous influencer la réponse diagraphique.

Lors de l'analyse de la saturation en gaz, il est nécessaire de combiner d'autres données de physique des roches et des données de production pour une interprétation complète.

5. Surveillance des réservoirs en fonction du temps

La diagraphie neutronique à impulsion unique (PNL) ne peut refléter que l'état du réservoir à un moment précis, tandis que des mesures répétées peuvent montrer les changements dans le réservoir au fil du temps.

En comparant les données de diagraphie de référence avec les données PNL répétées, les ingénieurs peuvent surveiller les variations de la saturation en fluides, notamment :

• Épuisement des réservoirs
• Injection d'eau
• Migration des fluides
• Changement de saturation en huile
• invasion de gaz ou redistribution des gaz

Cette méthode de surveillance par décalage temporel est particulièrement adaptée aux champs pétroliers matures, car les conditions du réservoir peuvent avoir considérablement différé de celles mesurées lors de la diagraphie initiale en trou ouvert.

Quand les opérateurs doivent-ils envisager la diagraphie par neutrons pulsés ?

La technique PNL (Pulse Neutron Logging) est applicable dans les situations suivantes :

• Le processus de tubage et de cimentation du puits est terminé.
• Les données originales de diagraphie des puits à trou ouvert sont obsolètes ou incomplètes.
• On observe des changements anormaux dans la dynamique de production.
• La production d'eau a augmenté.
• Il convient de déterminer l'emplacement des ressources en hydrocarbures restantes.
• De nouveaux intervalles de perforation sont en cours d'évaluation.
• Il convient d'analyser la réaction du réservoir à l'injection d'eau.

Dans ces cas, la valeur du PNL réside non seulement dans l'obtention de données de diagraphie, mais aussi dans la fourniture d'une base pour l'évaluation du réservoir et les décisions de production.

Quels sont les facteurs qui influencent l'interprétation du PNL ?

L'interprétation du PNL (Pulse Neutron Logging) ne dépend pas uniquement de la réponse neutronique.

Le degré de minéralisation de l'eau de formation influe considérablement sur les résultats de mesure basés sur la section efficace de capture (Sigma), tandis que la lithologie, la teneur en argile, la porosité et la densité de la formation ont également une incidence sur l'interprétation de la saturation. Les conditions de complétion doivent également être prises en compte, notamment le tubage, la production, la gaine de ciment et les fluides de forage.

Une interprétation fiable du PNL doit être analysée de manière exhaustive en combinant les données de diagraphie de puits à trou ouvert, les dossiers de complétion, l'historique de production et d'autres données de réservoir.

Lire la suite : Diagraphie de puits en trou ouvert ou en trou tubé : laquelle choisir ?

De conclure

La diagraphie neutronique pulsée offre un moyen pratique d'évaluation des réservoirs dans les puits tubés et peut être utilisée pour analyser la distribution du pétrole restant, la migration du flux d'eau, la teneur en gaz et les couches présentant un potentiel de développement ultérieur.

Pour les puits tubés, le PNL n'est pas seulement utilisé pour obtenir des données de diagraphie, mais peut également être utilisé pour surveiller les changements de saturation du réservoir, fournissant une base pour les opérations de fond de puits ultérieures et les décisions de production.