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Chimie et Physico-chimie appliquées

EOR et cycle de l'eau : vers des traitements mieux adaptés

La récupération assistée des hydrocarbures (EOR) joue un rôle déterminant pour augmenter la quantité d’huile extraite d’un gisement. Dans un contexte de hausse des prix du pétrole et de diminution des ressources fossiles, c’est un enjeu majeur pour satisfaire les besoins énergétiques à long terme.

Dans sa version chimique, l’EOR utilise des polymères viscosifiants et des tensioactifs qui sont injectés dans les réservoirs pour améliorer la récupération des hydrocarbures. Une problématique encore peu étudiée concerne l’impact de ces produits sur le cycle de l’eau. Cela requiert de vérifier la compatibilité des procédés EOR avec les technologies actuelles de traitement de l’eau de production pétrolière avant sa réinjection.

Isabelle Hénaut et Jean-François Argillier

                             Isabelle Hénaut et Jean-François Argillier
                              Direction Chimie et Physico-chimie appliquées
                isabelle.henaut@ifpen.fr                      jean-francois.argillier@ifpen.fr

Dans ce but, IFPEN vient de conduire, en collaboration avec Petrobras et Statoil, une étude destinée à mesurer l’impact des additifs utilisés en EOR chimique sur les installations de séparation et de traitement des eaux en surface.

Une méthodologie a été mise au point au laboratoire pour reproduire les phénomènes observés. Les résultats obtenus montrent un impact fort des polymères et des tensioactifs sur l’efficacité du traitement de l’eau par flottation ou filtration membranaire.

En effet :

  • les polymères modifient les propriétés rhéologiques de la phase aqueuse,
  • tandis que les tensioactifs affectent les propriétés interfaciales dynamiques.

Effet du polymère (polyacrylamide hydrolysé, concentration de 0 à 1000 mg/l) sur l’efficacité de récupération de l’huile pour différents temps de flottation

Dans le cas du procédé par flottation, qui met en jeu l’injection de gaz, les tensioactifs posent non seulement des problèmes de moussage, mais ils ont aussi pour effet de stabiliser les gouttes d'huile, entravant leur contact avec les bulles de gaz et freinant de ce fait leurs remontées vers la surface.

De leur côté, les polymères engendrent un caractère rhéofluidifiant qui provoque l'alignement en chapelets des bulles injectées, ce qui diminue la probabilité de leur rencontre avec les gouttes d’huile.

L’amélioration des procédés actuels de traitement des eaux de production passe désormais par une compréhension de ces milieux complexes, des mécanismes physico-chimiques mis en jeu et de leur dynamique.

C’est pourquoi IFPEN a lancé le JIP Dolphin : un ambitieux projet expérimental, dans des conditions représentatives de champs pétroliers. D’une durée de trois ans, ce projet vise à étudier l’impact de l’EOR chimique sur l’ensemble du système de production, et plus précisément la compatibilité des additifs employés avec le traitement des eaux de production.

Publications

  • C. Dalmazzone,  C. Noik,  J-F. Argillier, Impact of Chemical Enhanced Oil Recovery on the Separation of Diluted Heavy Oil Emulsions, Energy&Fuels, 2012, 26, 3462−3469.
     >> DOI: 10.1021/ef300083z
  • J-F. Argillier,  C. Dalmazzone,  I. Henaut,  M. Mouazen,  C. Noik,  M. Boufarguine, Methodological Approach for Analyzing the Impact of Chemical EOR on Surface Processes; OCS Proceedings, The Woodlands, Texas, USA, 8–10 April 2013.
     >> SPE Paper 164098  

 

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