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Mécanique appliquée

Ô Cire, écoule toi !

Les huiles cireuses ou paraffiniques ont un comportement complexe qui peut engendrer des problèmes de transport dans les conduites pétrolières.

En dessous d'une certaine température, un réseau de paraffines cristallisées apparaît et forme un gel hétérogène dont le comportement rhéologique est viscoplastique, thixotrope et marqué par une faible compressibilité. Ce phénomène apparaît notamment lors d'un arrêt de production, et le principal problème pour les opérateurs pétroliers est alors de déterminer la pression nécessaire pour redémarrer l'écoulement.

Guillaume Vinay

Guillaume Vinay
Direction Mécanique appliquée
guillaume.vinay@ifpen.fr

Ainsi, IFPEN a développé le modèle numérique StarWaCS qui permet de simuler la reprise d'écoulement d'un brut paraffinique.

Cependant, pour prédire ce processus, il est essentiel de connaître la structure du brut paraffinique gélifié, qui dépend fortement de son histoire thermique et mécanique.

Pour ce faire, la méthodologie Cold Start a été développée et brevetée. Son objectif est de déterminer l'état du gel (viscosité, résistance mécanique, compressibilité, etc.) à l'issue du processus de refroidissement. À partir d'essais rhéométriques et de calculs thermiques, la structure du brut paraffinique gélifié est ainsi évaluée et fournie comme donnée initiale au simulateur d'écoulement StarWaCS. Celui-ci est alors utilisé pour déterminer la pression de redémarrage. La méthodologie Cold Start et l'outil StarWaCS ont été validés en utilisant des données issues d'essais réalisés dans une boucle expérimentale de 140m (boucle Lyre).

Les prochains développements se concentreront sur la modélisation du processus de formation du gel et l'impact de la pression sur sa structure.

Publications

  • A. Wachs, G. Vinay, I. Frigaard, A 1.5D numerical model for the start-up of weakly compressible flow of a viscoplastic and thixotropic fluid in pipelines, JNNFM, 2009, 159.
    >> DOI: 10.1016/j.jnnfm.2009.02.002
  • G. Vinay, I. Hénaut, C. Cassar, Restart of waxy crude oils: a new approach to determine the initial gel structure, 4 th Conference on Viscoplastic Fluids, Brésil, 2011.

 

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