CA2475048C

CA2475048C - Heavy oil extraction and steam generation processes comprising the use of silica scale inhibitors

Info

Publication number: CA2475048C
Application number: CA 2475048
Authority: CA
Inventors: Bernard Gauthier; Olivier Garnier; Pierre Pedenaud; Fabien Pottier
Original assignee: Total SE
Current assignee: TotalEnergies SE
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2012-06-19
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: CA2475048A1; FR2858314A1; FR2858314B1

Abstract

La présente invention se rapporte à des procédés de génération de vapeur d'eau, en particulier ceux qui sont développés dans les exploitations de gisements d'huiles lourdes par injection de vapeur, comprenant l'ajout d'inhibiteurs de dépôt de silice. L'invention se rapporte aussi aux procédés d'extraction d'huiles lourdes comprenant lesdits procédés de génération de vapeur d'eau ainsi que l'utilisation desdits inhibiteurs dans les procédés de génération de vapeur d'eau à évaporation partielle, et en particulier du type conduite forcée à une passe (type OTSG).The present invention relates to methods for generating water vapor, in particular those which are developed in the exploitation of heavy oil deposits by vapor injection, comprising the addition of silica deposition inhibitors. The invention also relates to methods for extracting heavy oils comprising said methods for generating water vapor as well as the use of said inhibitors in methods for generating partially evaporated water vapor, and in particular penstock type, OTSG type.

Description

Procédés d' extraction da hui~.es ~.ourdes et de géraérat~.o~a de vapeur d'eau comprenant l',utilisatior~ d'inhibiteurs de dé ôt de siïice.
Domaine de l'invention.
La présente invention se rapporte à l'utilisation d'inhibiteurs de dépôt de silice dans les procédés de traitement de l'eau et de gênération de vapeur d'eau en particulier ceux qui sont développés dans les exploitations de gisements d'huiles lourdes par drainage par gravité assisté par la vapeur. L'invention concerne aussi les procédës de génération de vapeur d'eau et les procédés d'extraction utilisant les dits inhibiteurs.
Art antërieur.
Dans le cadre des technologies de production d'huiles lourdes, de bitume ou de sables bitumineux, :Les procédés d'injection de vapeur avec recyclage de l'eau de production, plus précisément nommés Ies prc>cédés «huff and puff» et les procédés de drainage par gravité au moyen de la vapeur (DGMV ou SAGD steam assisted grayity drainage) sont parmi les plus aboutis et les plus utilisés dans l'industrie pétrolière.
Ces procédés nécessitent l'injection de quantités énormes d'eau sous forme de vapeur d'eau pour extraire ces huiles lourdes à partir des sables pétrolifères ou des bitumes enfouis dans les sols ; par exemple pour le «Huff and Puff», on peut utiliser de l'ordre de 4 barils d'eau pour un baril de bitume lourd produit. Poûr le SAGD, ce ratio entre la quantité de vapeur injectée et la production de brut extra lourd est généralement-de 2 à 3.
Compte tenu des contraintes de coût et d'environnement, il est nécessaire de traiter l'eau de production et d'en Processes for extracting oil from the trees and managing it.
of water vapor including the use of inhibitors of deice of duty.
Field of the invention The present invention relates to the use of of silica deposition inhibitors in the processes of treatment of water and water vapor particularly those developed in the heavy oil field operations by drainage by gravity assisted by steam. The invention relates to also the processes of steam generation and extraction methods using the said inhibitors.
Prior art.
In the context of oil production technologies heavy, bitumen or bituminous sands, steam injection with water recycling production, specifically referred to as "huff"
and puff "and the methods of gravity drainage steam (DGMV or SAGD steam assisted grayity drainage) are among the most accomplished and the most used in the oil industry.
These processes require the injection of enormous quantities water in the form of water vapor to extract these oils heavy from oil sands or bitumens buried in the soil; for example for the "Huff and Puff ", it is possible to use about 4 barrels of water for a barrel of heavy bitumen produced. For the SAGD, this ratio between the amount of steam injected and the production of Extra heavy crude is usually from 2 to 3.
Given the cost and environmental constraints, it is necessary to treat the production water and to

2 recycler le plus possible. Cette eau doit être traitée de manière à pouvoir être utilisée dans les générateurs de vapeur des procédés DGMV où elle est vaporisée, puis injectée dans les puits d'injection vapeur.
Les génëzateurs de vapeur utilisés cour<~.mrnent dans l'industrie pétrolière sont des chaudières à une passe et à conduite forcée.
Dans ces chaudières, l'eau est partiellement vaporisée de manïère à concentrer les minéraux dans une fraction non vaporisée, appelée eau de purge.
Par rapport aux chaudières à évaporation totale de l'eau, l'utilisation de ces chaudières est intêressante car elles sont moins chères, elles demandent une maintenance faible et permettent une économie sur le traitement des eaux.
Mais le principal problème de ces générateurs à
évaporation partielle provient de la sursaturation en silice des eaux qui sont recyclées après avoir drainé les bitumes ou bruts lourds et qui se sont fortement chargées en sels minéraux et en particulier en silice.
La vapeur d'eau de même que l'eau condensée dissout le quartz prêsent dans le sol pour produire de l'acide silicique selon la réaction suivante .
a~'1~2 + 2 H20 --~ u~l ~~H~ 4 La présence de cette forte concentration en silice qui peut atteindre jusqu' à des taux de 40Omg/1 ou plus, est la cause de dépôt ou de colmatage dans les canalisations des générateurs de vapeur à êvaporation partielle, ce qui augmentent les rêsistances thermiques locales et provoquent des ruptures.
Par ailleurs, les procédés d'ëlimination de silice ont un impact environnemental dû â la formation de boues. 2 recycle as much as possible. This water must be treated so that it can be used in generators of steam from the DGMV processes where it is vaporized, then injected into the steam injection wells.
The steam generators used in the process the oil industry are one-pass boilers and forced penance.
In these boilers, the water is partially sprayed with to concentrate the minerals in a non vaporized, called purge water.
Compared to boilers with total evaporation of water, the use of these boilers is interesting because they are cheaper, they require maintenance low and allow a saving on the treatment of waters.
But the main problem of these generators to partial evaporation comes from the supersaturation in silica waters that are recycled after draining the bitumens or heavy crudes and which have been heavily loaded in mineral salts and in particular in silica.
Water vapor as well as condensed water dissolve the quartz present in the soil to produce acid silicic acid according to the following reaction.
a ~ 1 ~ 2 + 2 H20 - ~ u ~ l ~~ H ~ 4 The presence of this high concentration of silica which can reach up to 40Omg / 1 or more, is the cause of deposit or clogging in the pipes partially evaporating steam generators, which increase the local thermal resistance and cause breaks.
Moreover, the processes for the removal of silica have a environmental impact due to sludge formation.

3 L'utilisation des inhibiteurs de dêpât de silice est connue en géothermie pour éviter ou retarder les dépôts de silice durant la réinjection et le refrc~iâissement des fluides géo~~~hex-miques.
Les fluides utilisés en géothermie sont rnajoritairement des eaux salines souterraines dont la chaleur est récupérée pour produire de l'énergie.
L'utilisation des inhibiteurs de dépôt de silice est aussi connu en traitement des eaux pour éviter ou 1o retarder les dépôts de silice sur les membranes d'osmose inverse. Ces applications sont toujours réalisées à
basses pressions et températures.
RESUME DE L'INVENTTON.
Pour résoudre ces problêmes, le déposant a trouvé que l'introduction d'inhibiteurs de dépôt de silice dans les eaux destinées à être partiellement vaporisées dans les procédés de production de pétrole par injection de vapeur permettait de diminuer ou même d'éviter la mise en place d'opérations d'élimination de la silice qui sont coûteuses en investissement et en consommation de produits chimiques.
En effet, le déposant a pu mettre en évidence que la présence de ces inhibiteurs, permet d'augmenter la concentration acceptable de silice sans précipitation apparente dans les eaux de purge après vaporisation partielle' et d'éviter les dépôt ultérieurs de silice.
Jusqu'à. présent les inhibiteurs de dépôt de silice utilisës en géothermie ou en traitement de~~ eaux n'ont pas été utilisés dans l'eau d'alimentation des générateurs de vapeur et ni leur efficacité ni leur stabilité en solution aqûeuse dans les candïtions de 3 The use of Silica Depot Inhibitors is known in geothermal energy to avoid or delay deposits of silica during reinjection and cooling of geo ~~~ hex-mic fluids.
The fluids used in geothermal energy are mostly underground salt water whose heat is recovered to produce energy.
The use of silica deposition inhibitors is also known as water treatment to avoid or 1o delay the silica deposits on the osmosis membranes reverse. These applications are always done at low pressures and temperatures.
SUMMARY OF THE INVENTTON.
To solve these problems, the applicant has found that the introduction of silica deposition inhibitors into the water intended to be partially vaporised in oil production processes by steam injection allowed to decrease or even to avoid the setting up of silica removal operations that are costly investments and consumption of chemical products.
Indeed, the applicant has been able to highlight that the presence of these inhibitors, allows to increase the acceptable concentration of silica without precipitation apparent in purge water after spraying partial and avoid subsequent deposition of silica.
Until. present the silica deposition inhibitors used in geothermal or water treatment not been used in the feed water of steam generators and neither their efficiency nor their stability in aqueous solution in the candi

4 fonctionnement d'une chaudière (pression, température, durée) n'êtaient connues.
L'invention a pour objet de proposer .
Un procédé de génération de vapeur d'eau comprenant les êtapes de a) entrée d'eau à une concentration en silice inférieure ou égale à 300mg/1;
b) addition d'un inhibiteur de dépôt de silice ;
c) gênêration d'un courant de vapeur d'eau et d'eau de purge, la quantité d'eau de purge séparée de la vapeur étant comprise entre 15 et 30%, de préférence entre 20 et 25% par rapport à la quantité d'eau entrée.
Selon un mode de réalisation, l'entrée d'eau de l'étape a) du procédé s'effectue à une concentration en silice inférieure ou égale à 240mg/1, de préférence inférieure ou égale à 200mg/l.
Selon un mode de réalisation, l'entrëe d'eau de l'étape a) s'effectue à une concentration en silice supérieure à
50mg/1, de préférence supérieure à 100mg/1.
Selon une variante du procédé, la génération de vapeur et d'eau de purge de l'étape c) s'effectue dans une installation de type à circulation forcée à une passe avec évaporation partielle (OTSG).
De manière préférée, la génération de vapeur et d'eau de purge de l'étape c) s'effectue à une température comprise entre 300°C et 335°C et une pression comprise entre 100 bars et 140 bars pendant une durêe comprise entre 10 et 60 minutes.
L'invention a aussi pour objet de proposer .

un procédé d°extraction d'huiles lourdes par injection de vapeur cornp:renant les étapes a) à c) du procédé décx°:~t r:i dessus suàwies des étapes de d) injec°ti~~~. de la vapeur produite en c) dans un puit inj ecteur.
e) production dans un puit producteur de la vapeur d'eau condensée avec les huiles lourdes fluidifiées;;
f) extraction de l'eau condensée et des huiles lourdes ;
g) séparation de l'eau et des huiles Lourdes extraites;
l0 h) recyclage de l'eau séparée en g) dans l' étape a).
L'invention a aussi pour objet l'utilisation d'inhibiteurs de dëpôt de silice dans un procédé de génération de vapeur d'eau, de préférence de type à
IS circulation forcée à une passe avec évaporation partielle (OTSG) Selon un mode de rëalisation particulier, l'utilisation des inhibiteurs s'effectue dans une installation d'extraction d'huiles lourdes par drainage par gravité au 20 moyen de la vapeur.
Dans le cadre de L'invention, l'inhibiteur de dépôt de silice est un composé choisi dans le groupe constitué par les polymêres organiques de préférence de haut poids 25 moléculaire, les acides organiques et les composés inorganiques.
Dans un mode de réalisation préféré, l'inhibiteur de dépôt de silice est un inhibiteur qui comprend l'acide phospho-vinyl sulfonique ou un des ses sels comme composé
30 actif principal en mélange avec de l'acide citrique et/ou de l'acide maléfique ou un sel de celui-ci.
Selon une variante, on préfèrera les sels qui ne sont pas les d'ammonium de l'acide citrique précédemment cité.

Dans un mode de réalisation prëféré du procédé selon l'invention, l'inhibiteur est ajouté â une quantité
comprise entre 2 et 2000ppm, de préférence entre 3 et 100ppm, de préférence entre 5 et 50ppm.
Description des figures.
Figure 1 . taux de silice en mg/1 obtenu dans l'eau restante après évaporation â 80 ou 90% sans observation de dépôts avec des concentrations en inhibiteurs de 5, 20, 50 ppm.
Figure 2 . rêsultats de la centrifugation donnant le taux de silice soluble dans l'eau restante.
Figure 3 . résultats des tests de filtration à 0,45, 0,22 et 0,1 microns donnant le taux d'efficacité moyen des inhibiteurs testés.
Figure 4 . suivi du taux de dépôt dans le tube par la mesure du différentiel de pression.
Exposé dêtaillé de l'invention L'invention concerne l'utilisation d'inhibiteurs de dépôt de silice dans un procédé de génération de vapeur d'eau utilisant des eaux condensées produites lors de l'extraction de pétroles lourds ou de bitumes par injection de vapeur.
Ces eaux ont la caractéristique d'être fortement chargêes en silice.
La solubilité de la silice dans l'eau pure à 25°C est d'environ 120mg/1 et il est connu que sa solubilité
augmente en fonction du pH, de la tempêrature, mais celle-ci peut varier en fonction des anions et cations présents.

En effet, certaines eaux, comme les eaux de production de pétiole lourd en Alberta (Canada) qui cU~i.t:iermer~~ ~u bore et du chlore, présentent des taux de silice solubilisée sova.s forme d° aciç~e silicidue supériéur à 140mg/1., en moyenne de 260mg/1 et jusqu'à 400mg/l.
Au dessus de la saturation, il existe schématiquement 2 formes de silice, une forme dite amorphe constituée de monomères (ou dimêres) de silice (OH) 3_Si--O-Si- (OH) 3 de faible taille et une formé colloïdale constituée de l0 polymères de Si02 (OH) n avec n >_ 8 , d.' une taille supérieure à 0.1 microns.
La forme amorphe est susceptible de se transformer en silice colloïdale par polymêrisation dans certaines conditions.
A fortes concentrations, la silice colloïdale se présente sous forme de gel en suspension.
Il est possible de déterminer le contenu total de silice par ICP (Inductively Coupled Plasma Spectrometer) ainsi que la répartition entre silice amorphE: et silice colloïdale par filtration d'une solution â 0,,1 micron; la silice colloïdale est retenue par les filtres de 0,1 micron tandis que la silice soluble et la silice amorphe passent à travers les pores du filtre.
Le taux moyen de silice totale contenue dans certaines eaux de production des extractions pétrolières par injection de vapeur, est d'environ 260mg/1 dont 120mg/1 de silice sous forme amorphe et/ou colloïdale avec un taux maximum qui peut s'ëlever â 400mg/1 pour la silice totale et 260mg/1 pour la silice amorphe et/ou colloïdale.
Dans les installatïons actuelles d'extraction pétrolières in situ utilisant l'injection de vapeur produite par des générateurs à évaporation partielle, afin de préserver ô
les canalisations, il est nécessaire d'efi:ectuer des opérations de traitement des eaux pour atteindre des taux qui permettront d'éviter les dépôts de silice lors de l'évaporation d'une partie de l'eau. Ces teneurs en silice sont fonction du taux d'évaporation. Dans les chaudières à une passe et à conduite forcée utilisées pour les injections de vapeur dans les réservoirs pétroliers, le taux d°êvaporation maximum est de 80% et la teneur en silice doit être inférieure ou égale â
100mg/1 (et de préférence infêrieure à 50 mg/1) dans l'eau préalablement à sa vaporisation (spécification des fabricants).
Ces traitements sont effectués dans des installations à
haute performance de desiliciage à la chaux («cold lime softening» ou «warm lime softening» ou «hot lime softening») constituées de plusieurs unités en parallèles qui permettent de faire baisser la concentration en silice de 260mg/1 aux 50mg/1 acceptables pour éviter les dépôts de silice lors de l'évaporation partielle de l' eau.
Dans les chaudières à évaporation partielle utilisée sur les champs pétroliers, environ 80% de l'eau introduite se vaporise dans la chaudière pour être injectée dans le puit injecteur et il reste 20 % d'eau de purge qui concentre tous les minéraux et qui sera rejetée.
Actuellement on n'accepte pas plus de 400mg/1 de silice dans cette eau de purge afin de limiter les dépôts de silice colloïdale contenue dans cette fraction d'eau de purge, qui se collent aux parois des canalisations et provoquent leur entartrage ou leur bouchage.
Par ailleurs, lorsque la vapeur d'eau condensée est recyclée après avoir été séparée des huiles lourdes extraites par injection de vapeur, ces eaux contiennent de très fortes concentrations en silice et doivent subir un retraitement af in d' abaisser leur taux de silice à au plus 100mg/1 et prêférenï:iellement 50 mg/1 avant d'ètre à
nouveau vaporisées ;~artiel~..ement.
L'introduction d'inhibi.teur de dépât de silice permet d'utiliser une eau d'alimentation des chaudières contenant jusqu'à environ 240mg/1, de préférence 200 mg/1 de silice avant sa vaporisation partielle, et permet d'obtenir une eau de purge qui, malgré son taux de silice qui peut atteindre 1000mg/1 voire plus, ne provoque pas de dëpôt de silice alors que sans inhibiteur une eau contenant seulement 400-450mg/1 de silice provoque rapidement des dêpôts visibles.
Par ailleurs, la présence des inhibiteurs a une influence sur la forme de la silice contenue dans les dépôts.
Les observations faites par microscopie électronique dans des tests de colmatage (dépôts volontaires. de silice) montrent que sans inhibiteur la silice déposée sur les parois est sous forme de silice non cristalline qui s'incruste dans les parois du tube et s'élimine très difficilement contrairement à la silice qui se dépose sous forme cristalline (quartz) en présence d'inhibiteurs.
La présence de ces inhïbiteurs facilite donc aussi les opérations de nettoyage de la chaudière et des canalisations.
La silice est rêactive en tant que H3Si03+. Sa solubilité
dans une eau dépend essentiellement de la température.
Les inhibiteurs testés saut basés sur les propriétés que possède la silice à former des polymères de Si02(OH)n. I1 est généralement admis que dês que le nombre « n » de monomères combinés atteint 8, il y a dépôt de silice amorphe, de calcédoine ou nourrissage de cristaux de quartz en fonction des conditions thermodynamiques et cinêtiques.
Certains acides organiques de faible poids moléculaire, certains alcools (catéchol), et certains ions (F'l.uorures, 4 boiler operation (pressure, temperature, duration) were not known.
The object of the invention is to propose.
A method of generating water vapor including steps of a) entry of water at a lower silica concentration or equal to 300mg / 1;
b) addition of a silica deposition inhibitor;
(c) interfering with a stream of water vapor and water purge, the amount of purge water separated from the steam being between 15 and 30%, preferably between 20 and 25% of the amount of water entering.
According to one embodiment, the water inlet of the stage a) the process is carried out at a silica concentration less than or equal to 240mg / l, preferably less than or equal to 200mg / l.
According to one embodiment, the water inlet of the stage (a) is carried out at a silica concentration greater than 50 mg / l, preferably greater than 100 mg / l.
According to a variant of the process, the generation of steam and purge water of step c) is carried out in a one pass type forced circulation installation with partial evaporation (OTSG).
Preferably, the generation of steam and water of purging of step c) is carried out at a temperature of between 300 ° C and 335 ° C and a pressure of between 100 bars and 140 bars for a duration of between 10 and 60 minutes.
The invention also aims to propose.

a process for extracting heavy oils by injection of Vapor containing the steps a) to c) of the process described above:
above suàwies of the stages of d) injec ~ ti ~~~. steam produced in c) in a well injector.
e) production in a generating well of water vapor condensed with the heavy fluidified oils;
f) extraction of condensed water and heavy oils;
g) separation of water and Lourdes extracted oils;
10 h) recycling the separated water in g) in step a).
The invention also relates to the use of silica deposit inhibitors in a process of generation of water vapor, preferably of type IS forced circulation to a pass with partial evaporation (OTSG) According to a particular embodiment, the use inhibitors are done in an installation of heavy oil extraction by gravity drainage 20 means of steam.
In the context of the invention, the deposition inhibitor silica is a compound selected from the group consisting of the organic polymers preferably of high weight 25, organic acids and compounds inorganic.
In a preferred embodiment, the inhibitor of silica deposition is an inhibitor that includes acid phospho-vinyl sulfonic acid or a salt thereof as a compound 30 main active mixed with citric acid and / or malefic acid or a salt thereof.
According to one variant, the salts that are not the ammonium salts of citric acid previously mentioned.

In a preferred embodiment of the method according to Invention, the inhibitor is added to a quantity between 2 and 2000ppm, preferably between 3 and 100 ppm, preferably between 5 and 50 ppm.
Description of the figures.
Figure 1 . silica content in mg / 1 obtained in water remaining after evaporation at 80 or 90% without observation deposition with inhibitor concentrations of 5, 20, 50 ppm.
Figure 2 results of centrifugation giving the rate of soluble silica in the remaining water.
Figure 3 filtration test results at 0.45, 0.22 and 0.1 microns giving the average efficiency ratio of inhibitors tested.
Figure 4 followed by the deposition rate in the tube by the measuring the pressure differential.
Detailed description of the invention The invention relates to the use of deposit inhibitors of silica in a method of generating water vapor using condensed water produced during the extraction of heavy oils or bitumens by steam injection.
These waters have the characteristic of being heavily loaded in silica.
The solubility of silica in pure water at 25 ° C is of about 120mg / 1 and it is known that its solubility increases with pH, temperature, but this can vary depending on the anions and cations present.

Indeed, some waters, such as heavy petiole in Alberta (Canada) which cured ~ w ~ ~ ~ ~ ~ boron and chlorine, have solubilized silica levels sova.s form of silicic acid greater than 140 mg / l.
average of 260mg / l and up to 400mg / l.
Above saturation, there is schematically 2 forms of silica, a so-called amorphous form consisting of monomers (or dimers) of silica (OH) 3 Si-O-Si- (OH) 3 small size and a colloidal formed consisting of 10 polymers of SiO2 (OH) n with n> 8, d. a size greater than 0.1 microns.
The amorphous form is likely to be transformed into colloidal silica by polymerization in certain conditions.
At high concentrations, colloidal silica presents itself as a gel in suspension.
It is possible to determine the total silica content by ICP (Inductively Coupled Plasma Spectrometer) as well that the distribution between amorphous silica and silica colloidal by filtration of a 0.1 micron solution; the colloidal silica is retained by the filters of 0.1 micron while soluble silica and amorphous silica pass through the pores of the filter.
The average total silica content contained in some production water from petroleum extractions by injection of steam, is about 260mg / 1 of which 120mg / 1 of silica in amorphous and / or colloidal form with a maximum rate which may be up to 400 mg / l for silica total and 260mg / 1 for amorphous silica and / or colloid.
In the current installations of oil extraction in situ using the injection of steam produced by partial evaporation generators, in order to preserve oh the pipelines, it is necessary to carry out water treatment operations to achieve rates that will prevent silica deposits during evaporation of part of the water. These levels in silica are a function of the rate of evaporation. In the one-pass and forced-pipe boilers used for the injection of steam into the tanks tankers, the maximum evaporation rate is 80% and the silica content must be less than or equal to 100 mg / l (and preferably less than 50 mg / l) in water prior to its vaporization (specification of manufacturers).
These treatments are carried out in high performance lime desiliciage ("cold lime softening "or" warm lime softening "or" hot lime softening ") consisting of several units in parallel that can bring down the concentration in silica of 260mg / 1 to 50mg / 1 acceptable to avoid silica deposits during partial evaporation of the water.
In partial evaporation boilers used on oil fields, about 80% of the water introduced vaporizes in the boiler to be injected into the injector and 20% of purge water remains concentrates all the minerals and will be rejected.
At the moment we do not accept more than 400mg / 1 of silica in this purge water in order to limit the deposits of colloidal silica contained in this fraction of purge, which stick to the walls of the pipes and cause scaling or clogging.
Moreover, when condensed water vapor is recycled after being separated from heavy oils extracted by steam injection, these waters contain very high concentrations of silica and must undergo reprocessing in order to lower their silica more than 100 mg / l and preferably 50 mg / l before being new vaporized ~ artiel ~ ..ement.
The introduction of silica deposition inhibitor allows to use boiler feed water containing up to about 240 mg / l, preferably 200 mg / l silica before its partial vaporization, and allows to obtain a purge water which, despite its silica content which can reach 1000mg / 1 or more, does not cause of silica deposit while without inhibitor a water containing only 400-450mg / 1 of silica causes quickly visible deposits.
Moreover, the presence of inhibitors has an influence on the form of the silica contained in the deposits.
The observations made by electron microscopy in clogging tests (voluntary silica deposits) show that without inhibitor the silica deposited on the walls is in the form of non-crystalline silica which is embedded in the walls of the tube and is very hardly unlike the silica that settles in crystalline form (quartz) in the presence inhibitors.
The presence of these inhikers also facilitates the cleaning operations of the boiler and pipes.
The silica is reactive as H3SiO3 +. Its solubility in a water depends mainly on the temperature.
The inhibitors tested jump based on the properties that has the silica to form SiO2 (OH) n polymers. I1 It is generally accepted that as soon as the number 'n' of combined monomers reaches 8, there is silica deposition amorphous, chalcedony or feeding crystals of quartz according to the thermodynamic conditions and kinetics.
Some organic acids of low molecular weight, certain alcohols (catechol), and certain ions (fluorides,

5 borates, ...) ou certaines conditions du milieu (pH
alcalin, pH très acide,) sont connus pour altérer les verres et silicates.
Ainsi, les inhibiteurs de dépôt de silice utilisés dans la présente invention sont choisis notamment parmi les l0 composés issus de familles connues pour leur effet anti dépôt de carbonate.
Ces familles comprennent les polymères organiques de haut poids molêculaire de préférence tels que les dérivés d'acide phospho-vinyl-sulfonique, les acides polyvinylsulfoniques, et leurs sels ; les vinylsulfones;
les acides organiques tels que l'acide citrique, 1°acide maléfique, les acides formiques, les acides lactiques, les acides phosphino-carboxyliques, et leurs sels; les composés inorganiques tels que l'acide borique, l'acide fluorhydrique ou leurs sels, le borax, 1°aluminate de sodium, le chlorate de sodium.
Les composés choisis parmi ceux cités ci-dessus, sont utilisés en particulier seuls ou en mélange.
Dans un mode de réalisation, l'inhibiteur est une combinaison qui comprend différents inhibiteurs organiques et de manière préférée un mélange quï comprend de l'acide phospho-vinylsulfonique ou bien un polyvinylsulfonate comme composé actif principal, en mélange. avec un ou plusieurs acides organ_~ques (acide citrique, acide maléfique, acide formique, acide lactique).

Il est également possible d'util~.ser les sels de ces arides (citrates, formiates, lactates) de Façon â obtenir un p~wdu?t de pH plus proche de la neutralité.
Sc~lor~ une variante, an préfèrera les sels qui. ne sont pas les sels d'ammonium des acides formiques et citriques précédemment citês.
Dans un mode de réalisation préféré, l'addition d'acide citrique et d'acide maléfique à l'acide phospho-vinylsulfonique permet d'obtenir une combinaison inhibitrice particulièrement résistante thermiquement.
De manière préférée, le rapport pondéral acide citrique/acide maléfique introduit dans la combinaison est d'environ 10/1, avec un % en poids d'acide citrique compris entre et 3 et 10 %, de préférence 5~.
Ces inhibiteurs utilisês seuls ou en combinaison ont la propriété de stopper Ia coalescence des monomères de (OH)3_Si-O-Si-(OH)3 et de laisser en suspension des polymères de Si02(OH)n oû n est inférieur à 8.
Les inhibiteurs de dépôts sont utilisés à des températures supérieures ou égales à 300°C dans les générateurs de vapeur â évaporation partielle â des quantités comprises entre 2 et 2000ppm et de manière avantageuse des quantités comprises entre 3 ei~ 100ppm, ou de préférence entre 5 et 50 ppm, et permettent d'atteindre des concentrations en silice dans les eaux de purge qui s'élèvent de 4 à 5 fois la concentration â
saturation sans provoquer de dépôts.
Les quantités d'inhibiteurs pourront éventuellement être adaptées selon que lion travaille en milieu acide ou non car le pH est également un facteur rëgulant la solubilité
de la silice ; celle ci étant très soluble en milieux ï2 hyper alcalins ou dans certains milieux acides (fluorhydrique par exemple).
Lorsque l'eau d'alimentation des chaudiêres contient plus de environ 300mg/1 voir 240mg/1 ou de préférence environ 200mg/1 de silice, il est préférable de retraiter préalablement 1°eau pour abaisser son taux de silice. Ces opérations de retraitement s'effectuent dans des installations de désiliciages à la chaux (« lime softening »). Dans le cadre de l'invention, le nombre d' unités de retraitement de l' eau pourra être réduit par rapport aux procédés antérieurs ainsi que la consommation de produits chimiques et la quantité de boues produites, ce qui pourra réduire d'autant les coûts d'ex;ploitation.
L'invention a aussi pour objet un procédé de génêration de vapeur d'eau comprenant les étapes suivantes .
a) une entrée d'eau à une concentration en silice inférieure ou égale à 300mg/1, de préférence inférieure ou égale à 240mg/1, encore de préférence infêrieure ou êgale à 200mg/1, ou bien, encore supérieure à 50 mg/1 voir 100mg/l.
Lorsque l'eau d'entrêe contient plus de 200mg/1 de silice ou plus de 240mg/1 de silice, une étape supplémentaire de retraitement dans une unité de type désiliciages à la chaux d'une partie du débit d'eau d'entrée est avantageusement effectuée avant l'étape b) suivante, afin de réduire le taux de silice à 200, 240, 300mg/1 respectivement.
b) l'addition d'un inhibiteur de dépôt de silice tel que défini plus haut à une quantité comprise entre 2 et 2000ppm, de préférence comprise entre 3 et 100ppm ou bien encore comprise entre 5 et 50ppm.

c) la génération d°un courant de vapeur d'eau et d'eau de purgE=_ dans une chaudiëre de préférence de type évaporation partielle à ixne passe et c:oa~duite forcée (type O"~'SG, « On.~:e ':~'hrou.gh Steam Ceneration ») généralement utilisée dans les installations de production pêtraliëre avec injection de vapeur.
La quantité d'eau de purge farmée est en général comprise entre 15 et 30%, de préférence entre 20 et 25% par rapport à la quantité d'eau entrée.
L'eau de purge séparée de la vapeur d'eau produite est parallèlement neutralisée puis retraitëe ou réinjectée dans un puit de rejet de l'eau.
Cette opération de vaporisation s'effectue à une température supérieure ou égale à 300°C, sous une pression supérieure ou égale à 100 bars et pendant une durée comprise entre 10 et 60 minutes de préférence 30 minutes.
L'invention a aussi pour objet un procédé d'extraction d'huiles lourdes par injection de vapeur comprenant les étapes a) à c) du procédé génération de vapeur d'eau décrit ci-dessus suivies des étapes de d) injection de la vapeur produite en c) dans un puit injecteur, éventuellement supérieur ;
e) production dans le puit producteur, éventuellement inférieur, de la vapeur d'eau condensée avec les huiles lourdes fluidifiées;
f) extraction de l'eau condensée et des huiles lourdes ;
g) sëparation de l'eau et des huiles lourdes extraites;

h) recyclage dans l'étape a) de l'eau séparée à
l' étape g) .
Ce procédé nouveau cotriprenant l'ajout d'inhibiteurs de dépôts de silice présente un gain économique notable car tout en conservant la structure du procédé antérieur, i1 a l'avantage de nécessiter moins d'unités de retraitement de l'eau avant sa vaporisation puisque la quantité
acceptable de silice passe de 100mg/1 à 200mg/1 voire plus.
De plus ce procédé selon l'invention permet de retarder et de modifier la nature des dépôts de silice:.
En effet ces dépôts sont non cristallisés quand ils proviennent de la :Forme colloïdale de la silice (dans le procédé sans inhibiteur) alors que les dépôt~~ de la forme IS amorphe sont cristallins (sous forme de cristaux de quartz) et sont plus facilement éliminé~> durant le nettoyage des installations.
L'utilisation des inhibiteurs de dëpôt de silice selon l'invention s'applique aux procédês de génération de vapeur d'eau tels que décrits prëcédemment ainsi que dans les installations d°extraction d'huiles lourdes par drainage par gravité au moyen de la vapeur.
Les combinaisons anti-dépôt de silice utilisées ici sont également applicables aux domaines connexes à la géothermie et aux réseaux de refroidissement qûi utilisent aussi de l'eau charge en silice. Ces combinaisons anti-dêpôts peuvent aussi permettre la prévention du colmatage des réservoirs pétroliers lors des injections vapeur ou eau. Les eaux chargées en silice utilisées dans les procédés selon l'invention peuvent aussi provenir de sources naturelles.

Exemples L' ~_r~~.pact de .'utilisation des inhibiteurs sur la possibilitd' a~.gïrm°~nc:e:~ le taux de s:~.lice contenu râ.ans 5 l'eau sans observer de dépôt de silice ainsi que sur la nature des dépôts a étê évalué comme suit su.r différents types de tests:
Inhibiteurs testés Ces inhibiteurs ontr été choisis parmi plusieurs familles 10 d' ami-dépôts .
I1 EP2688 . société ATOFINA Vinylsulfone.
I2 INIPOL 3006: société CECA Polyvinylsulfonates.
I3 INIPOLS 30065 . société CELA Polyvinylsulfonate modifié par ajout de 5% d'acide citrique et 0.5% d'acide 15 maléfique .
I4 IDOS59 . société REP acides carboxyliques.
I5 IDOS 155 . société REP acides phosphino-carboxyliques I6 GEOFORM HTS800: société MEXEL inhibiteur phosphino-vinylsulfonate modifié par ajout de 5% d'acide citrique 2o et 0.5% d'acide maléfique.
Quantités d'inhibiteurs testées. .
Les expérimentations comprennent un essai témoin sans inhibiteur et des tests en prêsence de quantités d'inhibiteurs de 5, 10, 20 ou 50 ppm qui ont été
introduites dans l'eau avant sa vaporisation.
a) Test d'efficacité des inhibiteurs.
Chacun des inhibiteurs cités ci-dessus a été mis en solution dans de l'eau contenant 120mg/1 de silice aux différentes concentrations de 5, 20, 50 ppm puis chaque solution a été évaporée â des taux de SO% ou 90% sous pression atmosphêrigue ~ 85°C.

Après refroidissement, l'eau dite concentrée représentative de l'eau de purge obtenue dans les générateurs de vapeur à évaporation partielle de type OTSG , est fil trêe et le taux de silice est analysé par analyse chromatographique ICi~ et la qualité d.es éventuels dépôts de particules de silice est analysée par diffraction X.
Les résultats sont présentés dans la figure 1.
Ils montrent que un taux de silice dans l'eau concentrée de 1800mg/1 peut être atteint sans dépôt visible.
L'efficacité théorique de chaque inhibiteur, c'est à dire sa capacité à augmenter la concentration en silice dans l'eau concentrée sans provoquer de dépôt, est estimée, après chaque essai décrit ci-dessus, selon la formule suivante .
Efficacitë théorique= (taux de silice mesuré) x (100-qualité de la vapeur) 100 x (taux de silice initial) La qualité de la vapeur est estimée par la mesure de la diminution du poids de l'eau. Le taux de silice mesuré
est égal au taux de silice dans l'eau liquide restante.
Le taux de silice initial était de 120 mg/l.
L'efficacité moyenne de chaque inhibiteur (pour l'ensemble des tests d'efficacité) est ensuite estimée pour un taux d'évaporation de 90%.
On observe dans .Le tableau 1 suivant qu.e tous les inhibiteurs montrent une efficacité moyenne supérieure à
90~.
m ., 1., ~ .-. .. , .
INHIBITEUR ~ I6 ~ 25 ò4 I3 I2 I1 C MOYENNE .-. __~.__. ~..__.. __.~_____._ __...~_.._~... ~..,~._ Sur la base de la figure 1 et des calculs, la même efficac:~_té est atteinte avec dE~s quantités d'inhibiteurs de Sppm ou de 50ppm.
b) Tests de stabilité thermique.
Ces essais ont été effectués dans une unité pilote reproduisant les conditions d'une chaudière à vapeur de type évaporation partielle à une passe et conduite forcée ('OTSG') généralement utilisées dans les installations de production pétroliêres par injection de vapeur. Ils ont pour but de vérifier la stabilité et donc le maintien de l' efficacité de inhibiteurs dans l' eau aprês un cycle de chauffage sous pression sans vaporisation.
On fait circuler dans le pilote chaque inhibiteur concentré à 1000 ppm avec les conditions suivantes .
Température . 300°C
Pression . 115 bars Temps de rétention dans le four . 30 min.
On récupère des inhibiteurs dit âgés et leur efficacité
est ensuite évaluêe dans les conditions des tests d'efficacité dêcrites ci-dessus au point a).
La quantitê d'inhibiteurs âgés introduite est de 1000ppm.
Puis on a utilisé chaque inhibiteur vieilli à 3, 5 ,10 ppm (par dilution de la solution vieillie à 1000 ppm) pour de nouveaux tests d°efficacité à 90~ d'évaporation (même protocole que les premiers tests d'efficacité).
Pour caractériser l'efficacité des inhibiteurs âgês obtenus, on détermine par centrifugation l'augmentation de la solubilité de la silice puis par filtration les taux respectifs de silice totale, amorphe ou colloïdale contenus dans l'eau de purge obtenue aprês évaporation â
90%.
La filtration à 0, :1 micron permet de différencier silice amorphe et silice collo~.dale puisque la silice colloïdale est retenue par le filtre de 0,1 micron.
A 0,45 et 0,22 micron aucune particule de silice n'est retenue.
Les résultats sont prêsentés dans les figures 2, 3, et le tableau 2.
Dans la figure 2, les résultats de la centrifugation montrent que la solubilité apparente de la silice en solution sans inhibiteur est autour de 170mg/1 et qu'elle est de 250mg/1 avec inhibiteur en particulier l'inhibiteur I6.
On peut conclure que les inhibiteurs sont t.hermiquement stables car ils ont tous conservé leur capacité à
maintenir voire augmenter la quantité de silice dissoute dans la solution.
Dans la figure 3, les résultats des filtrations effectuées â 0,45, 0,22 et 0,1 microns montrent que le taux d'efficacité moyen de la majorité des inhibiteurs âgés testés est compris entre 90% et 95% et est comparable à l'efficacité des inhibiteurs neufs (voir tableau 1).
Sans inhibiteur, l'eau contient de la silice colloïdale, et avec les inhibiteurs âgés, la silice a été maintenue très majoritairemer.~t sous sa forme amorphe ou sous sa forme soluble.
Dans le tableau 2 c.i-dessous, on peut observer de manière quantitative que basé sur les résultats de filtration et de centrifugation, le taux de silice totale est de l'ordre de 1200mg/1 soit près de 10 fois plus que le ta~.zx initial et que la silice contenue dans l'eau restante avec inhibiteur est majoritairement de la silice amorphe et de la silice soluble alors que celle contenue dans l'eau sans inhibiteur est pour 50% de la silice colloïdale.
La répartition et la quantité des formes de silice sont montrées dans le tableau 2 suivant .
Tableau 2 Silice soluble Silice amorphe Silice mg/1 mg/1 colloïdale mg/1 Sans inhibiteur 150 550 500 =3 - 1_80 100p 30 I6 250 ~ 900 50 Basé sur ces résultats, avec un inhibiteur de dépôt de silice on peut envisager d'utiliser une eau d'alimentation des chaudières à évaporation partielle (jusqu'au taux de 80%) chargée de silice jusqu'à 200mg/1 voir 300mg/1 sans craindre les dépôts de silice colloïdale.
Tests de colmatage des canalisations De l'eau contenant 1200mg/1 de silice produite par évaporation à 90% est introduite avec et sans inhibiteurs à 350°C et 110 bars ou 350°C et 100 bars dans le four de l'unité pilote. Dans ces conditions, les dépôts de silice sont inévitables et donc voulus. Le taux de dépôt est suivi par la mesure du différentiel de pression et le type de dêpôt est défini par microscopie électronique à
balayage.
R:~Brevets~20504~20593CA.doc On utilise ici l'inhibiteur I6.
On observe au microscope uniquement des dépôt de silice et aucun dépôt de carbonate.
Avec l'inhibiteur; les dépôts se présentent sous forme de S cristaux alors que sans inhibiteurs les dépôts sont de la silice colloïdale sans structure et fortement incrustée.
L°étude du différentiel de pression montre que le colmatage démarre au bout de 3,5 heures sans inhibiteur et au bout de 6 heures avec inhibiteur.
Tests de blocage des canalisations.
On utilise pour cela un tube fin de 0,6mm de diamètre afin d'atteindre le blocage du tube en temps réduit.
De l'eau contenant 1200mg/1 de silice produite par évaporation à 90~ est introduite avec et sans inhibiteurs à 300°C et 120 bars et dans ces conditions, -l'eau est en phase liquide et les dépôts de silice s'effectuent â
l'intérieur du tuyau.
Les résultats sont présentés dans la figure 4 oû le taux de dépôt dans le tube est suivi par la mesure du différentiel de pression jusqu'à 5 bars indiquant que le tube est bouché.
On utilise l'inhibiteur I6 à 5 et lOppm.
On observe ici que le blocage du tube intervient sans inhibiteur après 48 min alors qu'avec 5ppm de l'inhibiteur I6 il apparaît à 115mn et: lOppm de l'inhibiteur I6 â 154 minutes. On observe aussi qu'avec lOppm de l'inhibiteur I6, les dépôts sont plus réguliers. 5 borates, ...) or certain environmental conditions (pH
alkaline, very acidic pH,) are known to alter the glasses and silicates.
Thus, the silica deposition inhibitors used in the present invention are chosen in particular from the 10 compounds from families known for their anti carbonate deposit.
These families include high organic polymers preferably a molecular weight such as derivatives of phospho-vinylsulfonic acid, the acids polyvinylsulphonic compounds and their salts; vinylsulfones;
organic acids such as citric acid, 1 ° acid maleficent, formic acids, lactic acid, phosphino-carboxylic acids, and their salts; the inorganic compounds such as boric acid, acid hydrofluoric acid or their salts, borax, 1 ° aluminate sodium, sodium chlorate.
The compounds chosen from those mentioned above, are used in particular alone or in admixture.
In one embodiment, the inhibitor is a combination that includes different inhibitors organic and, preferably, a mixture which comprises phospho-vinylsulfonic acid or a polyvinylsulphonate as the main active compound, in mixed. with one or more organic acids (acid citric, maleic acid, formic acid, acid lactic).

It is also possible to use the salts of these arid (citrates, formates, lactates) so as to obtain pH is closer to neutrality.
Sc ~ lor ~ a variant, an will prefer the salts that. are not ammonium salts of formic and citric acids previously mentioned.
In a preferred embodiment, the addition of acid citric acid and malignant acid with phosphoric acid vinylsulfonic acid makes it possible to obtain a combination Inhibitor, particularly thermally resistant.
Preferably, the acid weight ratio citric / evil acid introduced into the combination is about 10/1, with 1% by weight of citric acid between 3 and 10%, preferably 5 ~.
These inhibitors used alone or in combination have the property of stopping the coalescence of the monomers of (OH) 3-Si-O-Si- (OH) 3 and to leave in suspension polymers of SiO 2 (OH) n o n is less than 8.
Deposit inhibitors are used for temperatures greater than or equal to 300 ° C in the partial evaporation steam generators at quantities between 2 and 2000ppm and so advantageous quantities between 3 ei ~ 100ppm, or preferably between 5 and 50 ppm, and allow to reach silica concentrations in the waters of purge amounting to 4 to 5 times the concentration saturation without causing deposits.
The amounts of inhibitors may be adapted according to whether lion works in acidic medium or not because pH is also a factor controlling solubility silica; this one being very soluble in environments i2 hyper alkaline or in certain acidic environments (hydrofluoric for example).
When the boiler feedwater contains more from about 300mg / 1 to 240mg / 1 or preferably about 200mg / 1 of silica, it is better to reprocess previously 1 ° water to lower its silica level. These reprocessing operations are carried out in lime removal facilities ("lime softening "). In the context of the invention, the number of water reprocessing units may be reduced by compared to previous processes as well as consumption of chemicals and the amount of sludge produced, This will reduce the costs of operation by the same amount.
The subject of the invention is also a method of generating water vapor comprising the following steps.
a) a water inlet with a silica concentration less than or equal to 300mg / 1, preferably less than or equal to 240mg / 1, still preferably less than or equal to 200mg / 1, or even greater than 50 mg / l or 100mg / l.
When the water of entry contains more than 200mg / 1 of silica or more than 240mg / 1 of silica, an additional step of reprocessing in a desilicating unit at the lime a portion of the inlet water flow is advantageously carried out before the next step b), in order to reduce the silica level to 200, 240, 300mg / 1 respectively.
b) the addition of a silica deposition inhibitor such as defined above to a quantity between 2 and 2000ppm, preferably between 3 and 100ppm or even between 5 and 50ppm.

(c) the generation of a stream of water vapor and of water purgE = _ in a boiler preferably of partial evaporation type at ixne pass and c: oa ~ duite forced (type O "~ 'SG," On. ~: e': ~ 'hrou.gh Steam Ceneration ") generally used in fisheries production facilities with steam injection.
The quantity of farmed purge water is generally included between 15 and 30%, preferably between 20 and 25% by relative to the amount of water entered.
The purge water separated from the produced steam is parallel neutralized then reprocessed or reinjected in a well of rejection of water.
This spraying operation is carried out at a temperature greater than or equal to 300 ° C, under a pressure greater than or equal to 100 bar and during a duration preferably between 10 and 60 minutes minutes.
The invention also relates to an extraction process of heavy oils by steam injection including the steps a) to c) of the steam generation process described above followed by steps of (d) injection of the steam produced in (c) into a injector well, possibly higher;
e) production in the production well, possibly lower, water vapor condensed with heavy fluidized oils;
(f) extraction of condensed water and oils heavy;
g) Separation of water and heavy oils extracted;

h) recycling in step a) of the separated water to step g).
This new process including the addition of inhibitors of silica deposits presents a significant economic gain because while retaining the structure of the previous process, i1 has the advantage of requiring fewer reprocessing units water before its vaporization since the quantity acceptable silica passes from 100mg / 1 to 200mg / 1 or even more.
Moreover, this method according to the invention makes it possible to delay and change the nature of the silica deposits.
Indeed these deposits are not crystallized when they come from the: Colloidal form of silica (in the inhibitor-free method) while deposition ~~ of the form Are amorphous crystals (in the form of quartz) and are more easily eliminated ~> during cleaning of facilities.
The use of silica deposit inhibitors according to the invention applies to the generation processes of water vapor as described above, as well as in heavy oil extraction plants by gravity drainage by means of steam.
The anti-silica deposit combinations used here are also applicable to the fields related to geothermal energy and cooling networks also use silica-filled water. These anti-deposit combinations may also allow the prevention of clogging of oil tanks during steam or water injections. Silica-laden waters used in the processes according to the invention can also come from natural sources.

Examples The impact of the use of inhibitors on the the possibility of a minimum rate of change in the rate of return 5 without observing silica deposition as well as on the The nature of the deposits has been assessed as follows under different types of tests:
Inhibitors tested These inhibitors have been selected from several families 10 friend deposits.
EP2688. ATOFINA Vinylsulfone company.
I2 INIPOL 3006: CECA company Polyvinylsulfonates.
I3 INIPOLS 30065. company CELA Polyvinylsulfonate modified by adding 5% citric acid and 0.5% acid 15 evil.
I4 IDOS59. REP carboxylic acid company.
I5 IDOS 155. REP phosphino-carboxylic acid company I6 GEOFORM HTS800: MEXEL Company Phosphino Inhibitor vinylsulfonate modified by adding 5% citric acid 2o and 0.5% maleic acid.
Quantities of inhibitors tested. .
The experiments include a control test without inhibitor and tests in the presence of quantities inhibitors of 5, 10, 20 or 50 ppm that have been introduced into the water before it is vaporized.
a) Efficacy test of inhibitors.
Each of the inhibitors listed above has been solution in water containing 120 mg / l silica different concentrations of 5, 20, 50 ppm then each The solution was evaporated at levels of 50% or 90%
atmospheric pressure ~ 85 ° C.

After cooling, the so-called concentrated water representative of the purge water obtained in the Partial evaporation type steam generators OTSG is very fine and the silica content is analyzed by chromatographic analysis and the quality of the eventual silica particle deposition is analyzed by X-ray diffraction The results are shown in Figure 1.
They show that a concentration of silica in concentrated water 1800mg / 1 can be reached without visible deposit.
The theoretical efficiency of each inhibitor, ie its ability to increase the silica concentration in the concentrated water without causing a deposit, is estimated, after each test described above, according to the formula next .
Theoretical efficiency = (measured silica level) x (100-steam quality) 100 x (initial silica level) The quality of the steam is estimated by measuring the decrease in the weight of the water. The measured silica content is equal to the level of silica in the remaining liquid water.
The initial silica level was 120 mg / l.
The average efficiency of each inhibitor (for all efficiency tests) is then estimated for an evaporation rate of 90%.
It is observed in Table 1 that all the inhibitors show a higher mean efficiency than 90 ~.
m., 1., ~ .-. ..,.
INHIBITOR ~ I6 ~ 25 ò4 I3 I2 I1 C MEDIUM .-. ~ .__ __. ~ ..__ .. __. ~ _____._ __... ~ _.._ ~ ... ~ .., ~ ._ On the basis of Figure 1 and calculations, the same effective: ~ _te is reached with d ~ ~ amounts of inhibitors of Sppm or 50ppm.
b) Thermal stability tests.
These tests were conducted in a pilot unit reproducing the conditions of a steam boiler partial evaporation type with a pass and penstock ('OTSG') generally used in petroleum production by steam injection. they have purpose of checking the stability and therefore the maintenance of the effectiveness of inhibitors in water after a cycle of pressurized heating without vaporization.
Each inhibitor is circulated in the pilot concentrated at 1000 ppm with the following conditions.
Temperature . 300 ° C
Pressure. 115 bars Retention time in the oven. 30 min.
Older inhibitors are recovered and their effectiveness is then evaluated under the conditions of the tests described in point (a) above.
The amount of aged inhibitors introduced is 1000 ppm.
Then each inhibitor aged 3, 5, 10 was used.
ppm (by diluting the solution aged to 1000 ppm) for new efficiency tests at 90 ~ evaporation (same protocol as the first efficiency tests).
To characterize the efficacy of older inhibitors obtained, the increase is determined by centrifugation of the solubility of the silica and then by filtration the respective levels of total, amorphous or colloidal silica contained in the purge water obtained after evaporation 90%.
0, 1 micron filtration makes it possible to differentiate silica amorphous and colloidal silica, since colloidal silica is retained by the filter of 0.1 micron.
At 0.45 and 0.22 micron no particles of silica are detention.
The results are presented in Figures 2, 3, and table 2.
In Figure 2, the results of centrifugation show that the apparent solubility of silica in solution without inhibitor is around 170mg / 1 and that it is 250mg / 1 with inhibitor in particular the inhibitor I6.
It can be concluded that the inhibitors are thermally stable because they all retained their ability to maintain or increase the amount of dissolved silica in the solution.
In Figure 3, the results of the filtrations performed at 0.45, 0.22 and 0.1 microns show that the average efficacy rate of the majority of inhibitors aged tested is between 90% and 95% and is comparable to the effectiveness of new inhibitors (see Table 1).
Without an inhibitor, the water contains colloidal silica, and with the older inhibitors, the silica was maintained most of them in its amorphous form or under its soluble form.
In Table 2 below, we can observe quantitative that based on filtration results and centrifugation rate, the total silica content is the order of 1200mg / 1 is nearly 10 times more than the ta ~ .zx initial and that the silica contained in the remaining water with inhibitor is predominantly amorphous silica and soluble silica while that contained in the water without inhibitor is for 50% of the silica colloid.
The distribution and quantity of the silica forms are shown in the following Table 2.
Table 2 Silica soluble Silica amorphous Silica mg / 1 mg / 1 colloidal mg / 1 Without inhibitor 150 550 500 = 3 - 1_80 100p 30 I6 250 ~ 900 50 Based on these results, with a deposition inhibitor silica one can consider using a water supply of partial evaporation boilers (up to 80%) loaded with silica up to 200mg / 1 see 300mg / 1 without fear of silica deposits colloid.
Clogging tests of pipelines Water containing 1200 mg / l of silica produced by 90% evaporation is introduced with and without inhibitors at 350 ° C and 110 bar or 350 ° C and 100 bar in the oven of the pilot unit. Under these conditions, the silica deposits are inevitable and therefore wanted. The deposit rate is followed by measuring the pressure differential and the type of deposit is defined by electron microscopy at scanning.
A: Patents ~ ~ 20504 ~ 20593CA.doc Here the inhibitor I6 is used.
Only silica deposits are observed under the microscope and no deposit of carbonate.
With the inhibitor; deposits are in the form of Crystals whereas without inhibitors the deposits are from the colloidal silica without structure and strongly encrusted.
The study of the pressure differential shows that the clogging starts after 3.5 hours without inhibitor and after 6 hours with inhibitor.
Pipe blocking tests.
We use for this purpose a thin tube of 0.6mm diameter in order to reach the blockage of the tube in reduced time.
Water containing 1200 mg / l of silica produced by evaporation at 90 ~ is introduced with and without inhibitors at 300 ° C and 120 bar and under these conditions, -the water is in the liquid phase and the silica deposits are inside the pipe.
The results are shown in Figure 4 where the rate deposition in the tube is followed by measuring the differential pressure up to 5 bar indicating that the tube is clogged.
Inhibitor I6 at 5 and 10 ppm is used.
It is observed here that the blocking of the tube occurs without inhibitor after 48 min whereas with 5ppm inhibitor I6 it appears at 115mn and: lOppm of inhibitor I6 at 154 minutes. We also observe that At 10 ppm inhibitor, the deposits are more regular.

Claims

1. A method of generating water vapor comprising the steps of a) entry of water at a silica concentration less than or equal to 300mg / l;
b) addition of a silica deposition inhibitor;
(c) generation of a stream of water vapor and water purge, the amount of purge water separated from the steam being between 15 and 30% compared to the amount of water entering.

2. Method according to claim 1 wherein the entry water from step a) is carried out at a concentration of silica less than or equal to 240mg / l.

3. Method according to claim 1 or 2 wherein the water inlet of step a) is carried out at a silica concentration greater than 50 mg / l.

4. Method according to one of claims 1 to 3 wherein the generation of steam and purge water from step c) is carried out in a circulation type installation forced to a pass with partial evaporation.

5. Method according to one of claims 1 to 4 wherein the generation of steam and purge water from step c) is carried out at a temperature of between 300 ° C and 335 ° C and a pressure of between 100 bar and 140 bar bars for a period of between 10 and 60 minutes.

6. Method according to one of claims 1 to 5 wherein the silica deposition inhibitor is a chosen compound among the group consisting of organic polymers comprising the phospho-vinylsulfonic acid derivatives, polyvinylsulphonic acids, and their salts; the vinyl sulfone; organic acids selected from citric acid, maleic acid, formic acid, lactic acid, phosphino carboxylic acids, and their salts; inorganic compounds selected from boric acid, hydrofluoric acid, boric acid, the salts of hydrofluoric acid, the borax, sodium aluminate, sodium chlorate.

7. Method according to one of claims 1 to 6 wherein the silica deposition inhibitor is an inhibitor that comprises a main active component selected from group consisting of phospho-vinylsulfonic acid, salts of phospho-vinylsulfonic acid, said main active compound being mixed with a compound selected from the group consisting of citric acid maleic acid, salts of maleic acid.

8. Method according to one of claims 1 to 7 wherein the inhibitor is added to a quantity between 2 and 2000ppm.

9. The method of claim 8 wherein the inhibitor is added in an amount between and 50ppm.

10. Process for extracting heavy oils by injection of vapor comprising steps a) to c) of the process according to one of claims 1 to 7 followed by the steps of d) injection of the steam produced in c) into a well injector;
e) production in a generating well of steam condensed water with heavy fluidized oils;
f) extraction of condensed water and heavy oils;
(g) separation of water and extracted heavy oils;
h) recycling the separated water in g) in step a).

11. Use of silica deposition inhibitors in a method of generating water vapor type forced circulation to a pass with evaporation partial.

12. Use according to claim 11 in a installation of heavy oil extraction by drainage by gravity by means of steam.

13. Use according to one of claims 11 to 12 in which the silica deposition inhibitor is a inhibitor which is selected from the group of compounds consisting of organic polymers comprising the derivatives of phospho-vinylsulfonic acid, the acids polyvinylsulphonic compounds and their salts; vinylsulfones;
the organic acids chosen from citric acid, maleic acid, formic acid, lactic acid, phosphino carboxylic acids and their salts; the inorganic compounds selected from boric acid, hydrofluoric acid, boric acid salts,, the hydrofluoric acid salts, borax, sodium aluminate, sodium chlorate.

14. Use according to one of claims 11 to 13 in which the silica deposition inhibitor is a inhibitor that includes a selected main compound from the group consisting of phospho-vinyl acid sulfonic acid, salts of phospho-vinyl acid sulfonic acid, said main active compound being mixed with a compound selected from the group consisting of citric acid, maleic acid, salts of maleic acid.

15. Use according to one of claims 11 to 14 in which the amount of silica deposition inhibitor is between 2 ppm and 2000 ppm.