EP4077582A1 - Procédé d'extraction d'une huile brute avec injection de résine - Google Patents

Procédé d'extraction d'une huile brute avec injection de résine

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Publication number
EP4077582A1
EP4077582A1 EP20819774.9A EP20819774A EP4077582A1 EP 4077582 A1 EP4077582 A1 EP 4077582A1 EP 20819774 A EP20819774 A EP 20819774A EP 4077582 A1 EP4077582 A1 EP 4077582A1
Authority
EP
European Patent Office
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resin
rock formation
aldehyde
alkylphenol
crude oil
Prior art date
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Pending
Application number
EP20819774.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric Tort
Olivier Langlois
Mohamed SAÏDOUN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies Onetech SAS
Original Assignee
TotalEnergies Onetech SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by TotalEnergies Onetech SAS filed Critical TotalEnergies Onetech SAS
Publication of EP4077582A1 publication Critical patent/EP4077582A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • C09K8/524—Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning organic depositions, e.g. paraffins or asphaltenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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    • C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/588—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K8/58—Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/594—Compositions used in combination with injected gas, e.g. CO2 orcarbonated gas
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons

Definitions

  • the present invention relates to a process for extracting a crude oil from a rock formation, comprising a step of forced injection of an alkylphenol-aldehyde resin modified by an alkylpolyamine as well as a step of extracting the. crude oil out of the rock formation.
  • the invention also relates to a process for the adsorption / desorption of the alkylphenol-aldehyde resin modified by an alkylpolyamine on a rock formation comprising steps of forced injection of the resin into an oil well, the adsorption of the resin in the oil well. rock formation from the well, and the desorption of the resin out of the rock formation.
  • a crude oil mainly comprises two classes of products: maltenes and asphaltenes.
  • the main constituents of maltenes are: oils (paraffins: saturated hydrocarbon compounds, and aromatics) and resins.
  • Paraffins are made up of linear or branched alkanes and can be liquid, oily or solid. They may have a tendency to precipitate, in particular during the extraction of crude oil from a well, during temperature drops, for example if the well is underwater. The precipitated paraffins then settle on the pipes / pipelines of the well and plug them. Asphaltenes are present to about 20% or less in most crudes. They can be made up of very polar species which tend to combine to form agglomerates. They are the heaviest component of crude oil.
  • Asphaltenes are composed of molecules comprising polycyclic, polyaromatic moieties, short aliphatic chains, and unlike hydrocarbons, they contain heteroatoms such as N, O, S and metals (eg Ni, V, Fe). They are characterized by their insolubility in alkanes such as n-pentane or n-heptane, but they are soluble in aromatic solvents such as toluene or xylene. The interaction of asphaltenes with their environment is a complex phenomenon, difficult to control.
  • Asphaltene precipitation like paraffin precipitation, can occur in oil production wells and pumping facilities.
  • the asphaltenes and paraffins present in crude oils from petroleum wells can precipitate and cause problems with clogging filters or clogging pipes, or even plugging the well.
  • the main factors which promote the precipitation of asphaltenes are the variations in the volume composition of the crudes linked to the drop in pressure compared to the initial pressure during their transport or linked to their mixture with other fluids extracted or injected such as gas ( mainly made up of light alkanes).
  • the main factor that promotes precipitation is the drop in temperature during transport of the extracted oil.
  • the composition of the crude mainly influences the phenomenon of asphaltene precipitation: light oils, having a low asphaltene content, are rich in alkanes in which asphaltenes are poorly soluble, and these tend to precipitate in this medium. Heavy oils, rich in asphaltenes, include high amounts of intermediate compounds, such as resins, which are good solvents for asphaltenes, and delay or prevent their precipitation.
  • intermediate compounds such as resins
  • the precipitation of asphaltenes often results in the co- precipitation and entrainment of other components such as resins or waxes due to their affinity.
  • Modified alkylphenol-aldehyde resins are also known, obtained by Mannich reaction of an alkylphenol-aldehyde condensation resin with at least one aldehyde and at least one hydrocarbon compound having at least one alkylamine group, used in fuel compositions such as WASA anti-sedimentation additives (WO2012085865), for resistance to low temperatures (WO2013189868) and as antioxidants (WO2014173844). These additives are added directly to the fuel compositions to improve their properties. In WO2012085865 and WO2013189868, the technical effect described is to prevent the formation and precipitation, or sedimentation, of paraffin crystals, especially at low temperatures.
  • modified alkylphenol-aldehyde resins have also already been described as additives which are added to crude oil compositions and petroleum products, to prevent precipitation of asphaltenes (WO2016162392). It is also known to treat rocks / crude oil reservoirs by forced injection of certain compounds (or injection in so-called "squeeze” mode), in particular in document WO20131 12503 which describes a method for inhibiting asphaltene deposits by virtue of an organic polymer injected in forced mode, preferably chosen from alkylphenol-formaldehyde resins, associated with a coreactant preferably chosen from silanes or oxides of non-metals.
  • the Applicant has discovered that the forced injection into the rock of particular resins in crude oil extraction processes allows a more efficient extraction of the crude, compared to the processes. currently existing. More particularly, the Applicant has discovered that these particular resins have an excellent affinity for the rock, in which they adsorb and then from which they gradually desorb when the well is put back into production. They thus make it possible to limit the quantity of resin subsequently used in the petroleum composition and / or petroleum products, and to facilitate the operations of extracting crude oil from the well. The Applicant has also discovered that these resins inhibit the precipitation of paraffins within crude oil and in the well and facilitate crude oil pumping operations.
  • the first subject of the invention is a process for extracting crude oil from a rock formation containing it, comprising the following steps:
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is obtainable from p-nonylphenol, formaldehyde and at least one hydrocarbon compound having at least one alkylpolyamine group.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is capable of being obtained from p-nonylphenol and has an average number of phenolic rings per molecule of modified p-nonylphenol-aldehyde resin, of between 6 and 25, preferably between 8 and 17, and even more preferably between 9 and 16.
  • the hydrocarbon compound having at least one alkylpolyamine group comprises at least two primary amine groups and a fatty chain having from 12 to 24 carbon atoms, preferably from 12 to 22 carbon atoms.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is used in diluted form in an organic solvent, preferably in an aromatic solvent, preferably xylene, and being optionally in combination with a cut of liquid hydrocarbons, which is more preferably a fuel base, and even more preferably a diesel cut, of the middle distillate type.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is injected into the rock formation in an amount sufficient to maintain a minimum concentration of said resin in the crude oil extracted over a sufficiently long production period, typically at least 6 months after injection of the resin.
  • the resin is injected into the rock formation in an amount such that its concentration in the crude oil extracted from said formation 6 months after the date of injection is between 10 and 2000 ppm by weight, preferably between 20 and 1500 ppm, preferably between 20 and 1000 ppm, preferably between 20 and 800 ppm, of preferably between 20 and 700 ppm, preferably between 20 and 600 ppm, preferably between 20 and 400 ppm, relative to the weight of the crude oil.
  • this concentration is in the range from 400 to 700 ppm, more preferably from 550 to 650 ppm by weight, relative to the weight of the crude oil.
  • the pore volume is measured according to standard NF ISO 5017.
  • step (i) is repeated at most once every 3 months, preferably once every 4 months, preferably once every 5 months. , even more preferably once every 6 months, and even more preferably once every 12 months.
  • the method comprises an additional step (i ') of injecting water, gas and / or brine into the rock formation, this step preferably being carried out after step (i).
  • the rock formation surrounds an oil drilling well.
  • the method comprises an additional treatment step (i ”) chosen from a pressure rise, and / or a temperature rise, and / or a mixture with at least one other fluid, said step preferably being carried out after step (i) and after step (i ') if implemented.
  • the invention relates to a process for the adsorption / desorption of the resin as defined above, on a rock formation comprising the following steps:
  • the extraction process according to the invention is more effective than the already known processes: it is effective on a wide variety of crudes, of varied compositions and with a small amount of resin.
  • the resin used according to the invention is inexpensive to implement because, more efficient, and injected in forced or “squeeze” mode, it is therefore added in small quantities and is therefore more economical. It does not require a dedicated injection line, unlike continuous injection.
  • the limits of a domain of values are included in this domain, in particular in the expressions “comprised between” and “ranging / goes / extends from ... to ...
  • the extraction process according to the invention implements a step (i) of forced injection of a modified alkylphenol-aldehyde resin into a rock formation.
  • the forced injection step or “squeeze” or “squeeze” in English consists in performing a forced injection of a product, typically in liquid form (aqueous or organic phase), containing one or more compounds, in a rock formation, preferably an oil well, generally under pressure.
  • the injection is carried out by means of a pump placed at the wellhead.
  • the various fluids injected are thus pumped sequentially to be injected into the well and distributed in the rock formation.
  • the injected compounds, "pushed against and into the rock” penetrate into said rock and are adsorbed there. They then slowly release (desorb) into crude oil from the well, throughout oil production.
  • This forced injection should preferably be carried out regularly, that is to say several times a year.
  • This method is opposed to the method of continuous injection of conventional additives, which consists of injecting them continuously, without stopping, into the well, and not into the rock, throughout the operation of the well.
  • the forced injection is repeated once every 3 months, preferably once every 4 months, preferably once every 5 months, even more preferably once every 6 months. months, even more preferably once every 8 months, even more preferably once every 10 months, or even once a year.
  • This extraction process comprising the combination of a modified alkphenol-aldehyde resin and a forced injection mode makes it possible to treat the well only 4 times a year maximum, or even in most cases twice a year. or once a year, unlike existing processes which require the well to be treated every 2 months by forced injection, or unlike conventional continuous processes.
  • the process according to the invention makes it possible to extract the crude oil while maintaining the paraffins dispersed in the hydrocarbon matrix and avoids or delays the phenomena of agglomeration, precipitation and deposition of paraffins.
  • the method of the invention in particular the forced mode injection step, has many advantages, in particular compared to the continuous mode injection method of conventional additives, and in particular, it allows:
  • spot treatment a one-off treatment (or "spot treatment"), especially in the absence of a dedicated injection line
  • the extraction process comprises the steps:
  • step (i ’) follows step (i). In another mode, step (i ’) precedes step (i). In a particular mode, step (i ") follows step (i) or (i’). In another mode, step (i ") precedes step (i) or (i’).
  • the method can also comprise other steps between or before steps (i) and (i ') or (i ”) and (ii), or even after these two steps, and in particular: a“ pre-flush ”step or "pre-wash” in which is injected into the rock formation a first fluid preferably aqueous to prepare the rock of the reservoir and improve its wettability and therefore the adsorption of the resin (before step (i)).
  • This first fluid may for example consist of a methanol / water mixture which adsorbs very little on the rock of the well and cleans the rock surface.
  • This step is preferably carried out before step (i).
  • step (i) After the “pre-flush” step, and always before step (i), it is then possible to carry out a “flushing solvent (or flushing or washing of the rock formation)” step with an organic solvent, preferably without additive. , to ensure the transition between the aqueous phase and the organic phase and to make it possible to prepare the rock for the step (i) of injection of the phenolic resin to promote the adsorption of the resin on the rock.
  • the organic solvent used in this step is chosen from those mentioned below, preferably a 60/40 diesel / xylene mixture.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin in a preferred embodiment, is injected after these two “pre-flush” and “flush” steps. The resin then begins to adsorb into the rock.
  • the resin is, prior to its injection, mixed with an organic solvent, in particular a solvent comprising a majority of aromatic compounds, for example C 10 (heavy naphtha, Solvesso 150, Solvarex 10, etc.) in a resin / solvent volume ratio of 50/50 v / v.
  • an organic solvent in particular a solvent comprising a majority of aromatic compounds, for example C 10 (heavy naphtha, Solvesso 150, Solvarex 10, etc.
  • This mixture can then itself be diluted in a mixture of solvents, preferably a diesel / xylene mixture according to a volume ratio 60/40 v / v, up to 50 (resin) / 50 (mixture of solvents), (ratio volume, v / v).
  • an “overflush” step can advantageously be carried out during which an organic solvent is injected to increase the penetration of the resin into the heart of the rock so as to ensure its adsorption and thus promote gradual desorption of the resin during start-up and during well production, and increase the holdover time at the time of crude oil production.
  • This organic solvent is preferably a mineral oil, gas oil or any solvent mentioned in the present application.
  • the resin is pushed into the rock until its adsorption in the rock.
  • said rock is located at a distance of 2 m from the well, preferably at a distance greater than or equal to 2.5 m, even more preferably at a distance of 2.6 m from the well.
  • the extraction process according to the invention uses a modified alkylphenol-aldehyde resin capable of being obtained by Mannich reaction of an alkylphenol-aldehyde condensation resin: with at least one aldehyde and / or one ketone having 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms; and at least one hydrocarbon compound having at least one alkylpolyamine group, having between 1 and 30 carbon atoms, preferably between 4 and 30 carbon atoms, said alkylphenol-aldehyde condensation resin itself being capable of being obtained by condensation : at least one alkylphenol substituted by at least one alkyl group, linear or branched, having from 1 to 30 carbon atoms, preferably a monoalkylphenol, with at least one aldehyde and / or one ketone having from 1 to 8 atoms carbon, preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • the alkylphenol-aldehyde condensation resin can be chosen from any resin of this type already known and in particular those described in documents EP857776, EP1584673.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin according to the invention is advantageously obtained from at least one para-substituted alkylphenol. Preferably, nonylphenol is used.
  • the average number of phenolic rings per molecule of nonylphenol-aldehyde resin is between 6 and 25, preferably between 8 and 17, and even more preferably between 9 and 16.
  • the number of phenolic rings can be determined by nuclear magnetic resonance (NMR) or gel permeation chromatography (GPC).
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • GPC gel permeation chromatography
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is obtained by using the same aldehyde or the same ketone in the two stages of its preparation.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin can be obtained from at least one aldehyde and / or one ketone chosen from formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, butyraldehyde, 2-ethyl-hexanal. , benzaldehyde and / or acetone.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin can be obtained from at least one aldehyde, preferably at least formaldehyde (or methanal).
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is obtained from at least one alkylpolyamine having at least two primary and / or secondary amine groups.
  • the alkylpolyamine is advantageously chosen from primary or secondary polyamines substituted by, respectively, one or two alkyl groups comprising, preferably, from 12 to 24 carbon atoms, more preferably from 12 to 22 carbon atoms.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is obtained from at least one alkylpolyamine having at least two primary amine groups.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin can advantageously be obtained from at least one alkylpolyamine in which all the amine groups are primary amines.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is obtained from at least one alkylpolyamine having at least two primary amine groups, preferably three primary amine groups, and comprising a fatty chain having from 12 to 24 carbon atoms. , preferably from 12 to 22 carbon atoms.
  • the alkylpolyamine is preferably fatty chain having 12 to 24 carbon atoms, preferably 12 to 22 carbon atoms.
  • alkylpolyamines are generally not pure compounds but mixtures.
  • alkylpolyamines marketed which are suitable mention may in particular be made of fatty chain alkylpolyamines sold under the names Trinoram®, Duomeen®, Dinoram®, Triameen®, Armeen®, Polyram®, Lilamin® and Cemulcat®.
  • Trinoram®S which is a tallow dipropylenetriamine, also known under the name N- (Tallowalkyl) dipropylenetriamine (CAS 61791 -57-9).
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is used alone, without solvent, dispersant or additives.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is, before its injection, mixed with an organic solvent, preferably comprising at least 80% by weight of typically C 10 aromatic compounds (heavy naphtha, Solvesso 150, Solvarex 10. ..) with a resin / solvent volume ratio of 50/50 v / v.
  • organic solvent preferably comprising at least 80% by weight of typically C 10 aromatic compounds (heavy naphtha, Solvesso 150, Solvarex 10. ..) with a resin / solvent volume ratio of 50/50 v / v.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin mixed beforehand with an organic solvent as described above is used in diluted form in a solvent, preferably aromatic, preferably xylene, optionally in combination. with a liquid hydrocarbon cut, more preferably a fuel base, and even more preferably a diesel cut, and optionally in combination with other additives.
  • a solvent preferably aromatic, preferably xylene
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin mixed beforehand with an organic solvent is used in the form diluted to 50% by volume (50/50 v / v dilution) in a diesel / xylene mixture having a ratio volume 60/40 v / v.
  • the invention relates to a process for extracting crude oil, preferably oil from an oil well.
  • crude oil is synonymous with “crude oil”.
  • the crude oil comprises asphaltenes, that is to say the heavy fraction of crude oils, and is located in a nature reserve or rock formation, preferably underground, or underground ore. It is extracted via a well or "borehole", which corresponds to a hole or well entering the rock formation containing the oil.
  • the crude oils from the well can be alone or in a mixture with other components, such as for example water, gas and / or brine, or other additives used during drilling (anti-lime ... ).
  • the invention aims to facilitate the extraction of this crude oil, in particular by avoiding / inhibiting delaying / reducing the precipitation of paraffins. This phenomenon can relate to compositions having very varied paraffin contents.
  • the invention also aims to facilitate the extraction of this crude oil, by avoiding / inhibiting delaying / reducing the precipitation of paraffins.
  • the amount of modified alkylphenol-aldehyde resin is injected into the rock formation in an amount such that its concentration in the crude oil extracted from said formation 6 months after the date of injection is between 10 and 2000 ppm by weight, preferably between 20 and 1500 ppm, preferably between 50 and 1000 ppm, preferably between 70 and 800 ppm, preferably between 100 and 700 ppm by weight, relative to the weight of the crude oil.
  • this concentration is in the range from 400 to 700 ppm, more preferably from 550 to 650 ppm by weight.
  • the resin is, prior to its injection, used in diluted form in an organic solvent comprising a majority (at least 80% by weight) of aromatic compounds typically having 10 carbon atoms, with a ratio resin / solvent volume ranging from 20/80 to 80/20, preferably 40/60 to 60/40 and more preferably from 50/50 v / v.
  • the solvent is chosen from: Solvarex 10®, Solvarex 10 LN®, Solvent Naphta®, Shellsol AB®, Shellsol D®, Solvesso 150®, Solvesso 150 ND®.
  • the solution of modified alkylphenol-aldehyde resin thus obtained is then used in the form again diluted in an additional solvent, preferably aromatic, preferably xylene, and being optionally in combination with a cut of liquid hydrocarbons, more preferably a fuel base, and even more preferably a diesel cut.
  • the solvent is chosen from aliphatic and / or aromatic hydrocarbons and mixtures of hydrocarbons, for example gasoline, diesel and kerosene fractions, decane, pentadecane, toluene, xylene , ethylbenzene, polyethers.
  • the solvent is preferably aromatic.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is diluted in a diesel cut or xylene, or preferably in a diesel / xylene cut mixture, with diesel / xylene volume ratios 80/20, or preferably 60/40. (v / v).
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin solution is introduced in an amount by volume of 50% v / v relative to the diesel / xylene 60/40 mixture.
  • the resin is typically present in an amount of 25% by volume (25% of solvent with C 10 aromatics and 50% of 60/40 v / v diesel / xylene mixture).
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin is used in combination with a dispersing agent.
  • a dispersing agent such as in particular in a liquid hydrocarbon cut.
  • the dispersant is chosen from surfactants, sulfonates, sulfonic acids (naphthalene, dodecylbenzene, etc.), etc.
  • the mass concentration of the modified alkylphenol-aldehyde resin diluted in the final injected composition can, advantageously, vary from 1 to 99.5%, preferably from 5 to 95%, more preferably from 10 to 90% and even more preferably from 30 to 90%.
  • the composition may also contain, in addition to the solvent, and / or the dispersant, other additives such as a polar dissolving aid, such as 2-ethylhexanol, hexylene glycol, decanol, isodecanol and / or isotridecanol.
  • the viscosity of the modified alkylphenol-aldehyde condensation resin diluted with 30% by mass of aromatic solvent measured at 50 ° C using a dynamic rheometer with a shear rate of 100 s 1 is preferably included between 1000 and 10000 mPa.s, preferably between 1500 and 6000 mPa.s, and advantageously between 2500 and 5000 mPa.s.
  • the modified alkylphenol-aldehyde resin can also be used in a composition in combination with one or more additional additives.
  • additives which may be used in combination with the modified alkylphenol-aldehyde resin, mention may be made of: dispersants / detergents, corrosion inhibitors, biocides, demulsifiers, antifoams, paraffin deposit inhibitors; pour point depressants, paraffin anti-sedimentation additives; PLS scavengers, organic deposit inhibitors such as naphthenic acids, mineral deposit inhibitors, markers, thermal stabilizers, emulsifiers, friction reducing agents, surfactants, and mixtures thereof.
  • dispersants / detergents corrosion inhibitors, biocides, demulsifiers, antifoams, paraffin deposit inhibitors
  • pour point depressants paraffin anti-sedimentation additives
  • PLS scavengers organic deposit inhibitors such as naphthenic acids, mineral deposit inhibitors, markers, thermal stabilizers, emulsifiers, friction reducing agents, surfactants, and mixtures thereof.
  • anti-foam additives in particular (but not limited to) chosen from polysiloxanes, oxyalkylated polysiloxanes, and fatty acid amides obtained from vegetable or animal oils
  • detergent and / or anti-corrosion additives in particular (but not limited to) chosen from the group consisting of amines, succinimides, alkenylsuccinimides, polyalkylamines, polyalkyl polyamines and polyetheramines; imidazolines; and quaternary ammonium salts derived from the aforementioned compounds
  • lubricating additives or antiwear agent in particular (but not limitatively) chosen from the group consisting of fatty acids and their ester or amide derivatives, in particular glycerol monooleate, and mono- and polycyclic carboxylic acid derivatives
  • crystallization modifying additives paraffin deposit inhibitor additives, pour point depressant
  • the invention also relates to a process for the adsorption / desorption of the resin as defined above, in and out of a rock formation containing a crude oil. This process comprises the following successive steps:
  • the steps can be implemented successively.
  • the “pre-flush” steps the “pre-flush” steps
  • Step 1 In a first step, an alkylphenol-aldehyde resin is prepared by condensation of para-nonylphenol and formaldehyde (for example according to the procedure described in EP857776), with a viscosity at 50 ° C of between 1800 and 4800 mPa.s (viscosity measured at 50 ° C. using a dynamic rheometer with a shear rate of 10 s 1 on the resin diluted with 30% by mass of aromatic solvent (Solvesso 150 ®)).
  • Step 2 In a second step, the alkylphenol-aldehyde resin resulting from the first step is modified by Mannich reaction by adding 2 molar equivalents of formaldehyde and 2 molar equivalents of tallow dipropylenetriamine, known under the name N- (Tallowalkyl) dipropylenetriamine and sold for example under the name Trinoram S®, relative to the alkylphenol-aldehyde resin resulting from the first stage.
  • N- (Tallowalkyl) dipropylenetriamine known under the name N- (Tallowalkyl) dipropylenetriamine and sold for example under the name Trinoram S®
  • Viscosity at 50 ° C measured on a resin diluted with 30% by mass of Solvesso 150® solvent, shear rate 10 s 1 , using a Haake RheoWin® rheometer.
  • Example 2 Injection in mode Res l resin in a rock formation
  • a treatment composition was prepared by diluting the Res 1 resin in an aromatic solvent (Solvesso 150) to obtain a product at 50% by volume of active material, then by rediluting this mixture at 50% by volume in a diesel / mixture. xylene (60/40 ratio by volume). The well was treated as follows:
  • the oil produced still contains 100 ppm Res l.
  • the extraction process of the invention which consists in injecting the Res 1 resin in forced mode into the rock formation of the well, then in extracting the crude oil, makes it possible to maintain a concentration sufficient to ensure efficacy of Res 1 for more than 12 months.

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Abstract

Procédé d'extraction d'une huile brute avec injection de résine La présente invention porte sur un procédé d'extraction d'une huile brute d'une formation rocheuse la renfermant comprenant les étapes suivantes : (i) une première étape d'injection forcée d'une résine alkylphénol-aldéhyde modifiée dans la formation rocheuse renfermant une huile brute, puis (ii) une deuxième étape d'extraction de l'huile brute hors de la formation rocheuse.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Procédé d’extraction d’une huile brute avec injection de résine
La présente invention concerne un procédé d’extraction d’une huile brute hors d’une formation rocheuse, comprenant une étape d’injection forcée d’une résine alkylphénol-aldéhyde modifiée par une alkylpolyamine ainsi qu’une étape d’extraction de l’huile brute hors de la formation rocheuse.
L’invention concerne également un procédé d’ adsorption/désorption de la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée par une alkylpolyamine sur une formation rocheuse comprenant des étapes d’injection forcée de la résine dans un puits de pétrole, l’ adsorption de la résine dans la formation rocheuse du puits, et la désorption de la résine hors de la formation rocheuse.
ETAT DE L'ART ANTERIEUR Une huile brute comprend principalement deux classes de produits : les maltènes et les asphaltènes. Les maltènes ont pour principaux constituants : les huiles (des paraffines : des composés hydrocarbonés saturés, et des aromatiques) et les résines.
Les paraffines sont constituées d’ alcanes linéaires ou ramifiés et peuvent être liquides, huileuses ou solides. Elles peuvent avoir tendance à précipiter, notamment lors de l’extraction de l’huile brute d’un puits, lors de chutes de températures, par exemple si le puits est sous-marin. Les paraffines précipitées se déposent alors sur les canalisations/pipelines du puits et les bouchent. Les asphaltènes sont présents jusqu’ à environ 20% ou moins dans la plupart des bruts. Ils peuvent être constitués des espèces très polaires qui ont tendance à s’ associer pour former des agglomérats. Ils constituent le composant le plus lourd des bruts pétroliers. Les asphaltènes sont composés de molécules comportant des fragments polycycliques, polyaromatiques, de courtes chaînes aliphatiques, et contrairement aux hydrocarbures, ils comportent des hétéroatomes tels que N, O, S et des métaux (par exemple Ni, V, Fe). Ils sont caractérisés par leur insolubilité dans les alcanes comme le n-pentane ou le n- heptane, mais ils sont solubles dans les solvants aromatiques comme le toluène ou le xylène. L’interaction des asphaltènes avec leur environnement est un phénomène complexe, difficile à contrôler.
La précipitation des asphaltènes, tout comme la précipitation des paraffines, peuvent survenir dans les puits de production de pétrole et dans les installations de pompage. Les asphaltènes et paraffines présents dans les huiles brutes des puits de pétrole peuvent précipiter et entrainer des problèmes de colmatage de filtres ou de bouchage de canalisations, ou même de bouchage du puits.
Ce phénomène entraîne une perte de productivité et une diminution de la durée de vie du puits. Sans traitement permettant d’éviter ce phénomène, il est nécessaire de démonter fréquemment les installations de forage afin de les nettoyer et la fréquence des opérations de maintenance des sites de production représente une charge économique importante.
Les principaux facteurs qui favorisent la précipitation des asphaltènes sont les variations de composition volumique des bruts liées à la baisse de pression par rapport à la pression initiale pendant leurs transport ou liées à leur mélange avec d’ autres fluides extraits ou injectés tel que le gaz (essentiellement constitué d’ alcanes légers).
Le principal facteur qui favorise la précipitation est la baisse de la température pendant le transport du pétrole extrait
En ce qui concerne les asphaltènes, la composition du brut influe majoritairement sur le phénomène de précipitation des asphaltènes : les huiles légères, présentant une faible teneur en asphaltènes, sont riches en alcanes dans lesquels les asphaltènes sont peu solubles, et ceux-ci ont tendance à précipiter dans ce milieu. Les huiles lourdes, riches en asphaltènes, comprennent des quantités élevées de composés intermédiaires, tels que des résines, qui sont de bons solvants pour les asphaltènes, et retardent ou préviennent leur précipitation. Toutefois, dans les bruts, la précipitation des asphaltènes entraine souvent la co- précipitation et l’entrainement d’ autres composants tels que des résines ou des cires du fait de leur affinité.
Dans les formations rocheuses souterraines forées, l’extraction des fluides et l’ application de pertes de pressions élevées entraînent l’ adsorption de ces composants sur la roche provoquant une chute de la perméabilité qui peut provoquer un blocage de la liaison avec le réservoir.
On connaît par ailleurs les résines alkylphénol-aldéhyde modifiées, obtenues par réaction de Mannich d'une résine de condensation alkylphénol-aldéhyde avec au moins un aldéhyde et au moins un composé hydrocarboné ayant au moins un groupement alkylamine, utilisées dans les compositions de carburant comme additifs anti-sédimentation WASA (WO2012085865), pour la tenue aux basses températures (WO2013189868) et comme agents antioxydants (WO2014173844). Ces additifs sont ajoutés directement aux compositions de carburants pour en améliorer les propriétés. Dans les documents WO2012085865 et WO2013189868, l’effet technique décrit consiste à empêcher la formation et la précipitation, ou la sédimentation, de cristaux de paraffines, en particulier aux basses températures.
Ces résines alkylphénol-aldéhyde modifiées ont également déjà été décrites en tant qu’ additifs qui sont ajoutés à des compositions de pétroles bruts et à des produits pétroliers, pour prévenir la précipitation des asphaltènes (WO2016162392). II est par ailleurs connu de traiter les roches/réservoirs de pétrole brut par injection forcée de certains composés (ou injection en mode dit « squeeze »), notamment dans le document WO20131 12503 qui décrit une méthode pour inhiber les dépôts d’ asphaltènes grâce à un polymère organique injecté en mode forcé, préférentiellement choisi parmi les résines alkylphénol-formaldéhyde, associé à un co-réactif préférentiellement choisi parmi les silanes ou les oxydes de non-métaux.
La demanderesse a découvert que l’injection forcée dans la roche de résines particulières dans des procédés d’extraction de pétrole brut permettaient une extraction plus efficace du brut, comparé aux procédés actuellement existants. Plus particulièrement, la Demanderesse a découvert que ces résines particulières présentent une excellente affinité pour la roche, dans laquelle elles s’ adsorbent puis de laquelle elles se désorbent progressivement lors de la remise en production du puits. Elles permettent ainsi de limiter la quantité de résine utilisée ensuite dans la composition de pétrole et/ou les produits pétroliers, et de faciliter les opérations d’extraction du pétrole brut hors du puits. La Demanderesse a également découvert que ces résines inhibent la précipitation des paraffines au sein du pétrole brut et dans le puits et facilite les opérations de pompage du pétrole brut.
OBJET DE L’INVENTION
L’invention a pour premier objet un procédé d’extraction d’une huile brute d’une formation rocheuse la renfermant, comprenant les étapes suivantes :
(i) une première étape d’injection forcée dans la formation rocheuse d’ au moins un composé constitué d’une résine alkylphénol-aldéhyde modifiée, ladite résine alkylphénol-aldéhyde modifiée étant susceptible d’être obtenue par réaction de Mannich d'une résine de condensation alkylphénol-aldéhyde, avec au moins un aldéhyde et/ou une cétone ayant de 1 à 8 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone; et au moins un composé hydrocarboné ayant au moins un groupement alkylpolyamine, ayant entre 1 et 30 atomes de carbone, de préférence entre 4 et 30 atomes de carbone, ladite résine de condensation alkylphénol-aldéhyde étant elle-même susceptible d'être obtenue par condensation : d'au moins un alkylphénol substitué par au moins un groupement alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 30 atomes de carbone, de préférence un monoalkylphénol, avec au moins un aldéhyde et/ou une cétone ayant de 1 à 8 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, puis (ii) une deuxième étape d’extraction de l’huile brute hors de la formation rocheuse.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est susceptible d'être obtenue à partir de p-nonylphénol, de formaldéhyde et d'au moins un composé hydrocarboné ayant au moins un groupement alkylpolyamine.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est susceptible d'être obtenue à partir de p-nonylphénol et a un nombre moyen de noyaux phénoliques par molécule de résine p-nonylphénol-aldéhyde modifiée, compris entre 6 et 25, de préférence compris entre 8 et 17, et encore plus préférentiellement compris entre 9 et 16.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le composé hydrocarboné ayant au moins un groupement alkylpolyamine comprend au moins deux groupements amine primaire et une chaîne grasse ayant de 12 à 24 atomes de carbone, de préférence de 12 à 22 atomes de carbone.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est mise en œuvre sous forme diluée dans un solvant organique, de préférence dans un solvant aromatique, de préférence le xylène, et étant éventuellement en association avec une coupe d’hydrocarbures liquide, qui est plus préférentiellement une base carburant, et encore plus préférentiellement une coupe diesel, de type distillât moyen. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est injectée dans la formation rocheuse en une quantité suffisante pour maintenir une concentration minimale de ladite résine dans l’huile brute extraite sur une période de production suffisamment longue, typiquement d’au moins 6 mois après l’injection de la résine. De préférence, la résine est injectée dans la formation rocheuse en une quantité telle que sa concentration dans l’huile brute extraite de ladite formation 6 mois après la date d’injection est comprise entre 10 et 2000 ppm en poids, de préférence entre 20 et 1500 ppm, de préférence entre 20 et 1000 ppm, de préférence entre 20 et 800 ppm, de préférence entre 20 et 700 ppm, de préférence entre 20 et 600 ppm, de préférence entre 20 et 400 ppm, par rapport au poids de l’huile brute. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, cette concentration est comprise dans gamme de 400 à 700 ppm, plus préférentiellement de 550 à 650 ppm en poids, par rapport au poids de l’huile brute.
Cela correspond typiquement, pour une solution de résine injectée comprenant 25% en volume de résine, à un volume de solution de résine injectée dans la formation rocheuse compris entre 1 et 6 fois le volume de pores (volume poreux) de la roche traitée, de préférence de 4 à 6 fois le volumes de pores de la roche. Le volume de pores est mesuré selon la norme NF ISO 5017.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’injection forcée de l’étape (i) est répétée au maximum une fois tous les 3 mois, de préférence une fois tous les 4 mois, de préférence une fois tous les 5 mois, encore plus préférentiellement une fois tous les 6 mois, et encore plus préférentiellement une fois tous les 12 mois.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le procédé comprend une étape (i’ ) additionnelle d’injection dans la formation rocheuse d’eau, de gaz et/ou de saumure, cette étape étant de préférence réalisée après l’étape (i).
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la formation rocheuse entoure un puits de forage pétrolier.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le procédé comprend une étape additionnelle (i” ) de traitement choisie parmi une élévation de pression, et/ou une élévation de température, et/ou un mélange avec au moins un autre fluide, ladite étape étant de préférence réalisée après l’étape (i) et après l’étape (i’) si mise en œuvre.
Selon un autre mode de réalisation, l’invention concerne un procédé d’ adsorption/désorption de la résine telle que définie ci-avant, sur une formation rocheuse comprenant les étapes suivantes:
- l’injection forcée de la résine sur la formation rocheuse,
- l’adsorption de la résine dans la formation rocheuse,
- la désorption de la résine hors de la formation rocheuse la renfermant. Le procédé d’extraction selon l’invention, mettant en œuvre ces résines, est plus efficace que les procédés déjà connus : il est efficace sur une grande variété de bruts, de compositions variées et avec une faible quantité de résine. La résine utilisée selon l’invention est peu coûteuse à mettre en œuvre car, plus efficace, et injectée en mode forcé ou « squeeze », elle est donc ajoutée en petites quantités et est donc plus économique. Elle ne nécessite pas de ligne d’injection dédiée, contrairement à une injection en mode continu. Dans ce qui suit, et à moins d’une autre indication, les bornes d’un domaine de valeurs sont comprises dans ce domaine, notamment dans les expressions « compris entre » et « allant/va/s’étend de ... à ...
» .
Par ailleurs, les expressions « au moins un » et « au moins » utilisées dans la présente description sont respectivement équivalentes aux expressions « un ou plusieurs » et « supérieur ou égal ».
DESCRIPTION DETAILLEE Le procédé mettant en œuyre la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée
Le procédé d’extraction selon l’invention met en œuvre une étape (i) d’injection forcée d’une résine alkylphénol-aldéhyde modifiée dans une formation rocheuse. L’étape d’injection forcée ou « esquichage » ou « squeeze » en anglais consiste à réaliser une injection forcée d’un produit, typiquement sous forme liquide (phase aqueuse ou organique), renfermant un ou plusieurs composés, dans une formation rocheuse, de préférence un puits de pétrole, en général sous pression. L'injection est réalisée au moyen d'une pompe disposée en tête de puits. Les différents fluides injectés sont ainsi pompés de façon séquentielle pour être injecté dans le puits et distribués dans la formation rocheuse. Les composés injectés, « poussés contre et dans la roche », pénètrent dans ladite roche et s’y adsorbent. Ils se libèrent alors lentement (se désorbent) dans l’huile brute du puits, tout au long de la production du pétrole. Cette injection forcée doit de préférence être réalisée régulièrement, c’est-à- dire plusieurs fois par an.
Ce procédé s’oppose au procédé d’injection en continu des additifs classiques, qui consistent à les injecter en continu, sans arrêt, dans le puits, et non dans la roche, tout au long de l’exploitation de ce puits.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’injection forcée est répétée une fois tous les 3 mois, de préférence, une fois tous les 4 mois, de préférence une fois tous les 5 mois, encore plus préférentiellement une fois tous les 6 mois, encore plus préférentiellement une fois tous les 8 mois, encore plus préférentiellement une fois tous les 10 mois, voire une fois par an. Ce procédé d’extraction comprenant l’association d’une résine alkykphénol-aldéhyde modifiée et d’un mode d’injection forcée permet de ne traiter le puits que 4 fois par an maximum, voire même dans la plupart des cas 2 fois par an ou une seule fois par an, contrairement aux procédés existants qui obligent à traiter le puits tous les 2 mois en injection forcée, ou contrairement aux procédés classiques en continu. Le procédé selon l’invention permet d’extraire l’huile brute en maintenant les paraffines dispersées dans la matrice hydrocarbonée et évite ou retarde les phénomènes d’agglomération, de précipitation et de dépôt des paraffines.
Le procédé de l’invention, notamment l’étape d’injection en mode forcé, présente de nombreux avantages, notamment par rapport au procédé d’injection en mode continu d’ additifs classiques, et en particulier, il permet:
- de traiter la périphérie du point d’injection,
- d’effectuer un traitement de type préventif, en amont des zones où il est possible d'observer des problèmes de précipitation des paraffines ou précipitation des asphaltènes,
- de prévenir les risques liés aux asphaltènes/paraffines dans une plus grande zone au sein du réservoir,
- limiter les périodes d’ arrêt de production et interventions de maintenance coûteuses,
- de ne pas mobiliser de matériel d’injection en permanence,
- de réduire la fréquence de traitement: procéder à l’injection deux fois par an maximum, voire une fois par an, en fonction de la taille et de la configuration du puits,
- de gérer plus facilement le stock de produits de traitement,
- d’effectuer un traitement ponctuel (ou « traitement spot »), notamment en l’ absence de ligne d’injection dédiée,
- aux composés injectés de se désorber petit-à-petit de la roche, - de ne pas détériorer la roche de puits,
- de ne pas boucher les pores du puits,
- et d’éviter une incompatibilité avec les eaux de productions et les autres additifs utilisés comme par exemple les inhibiteurs de dépôts minéraux, les désémulsifiants ... . Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, le procédé d’extraction comprend les étapes :
- (i) d’injection forcée d’une résine alkylphénol-aldéhyde modifiée (telle que définie ci-avant) dans une formation rocheuse, de préférence un puits, - (i’ ) éventuellement d’injection dans la formation rocheuse d’eau, de gaz et/ou de saumure,
- (i” ) éventuellement de traitement(s) du puits choisis parmi une élévation de pression, et/ou une élévation de température, et/ou un mélange de l’huile brute avec au moins un autre fluide, (ii) d’extraction de l’huile brute hors de la formation rocheuse, de préférence d’un puits pétrolier.
Dans un mode particulier, l’étape (i’ ) suit l’étape (i). Dans un autre mode, l’étape (i’ ) précède l’étape (i). Dans un mode particulier, l’étape (i” ) suit l’étape (i) ou (i’ ). Dans un autre mode, l’étape (i” ) précède l’étape (i) ou (i’ ).
Le procédé peut également comprendre d’ autres étapes entre ou avant les étapes (i) et (i’ ) ou (i” ) et (ii), ou encore après ces deux étapes, et notamment: une étape de « pre-flush » ou « pré-lavage » dans laquelle on injecte dans la formation rocheuse un premier fluide de préférence aqueux pour préparer la roche du réservoir et améliorer sa mouillabilité et donc l’ adsorption de la résine (avant l’étape (i)). Ce premier fluide peut être par exemple constitué d’un mélange méthanol/eau qui ne s’ adsorbe que très peu sur la roche du puits et nettoie la surface rocheuse. Cette étape est réalisée de préférence avant l’étape (i).
Après l’étape de « pre-flush », et toujours avant l’étape (i), on peut ensuite réaliser une étape de «flushing solvent (ou flush ou lavage de la formation rocheuse) » avec un solvant organique de préférence sans additif, pour assurer la transition entre la phase aqueuse et la phase organique et permettre de préparer la roche à l’éatpe (i) d'injection de la résine phénolique pour favoriser l’ adsoption de la résine sur la roche. Le solvant organique employé dans cette étape est choisi parmi ceux cités plus bas, de préférence un mélange diesel/xylène 60/40.
La résine alkylphénol-aldéhyde modifiée, dans un mode de réalisation préféré, est injectée après ces deux étapes de « pre-flush » et de « flush ». La résine commence ensuite à s’ adsorber dans la roche.
Dans un mode de réalisation, la résine est, au préalable de son injection, mélangée avec un solvant organique, notamment un solvant comprenant une majorité de composés aromatiques par exemple en C IO (naphta lourd, Solvesso 150, Solvarex 10... ) en un ratio volumique résine/solvant de 50/50 v/v. Ce mélange peut être ensuite lui-même dilué dans un mélange de solvants, de préférence un mélange diesel/xylène selon un ratio volumique 60/40 v/v, à hauteur de 50 (résine)/50 (mélange de solvants), (ratio volumique, v/v). Enfin, on peut avantageusement réaliser après l’étape (i) une étape d’ «overflush » lors de laquelle on injecte un solvant organique pour augmenter la pénétration de la résine au cœur de la roche de façon à assurer son adsorption et ainsi favoriser une désorption progressive de la résine lors de la mise en production et pendant la production du puits, et augmenter le temps d'efficacité au moment de la production du pétrole brut. Ce solvant organique est de préférence une huile minérale, du gasoil ou tout solvant cité dans la présente demande.
Dans un mode de réalisation, lors de l’étape d’ « overflush », la résine est poussée dans la roche jusqu’ à ce que son adsorption dans ladite roche se situe à une distance de 2 m du puits, de préférence à une distance supérieure ou égale à 2,5 m, encore plus préférentiellement à une distance de 2,6 m du puits. La résine alkylphénol-aldéhyde modifiée
Le procédé d’extraction selon l’invention met en œuvre une résine alkylphénol-aldéhyde modifiée susceptible d’être obtenue par réaction de Mannich d'une résine de condensation alkylphénol- aldéhyde : · avec au moins un aldéhyde et/ou une cétone ayant de 1 à 8 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone; et au moins un composé hydrocarboné ayant au moins un groupement alkylpolyamine, ayant entre 1 et 30 atomes de carbone, de préférence entre 4 et 30 atomes de carbone, ladite résine de condensation alkylphénol-aldéhyde étant elle-même susceptible d'être obtenue par condensation : d'au moins un alkylphénol substitué par au moins un groupement alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 30 atomes de carbone, de préférence un monoalkylphénol, · avec au moins un aldéhyde et/ou une cétone ayant de 1 à 8 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone.
La résine de condensation alkylphénol-aldéhyde peut être choisie parmi toute résine de ce type déjà connue et notamment, celles décrites dans les documents EP857776, EP1584673. La résine alkylphénol-aldéhyde modifiée selon l'invention est, avantageusement, obtenue à partir d'au moins un alkylphénol substitué en para. On utilise, de préférence, le nonylphénol.
Selon un mode de réalisation, le nombre moyen de noyaux phénoliques par molécule de résine nonylphénol-aldéhyde est compris entre 6 et 25, de préférence compris entre 8 et 17, et encore plus préférentiellement compris entre 9 et 16.
Le nombre de noyaux phénoliques peut être déterminé par résonance magnétique nucléaire (RMN) ou chromatographie à perméation de gel (GPC). Avantageusement, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est obtenue par mise en œuvre d’un même aldéhyde ou d’une même cétone aux deux étapes de sa préparation.
Selon un mode de réalisation préféré, la résine alkylphénol- aldéhyde modifiée peut être obtenue à partir d'au moins un aldéhyde et/ou une cétone choisis parmi le formaldéhyde, l'acétaldéhyde, le propionaldéhyde, le butyraldéhyde, le 2-éthyl-hexanal, le benzaldéhyde et/ou l'acétone. De préférence, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée peut être obtenue à partir d’au moins un aldéhyde, de préférence d’au moins le formaldéhyde (ou méthanal).
Selon un mode de réalisation particulier, la résine alkylphénol- aldéhyde modifiée est obtenue à partir d'au moins une alkylpolyamine ayant au moins deux groupements amine primaire et/ou secondaire. En particulier, l'alkylpolyamine est avantageusement choisie parmi les polyamines primaires ou secondaires substituées par, respectivement, un ou deux groupements alkyles comprenant, de préférence, de 12 à 24 atomes de carbone, plus préférentiellement de 12 à 22 atomes de carbone.
Selon une variante préférée, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est obtenue à partir d'au moins une alkylpolyamine ayant au moins deux groupements amine primaire.
En particulier, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée peut avantageusement être obtenue à partir d'au moins une alkylpolyamine dont tous les groupements amine sont des amines primaires. Selon une autre variante préférée, la résine alkylphénol- aldéhyde modifiée est obtenue à partir d'au moins une alkylpolyamine ayant au moins deux groupements amine primaire, de préférence trois groupements amine primaire, et comprenant une chaîne grasse ayant de 12 à 24 atomes de carbone, de préférence de 12 à 22 atomes de carbone. L'alkylpolyamine est, de préférence, à chaîne grasse ayant de 12 à 24 atomes de carbone, de préférence de 12 à 22 atomes de carbone.
Les alkylpolyamines commerciales ne sont en général pas des composés purs mais des mélanges. Parmi les alkylpolyamines commercialisées qui conviennent, on peut notamment citer les alkylpolyamines à chaîne grasse commercialisées sous les dénominations Trinoram®, Duomeen®, Dinoram®, Triameen®, Armeen®, Polyram®, Lilamin® et Cemulcat®.
On peut citer à titre d'exemple préféré, la Trinoram®S qui est une dipropylènetriamine de suif, connue également sous la dénomination N- (Tallowalkyl)dipropylènetriamine (CAS 61791 -57-9).
Selon un mode de réalisation, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est utilisée seule, sans solvant ni dispersant, ni additifs.
Dans un mode de réalisation, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est, avant son injection, mélangée avec un solvant organique, de préférence comprenant au moins 80% en poids de composés aromatiques typiquement en C IO (naphta lourd, Solvesso 150, Solvarex 10... ) avec un ratio volumique résine/solvant de 50/50 v/v.
Selon une variante de ce mode de réalisation, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée préalablement mélangée à un solvant organique comme décrit ci-avant, est mise en œuvre sous forme diluée dans un solvant, de préférence aromatique, de préférence le xylène, éventuellement en association avec une coupe d’hydrocarbures liquide, plus préférentiellement une base carburant, et encore plus préférentiellement une coupe diesel, et éventuellement en association avec d’ autres additifs. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée préalablement mélangée à un solvant organique est mise en œuvre sous forme diluée à 50 % en volume (dilution 50/50 v/v) dans un mélange diesel/xylène ayant un rapport volumique 60/40 v/v.
Les huiles brutes
L’invention concerne un procédé d’extraction d’une huile brute, de préférence d’une huile issue d’un puits de pétrole. Dans ce cas l’expression « huile brute » est synonyme de « pétrole brut ».
L’huile brute comprend des asphaltènes, c’est-à-dire la fraction lourde des pétroles bruts, et est localisée dans une réserve naturelle ou formation rocheuse, de préférence sous-terraine, ou minerai sous- terrain. Elle est extraite via un puits ou « puits de forage », qui correspond à un trou ou puits pénétrant dans la formation rocheuse renfermant l’huile.
Les huiles brutes du puits peuvent être seules ou en mélange avec d’ autres composants, comme par exemple de l’eau, du gaz et/ou de la saumure, ou d’ autres additifs utilisés lors des forages (anti-calcaire... ).
L’invention vise à faciliter l’extraction de cette huile brute, notamment en évitant/inhibant retardant/réduisant la précipitation des paraffines. Ce phénomène peut concerner des compositions ayant des teneurs en paraffines très variées. L’invention vise également à faciliter l’extraction de cette huile brute, en évitant/inhibant retardant/réduisant la précipitation de paraffines.
Dans un mode de réalisation, la quantité de résine alkylphénol- aldéhyde modifiée est injectée dans la formation rocheuse en une quantité telle que sa concentration dans l’huile brute extraite de ladite formation 6 mois après la date d’injection est comprise entre 10 et 2000 ppm en poids, de préférence entre 20 et 1500 ppm, de préférence entre 50 et 1000 ppm, de préférence entre 70 et 800 ppm, de préférence entre 100 et 700 ppm en poids, par rapport au poids de l’huile brute. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, cette concentration est comprise dans gamme de 400 à 700 ppm, plus préférentiellement de 550 à 650 ppm en poids.
Composition de résine alkylphénol-aldéhyde modifiée et d’ additifs éventuels
Selon un mode de réalisation, la résine est, au préalable à son injection, mise en œuvre sous forme diluée dans un solvant organique comprenant une majorité (au moins 80% en poids) de composés aromatiques ayant typiquement 10 atomes de carbones, avec un ratio volumique résine / solvant allant de 20/80 à 80/20, de préférence 40/60 à 60/40 et plus préférentiellement de 50/50 v/v.
À titre d’exemples, le solvant est choisi parmi : Solvarex 10®, Solvarex 10 LN®, Solvent Naphta®, Shellsol AB ®, Shellsol D ®, Solvesso 150 ®, Solvesso 150 ND®. Selon un mode de réalisation, la solution de résine alkylphénol- aldéhyde modifiée ainsi obtenue est ensuite mise en œuvre sous forme à nouveau diluée dans un solvant additionnel, de préférence aromatique, de préférence le xylène, et étant éventuellement en association avec une coupe d’hydrocarbures liquide, plus préférentiellement une base carburant, et encore plus préférentiellement une coupe diesel.
À titre d'exemple, le solvant est choisi parmi les hydrocarbures aliphatiques et/ou aromatiques et les mélanges d'hydrocarbures, par exemple les fractions d'essence, de diesel, de kérosène, le décane, le pentadécane, le toluène, le xylène, l'éthylbenzène, les polyéthers. Le solvant est de préférence aromatique.
Dans un mode de réalisation, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est diluée dans une coupe diesel ou du xylène, ou de préférence dans un mélange coupe diesel/xylène, avec des ratios volumiques diesel/xylène 80/20, ou de préférence 60/40 (v/v).
De préférence, la solution de résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est introduite en une quantité volumique de 50% v/v par rapport au mélange diesel/xylène 60/40.
Dans la composition finale injectée, la résine est typiquement présente en une quantité de 25% volume (25% de solvant avec des aromatiques en C IO et 50% de mélange diesel/xylène 60/40 v/v).
Selon un mode de réalisation, la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est utilisée en combinaison avec un agent dispersant. Ce mode de réalisation est préféré lorsque ladite résine est diluée dans un solvant tel que notamment dans une coupe d’hydrocarbures liquide.
À titre d'exemple, le dispersant est choisi parmi les surfactants, les sulfonates, les acides sulfoniques (de naphtalène, de dodécylbenzène... ) ...
La concentration massique de la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée diluée dans la composition finale injectée (avec ou sans dispersant) peut, avantageusement, varier de 1 à 99,5%, de préférence de 5 à 95%, plus préférentiellement de 10 à 90% et encore plus préférentiellement de 30 à 90% . La composition peut également contenir, en plus du solvant, et/ou du dispersant, d’ autres additifs tels qu’un adjuvant de dissolution polaire, comme le 2-éthylhexanol, l’hexylène glycol, le décanol, l'isodécanol et/ou l'isotridécanol. La viscosité de la résine de condensation alkylphénol-aldéhyde modifiée, diluée avec 30% en masse de solvant aromatique mesurée à 50°C à l'aide d'un rhéomètre dynamique avec une vitesse de cisaillement de 100 s 1 est, de préférence, comprise entre 1000 et 10000 mPa.s, de préférence entre 1500 et 6000 mPa.s, et avantageusement entre 2500 et 5000 mPa.s.
La résine alkylphénol-aldéhyde modifiée peut également être utilisée dans une composition en association avec un ou plusieurs additifs additionnels.
Comme additifs additionnels susceptibles d’être utilisés en association avec la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée on peut citer: les dispersants/détergents, les inhibiteurs de corrosion, les biocides, les désémulsifiants, anti-mousses , les inhibiteurs de dépôts de paraffines ; les abaisseurs de point d’écoulement, les additifs anti-sédimentation des paraffines ; les piégeurs d’PLS , les inhibiteurs de dépôts organiques tels que les acides naphténiques, les inhibiteurs de dépôts minéraux, les marqueurs, les stabilisateurs thermiques, les émulsifieurs, les agents réducteurs de frottements, les surfactants, et leurs mélanges.
Parmi les autres additifs additionnels, on peut citer particulièrement : a) les additifs anti-mousse, notamment (mais non limitativement) choisis parmi les polysiloxanes, les polysiloxanes oxyalkylés, et les amides d'acides gras issus d'huiles végétales ou animales; b) les additifs détergents et/ou anti-corrosion, notamment (mais non limitativement) choisis dans le groupe constitué par les aminés, les succinimides, les alkénylsuccinimides, les polyalkylamines, les polyalkyles polyamines, les polyétheramines; les imidazolines; et les sels d’ammonium quaternaire dérivés des composés sus-cités, c) les additifs de lubrifiance ou agent anti-usure, notamment (mais non limitativement) choisi dans le groupe constitué par les acides gras et leurs dérivés ester ou amide, notamment le monooléate de glycérol, et les dérivés d'acides carboxyliques mono- et polycycliques ; d) les additifs modificateurs de la cristallisation, les additifs inhibiteurs de dépôts de paraffines, les additifs abaisseurs du point d’écoulement ; les modificateurs de la rhéologie à basse température tels que les copolymères éthylène/vinyl acétate (EVA) et/ou éthylène/vinyl propionate (EVP), les terpolymères éthylène/ acétate de vinyle/ versatate de vinyle (EA/AA/EOVA) ; les terpolymères éthylène/ acétate de vinyle/ acrylate d’alkyle ; les copolymères EVA modifiés par greffage ; les polyacrylates ; les terpolymères acrylates/acétate de vinyle/anhydride maléique ; les copolymères anhydride maléique/alkyl(méth)acrylate amidifiés susceptibles d'être obtenus par réaction d'un copolymère anhydride maléique/alkyl(méth)acrylate et d'une alkylamines ou polyalkylamine ayant une chaîne hydrocarbonée de 4 et 30 atomes de carbone, de préférence, de 12 à 24 atomes de carbone ; les copolymères d'alpha-oléfine/anhydride maléique amidifiés susceptibles d'être obtenus par réaction d'un copolymère d'alpha- oléfine/anhydride maléique et d'une alkylamine ou polyalkylamine, l'alpha-oléfine pouvant être choisi parmi les alpha-oléfine en C 10-C50, de préférence, en C 16-C20 et l'alkylamine ou la polyalkylamine ayant, avantageusement, une chaîne hydrocarbonée de 4 et 30 atomes de carbone, de préférence de 12 à 24 atomes de carbone. A titre d'exemples de terpolymères, on peut citer ceux qui sont décrits dans EP01692196, W02009106743,W02009 106744, US4758365 et US4178951 , e) les neutralisateurs d'acidité.
Procédé d’adsorption/désorption de la résine
L’invention concerne également un procédé d’ adsorption/désorption de la résine telle que définie ci-avant, dans et hors d’une formation rocheuse renfermant une huile brute. Ce procédé comprend les étapes successives suivantes:
- l’injection forcée de la résine sur la formation rocheuse,
- l’adsorption de la résine dans la formation rocheuse, - la désorption progressive de la résine hors de la formation rocheuse la renfermant, par extraction de l’huile brute.
Selon l'invention, les étapes peuvent être mises en œuvre successivement. Selon un mode de réalisation, les étapes de « pre-flush »,
« flushing solvent » et « overflush » peuvent être mises en œuvre comme décrit précédemment.
Les exemples ci-après sont donnés à titre d’illustration de l’invention, et ne sauraient être interprétés de manière à en limiter la portée.
EXEMPLES
Exemple 1 : synthèse de la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée
(Rés 1 )
Étape 1 : Dans une première étape, on prépare une résine alkylphénol-aldéhyde par condensation de para-nonylphénol et de formaldéhyde (par exemple selon le mode opératoire décrit dans EP857776), de viscosité à 50°C comprise entre 1800 et 4800 mPa.s (viscosité mesurée à 50°C à l'aide d'un rhéomètre dynamique avec une vitesse de cisaillement de 10 s 1 sur la résine diluée avec 30% en masse de solvant aromatique (Solvesso 150 ®)).
Etape 2: Dans une seconde étape, la résine alkylphénol-aldéhyde issue de la première étape est modifiée par réaction de Mannich par ajout de 2 équivalents molaires de formaldéhyde et 2 équivalents molaires de dipropylènetriamine de suif, connue sous la dénomination N-(Tallowalkyl)dipropylènetriamine et commercialisée par exemple sous la dénomination Trinoram S®, par rapport à la résine alkylphénol- aldéhyde issue de la première étape.
Les caractéristiques de la résine (dénommée Rés l ) obtenue à l’issue de l’étape 2 sont répertoriées dans le tableau 1 ci-dessous : [Table 1]
(*) Viscosité à 50°C : mesurée sur une résine diluée avec 30% massique de solvant Solvesso 150®, vitesse de cisaillement 10 s 1, à l'aide d'un rhéomètre Haake RheoWin®.
(* *) Evaluation du nombre moyen de noyaux phénoliques par molécule de résine ou Nphe : mesuré par résonnance magnétique nucléaire du proton.
Exemple 2 : Injection en mode de la résine Rés l dans une formation rocheuse
L’étude a été réalisée sur un puits grandeur réelle dont les caractéristiques sont les suivantes :
[Table 2] On a préparé une composition de traitement, en diluant la résine Rés l dans un solvant aromatique (Solvesso 150) pour obtenir un produit à 50% en volume de matière active, puis en rediluant ce mélange à 50% en volume dans un mélange diesel/xylène (de ratio 60/40 en volume). Le puits a été traité de la manière suivante :
- On injecte 75m3 d’une solution MeOH/eau : 50/50
- On injecte 75m3 d’un solvant hydrocarboné : Diesel /Xylène : 60/40
- On injecte en mode forcé, 750m3de la composition de traitement ci- avant. - On réalise un overflush de 1750m3 de 100% de gazole/diesel, à 2m du puits.
Les résultats du test sont résumés dans le tableau 3 ci-dessous : [Table 3] On observe que la concentration de Rés l est maintenue au-dessus de 600 ppm pour 100 000 barils produits. La production de 100 000 barils est réalisée en 100 jours.
Après une production de 400 000 barils d’huile extraite du puits, l’huile produite contient encore 100 ppm de Rés l .
Le même test a été réitéré, mais en réalisant un overflush de 3250 m3 de diesel, au lieu de 1750 m3 , à 2.6m du puits. Les résultats sont détaillés dans le tableau 4 ci-dessous
[Table 4]
On observe que la concentration de Rés l est maintenue au-dessus de 600 ppm pour 200 000 barils produits. La production de 200 000 barils est réalisée en 190 jours.
Après une production de 400 000 barils d’huile extraite du puits, l’huile contient encore 289 ppm de Rés l . Le volume d’overflush augmenté de 54% permet de produire plus de barils en moins de jours.
Compte tenu de ces résultats, on peut observer que le procédé d’extraction de l’invention, qui consiste à injecter en mode forcé la résine Rés l , dans la formation rocheuse du puits, puis à extraire l’huile brute, permet de maintenir une concentration suffisante pour assurer une efficacité de Rés l pendant plus de 12 mois.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d’extraction d’une huile brute d’une formation rocheuse la renfermant, comprenant les étapes suivantes :
(i) une première étape d’injection forcée dans la formation rocheuse d’ au moins un composé constitué d’une résine alkylphénol-aldéhyde modifiée, ladite résine alkylphénol-aldéhyde modifiée étant susceptible d’être obtenue par réaction de Mannich d'une résine de condensation alkylphénol-aldéhyde, avec au moins un aldéhyde et/ou une cétone ayant de 1 à 8 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone; et au moins un composé hydrocarboné ayant au moins un groupement alkylpolyamine, ayant entre 1 et 30 atomes de carbone, de préférence entre 4 et 30 atomes de carbone, ladite résine de condensation alkylphénol-aldéhyde étant elle-même susceptible d'être obtenue par condensation d'au moins un alkylphénol substitué par au moins un groupement alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 30 atomes de carbone, de préférence un mono-alkylphénol, avec au moins un aldéhyde et/ou une cétone ayant de 1 à 8 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, puis
(ii) une deuxième étape d’extraction de l’huile brute hors de la formation rocheuse.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est susceptible d'être obtenue à partir de p-nonylphénol, de formaldéhyde et d'au moins un composé hydrocarboné ayant au moins un groupement alkylpolyamine.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est susceptible d'être obtenue à partir de p-nonylphénol et le nombre moyen de noyaux phénoliques par molécule de résine p-nonylphénol-aldéhyde modifiée est compris entre 6 et 25, de préférence compris entre 8 et 17, et encore plus préférentiellement compris entre 9 et 16.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 , dans lequel le composé hydrocarboné ayant au moins un groupement alkylpolyamine comprend au moins deux groupements amine primaire et une chaîne grasse ayant de 12 à 24 atomes de carbone, de préférence de 12 à 22 atomes de carbone, et est de préférence la N-
(T allô w alky 1) diprop y lènetri amine.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est mise en œuvre sous forme diluée dans un solvant organique, de préférence dans un solvant aromatique, plus préférentiellement le xylène, éventuellement en association avec une coupe d’hydrocarbures liquide qui est de préférence une base carburant, plus préférentiellement une coupe diesel.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la résine alkylphénol-aldéhyde modifiée est injectée dans la formation rocheuse en une quantité telle que sa concentration dans l’huile brute extraite de ladite formation 6 mois après la date d’injection est comprise entre 10 et 2000 ppm en poids, de préférence entre 20 et 1500 ppm, de préférence entre 50 et 1000 ppm, de préférence entre 70 et 800 ppm, de préférence entre 100 et 700 ppm, plus préférentiellement de 400 à 700 ppm, plus préférentiellement de 550 à 650 ppm en poids, par rapport au poids de l’huile brute.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dont l’étape (i) d’injection forcée est répétée au maximum une fois tous les 3 mois, de préférence une fois tous les 4 mois, de préférence une fois tous les 5 mois, encore plus préférentiellement une fois tous les 6 mois, voire une fois par an.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant une étape additionnelle (i’ ) d’injection dans la formation rocheuse d’eau, de gaz et/ou de saumure, cette étape étant de préférence réalisée après l’étape (i).
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant avant l’étape (i) une étape de pré-lavage, dans laquelle on injecte dans la formation rocheuse un premier fluide de préférence aqueux.
10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l’étape de prélavage est suivie d’une étape de lavage de la formation rocheuse avec un solvant organique de préférence sans additif, également effectuée avant l’étape (i).
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant après l’étape (i) une étape d’injection d’un solvant organique pour augmenter la pénétration de la résine au cœur de la roche.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la formation rocheuse entoure un puits de forage pétrolier.
13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape additionnelle (i” ) de traitement choisie parmi : une élévation de pression, et/ou une élévation de température, et/ou un mélange avec au moins un autre fluide, ladite étape étant de préférence réalisée après l’étape (i) et après l’étape (i’) lorsque cette dernière est mise en œuvre.
14. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la formation rocheuse entoure un puits de forage pétrolier.
15. Procédé d’ adsorption/désorption de la résine telle que définie dans l’une des revendications 1 à 4, sur une formation rocheuse renfermant une huile brute, comprenant les étapes suivantes :
- l’injection forcée de la résine sur la formation rocheuse, - l’adsorption de la résine sur la formation rocheuse,
- la désorption de la résine hors de la formation rocheuse la renfermant, par extraction de l’huile brute.
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