FR2508096A1 - Procede et dispositif pour la recuperation du petrole subsistant dans des formations souterraines. - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF, PROCEDE ET PRODUIT POUR LA RECUPERATION SECONDAIRE OU TERTIAIRE DU PETROLE CONTENU DANS DES FORMATIONS SOUTERRAINES. SUR LES LIEUX D'EXTRACTION, ON PREPARE UN POLYMERE, DE PREFERENCE UN POLYACRYLAMIDE PARTIELLEMENT HYDROLYSE, AVEC DES CARACTERISTIQUES CORRESPONDANT EXACTEMENT AUX PROPRIETES DE LA FORMATION, DETERMINEES PAR DES MESURES EFFECTUEES SUR UNE CAROTTE. ON INJECTE UNE SOLUTION AQUEUSE DU POLYMERE PAR UN PUITS D'ADMISSION ET ON RECUPERE LE PETROLE PAR UN PUITS D'EXTRACTION.

Description

t 508096 La présente invention se rapporte à un dispositif et un procédé

servant à récupérer le pétrole contenu dans des formations ou réservoirs pétrolifères souterrains et en particulier à un procédé et un dispositif dans lesquels on utilise un fluide propulseur ou tampon de mobilité, de

préférence sous la forme d'une solution aqueuse d'un poly-

mère tel qu'un polyacrylamide partiellement hydrolysé, pour la récupération secondaire et tertiaire du pétrole contenu

dans ces formations ou réservoirs.

La récupération du pétrole résiduel contenu dans des formations souterraines par noyage des formations à l'aide

d'un milieu aqueux contenant un polymère tel qu'un poly-

acrylamide partiellement hydrolysé a attiré l'attention

générale des spécialistes, comme le montre le nombre impor-

tant des brevets des Etats-Unis visant à la préparation et

à l'utilisation de telles solutions Dans ce groupe impor-

tant de brevets, on peut citer les brevets des Etats-Unis

NOS 2 827 964, 3 002 960, 3 039 529, 3 370 649, 3 558 759,

3 800 877, 3 825 067, 3 841 401 et 3 853 802 Au moins un de ces brevets, le brevet des Etats-Unis ne 3 370 649, suggère la préparation et ltinjection d'une solution aqueuse d'un polyacrylamide partiellement hydrolysé sur le site de

la formation pétrolifère Conformément à ce brevet, la poly-

mérisation et l'hydrolyse sont effectuées simultanément en présence d'un polyphosphate de métal alcalin et d'un

catalyseur approprié pendant une durée suffisante pour pro-

voquer l'hydrolyse d'environ 5 à 70 % des groupes amides

du polymère On obtient donc une solution aqueuse d'un poly-

acrylamide partiellement hydrolysé qu'on mélange avec de l'eau et qu'on injecte dans un puits d'admission pénétrant dans une formation pétrolifère souterraine et qu'on refoule dans cette formation en direction d'un ou plusieurs puits d'extraction qui pénètrent également dans la formation Le procédé de production statistique, au hasard, ou dans un seul récipient, décrit dans ce brevet, est non seulement

inefficace et ruineux, et par conséquent impraticable éco-

nomiquement, mais 4 galement, et cela est peut-être plus important, il donne un produit final ayant des propriétés

imprévisibles le rendant, sauf un hasard fortuit, de répon-

dre aux exigences de perméabilité spécifiques d'une forma-

tion pétrolifère souterraine particulière Plus précisément, à ce dernier égard, le procédé du brevet des Etats-Unis ne 3 370 649 ne permet pas la préparation contrôlée d'une solution aqueuse d'un polymère destinéeà être utilisée dans une formation pétrolifère et possédant les propriétés nécessaires d'injectabilité et de mobilité à la fois au puits d'admission afin d'éviter ou au moins d'amoindrir un

bouchage de l'orifice de puits, et au-delà du puits d'ad-

mission, c'est-à-dire dans la gangue, afin de permettre un

déplacement adéquat du pétroee dans le formation, en di-

rection d'un puits d'extraction Ce brevet, comme aucun des autres brevets des Etats-Unis précités, ne suggère pas non

plus de procédé permettant de parvenir à un tel résultat.

Conformément à l'invention, on a mis au point un

procédé et un dispositif pour préparer des solutions aqueu-

ses de polymères destinées à être utilisées dans la récu-

pération du pétrole contenu dans des formations souterrai-

nes et qui sont capables de répondre aux exigences posées

par pratiquement toutes les formations pétrolifères souter-

raines Ces procédés permettent non seulement de préparer

des solutions de polymères possédant des propriétés unifor-

mes et prévisibles, mais également de préparer des solutions de polymères ayant des propriétés supérieures, spécialement

du point de vue de leurs injectabilité et mobilité amélio-

rées, de leur stabilité, de leur tolérance pour la saumure

et de leur résistance à la dégradation ou à la fluidifica-

tion sous les forces de cisaillement Et, ce qui présente encore plus d'avantages, ces résultats sont obtenus avec une plus grande efficacité et un prix moins élevé qu'avec les produits polymères du commerce, qu'ils soient vendus à

l'état solide ou à l'état de solutions aqueuses.

Le procédé et le dispositif selon l'invention sont adaptés à lutilisation sur place, en ligne, essentiellement continue, ce qui évite une purification et un stockage des 4 ned uo 4998 TIVPJ Uo Tq"u Tuueqpp 04400 s Toj oua OUOT 4 vm -joi *un quup nueluo* *T O aiqd up jeu T 4 do quemeo"ldpp lm inod eaqmúlod unip 94 TI Tqom Op qe 94 TT Tqu 4 oaru Tap 9 p 4 p Txdojd C sol 9 OUV Aes T Il Je UTUX 949 P op lu V 44 e%&xed enbu Tp op 02 ulou op enbricm enb-ruqo" 4 eun suisp op-çagi eex-r-e Tnop Tow pou Bop Uo Tq Tqavdpà op 4 e guelom gai Tu Tn OPTOM Bp Tod ep voinsom xnv 04 uv 4 aodu T exeuau qua oaeq-FVJ 4 iq UUOTI Uuî 10 J BOT ao 4 no 4 lu 9 wenb T 4 ejd op pq TT Tqupuied op seoue S Tre xav eipuod OC -?a inod SPTJVA sea TUTUOPTOU qp Tod sep 1-eoiqu L Tod op oup -ue 4 p oumus eun aeaudgid qued uo 404 Tne aed -ozaux Tod np BOT -uzpup" zqlq Tedojd sel 4 a qq TT Tqom op quemalaodicoo el 4 p 4 TT -Tqvqoeru Tp sol oe &v e AT 4 "q T 4 unub no Tqv T -*a ue ses Ta oiqu 4 ue Aned seinson ego *Pppooad UT 49 JT 4 T* Z -edsrp el aied paiedgad ea 1 u LúT O d unap itexrie Tn OPTOU op Tod sep VI op qe uelou ai Tu Tn OPTOU pou up UOT 4 vu Tu&xe 4 - pp *un ans epaueo 1690 joq Tva 4 iq XTOA Zoupa un avd seprod seou""Txe xnu expuodpa op e Tqvdwo ailtmúTod op uo Tju I O " eun etouanseu aus, OJTVJ q j Tq Toods Tp np jO pppooid np opn 4 Tqdvil OZ buo Tqen TjpmúTod op eaneq*JPTPDOV Bop qe 4994 jeu T SUS Bop ine Timo VI 4 *uq"úxo T Omo* OUOT 4 **Pj BOT euvp 4 ulm 9 Aje 4 u T eque"v 40 Oj Tqovpj sep ai Tn PQ 24 UT anod UJT 4 Te eds Tp sep 40 aveal OP 4 ueme 4 T Ujq op o JT 4 T"Od OTP sop loouoipjpad op foi 4 no ue lue Tlu 00 J TlTs O d*Tp el ejoq Tvj 4 qn*A uosnb a-ço Ajee T -Pa un qu"p 4 u*xqpupd UOTV"Tmpubp 94 Tnd un euvp Z 0400 ruqi T op 40 P*úToipx 1 q eifbuxtod el JOUTTP op quu IL- 401 L Xed "J 71 T Sod -STP sep 49 49 jotmúTod op 4 uvanoo el ouvp 4 uvex Tojpú,q que"V unip OPT Qxquoo Pq Tlluenb eun JOIOAUO&P 4 uuqqet&zed *J TjT"*d -o Tp sep e Tadmoo À le*úTgjpúlqap OJT 4 T Oodu Tp úop langul Tequo OT up eux Tlme T 49 ane"úTv 4 vo ue UOT 4 "quem TTWST ined o JT 4 TS -06 *TP sep 4 UO Tl%VVTJPMúTod op Oj Tq Teodg Tp sep 6 n We 6 p &sinon eun OQJLU U 09 TUTT op o JT 4 T*Od BTP sep 4 ceaquouem ue UOT 4 -nq U&UTTV 4 P OJT Tuod"TP 99 P P Ub Jdr 4 oo JT 4 T 8 Od 8 TP el 49 JP Jf Jd UOT 4 "BTTVPJ op opom el cuva tuo TIVOTT Tqntp 04 TB up sio'q no 12 OT 4, 1913 TT Tqytsp, 04 TS un q Je A qoeilp jaodcu Vj 4 un inod 4 uemes -BTT 2 op ce TOA sep ans v 9 quom 40 aplquanov-pid luqmq Bnq"Vq -UUAW giqq 4 ue Aned pppooid np ej Anoo ue OBTU UT le lUVAJOB "I Tejvdde BUT &SUTJ geo y -89 TUTJ ezq"úTod op VUOT 4 n Tou UOT 4 * 1 *i UT quemenb Tlqdvjs equespidea C 2 Tj 1 WI OUOT 4 ""Tipmúlod op inag Ilv 4 eq lue ue Tq -wa 4 ueouoo UT 40 UOT 4 ue Au T 4 l uoles pppooid el jwd paudgid C ejtuúTod un 4 p QJT Vlnoplom sp Tod el oique OJTVPUTT UOTIUTOJ VI op enb Tqd VJ 2 UOT 4 vqueopjdej eun que Z *"TJ VI -uollue AUT&T uoles pppoeid el avd sojtmúled op es"q q quemeowldpp op sep Tnb TI op uo Tq -vaudgad VI inod j Tq T*od*Tp un 6 je T Ino Tlind uo T,4 "*Tlvpj op OC opom un cu"p 44 u"menb Timaqqoe e 4 uespidea T -"Tj in : s Tenbee T ans epxeuuu ou Tesop *op eexn"Tj rne aouojpjpa ue " 4 tidu-To epuuop epl -,r T Wqpp uo Fqcl Tjouep UT op quemoj TVTO qn Td quo JT 4 joeuej uo Tq -ue Au TT op ee"vluv Au %a sonb T 4 *Tjp 4 ovjuo eejqnvia Z ogu OT 4 eo -T Tddv seo op seun- voub T*nb eub jouuo T 4 u*w ou xnod so 4 jed op uo T 4 v Tnoj To inod *j Tq Tppu le sep Tub TT op uo T 4 v T App inod voub Ta Tqo u 4 Tnpoid 4 "ejn 4 ouij op venb Tlnvjpúq sep Tub TI sep -q *j T 4 Tppu eimou eep*TI Tln aile 4 uemelu O p quo Axed nuo Tqnlee OZ sel -p 4 T"oos TA equuq lq lniq eloalpd op sonpop To gel enup qaodeueaq el aee Ta OAVJ op UTJW sonpoptoip eno Tepzu Til 1 UOT 400 ru TIT le 84 Tnd op 03 TJTJOIT op OBUUT*TOA nv UOT 40 er -UT&P equeu 94 TMJ 4 sep UJ 04 TO uo 'UOT 4 ue Au Ti T uo Tes JT 4 T Sod -BTP el 40 pppooid el aud gepavdpad eeitwúTod op quo T 4 n Tos T sep tuo Tqua TTT 4 N OOJ 4 uv OOT Twavd -4 u Om 9 TT Ou 4 Tqen 9 POTTT 4 u quemeovrdpp op sep Tnb TT sep uo Tqooru T sieidu op 4 oeru T qoe ejq"úTod op uo T 4 n Tou UT enbaiel sai Tv Tqje 4 no 6 "*j Tvu Tjd UOT 4 wjpdnopj op vowa Tuvoqu sep avd OT 4 jvd epuv J 2 ue *pied - nopi p 4 p quo i To Aaespi np seanqauooap Xlq sel enbajo T oi Tvp 01 - uooee ea 4 t 4 ned Uo Tqvjpdnopi VI 4 T*UTY oquemeouldpp op zv" unip no op Tnb TT unp uo T 4 ovl gnou ej 4 JT Toj 4 pd UOT 4 "miej eun#p pnov*p lue e Toaq 9 d el oe Tjoubee T sunp suo Tlwàpdo Bop 4 vouuaidwoo BUOTI"Jpdnopi seo -oeiltj T Toaq 9 d VUOT 4 "mioj sep vuep nue 4 uoo e Toj 4 pd np quemeouldpp avd uo T 4 vjpdno -pi UT inod quemeatt T Ino Tqavd quoq queuuo T Avoo j T 4 Tvode Tp e T le pppooid el lqueumappopid q b Tpu T u T uo emmoo es*n Tuo A sp I Lp Tidoid se T juvppssod sa 4 tm I Tod un i Tuoqqo le eait Tuvu op oei To 4 vagdo sel je Tj Tpom 96080 sza

2508 D 96

linéaire entre la mobilité relative réciproque et le poids moléculaire moyen d'un polymère préparé conformément à l'invention.

La fig 4 est une représentation graphique compa-

rative de la répartition des poids moléculaires d'un poly-

mère préparé par le procédé selon l'invention et d'un pro-

duit du commerce.

La fig 5 représente schématiquement le noyau d'un disque radial obtenu à partir d'une formation pétrolifère et utilisé pour la détermination de la mobilité relative

réciproque d'un polymère selon l'invention au puits d'ad-

mission et au-delà du puits d'admission.

La fig 6 représente graphiquement la mobilité d'une

solution de polymère préparée par le procédé selon l'in-

vention en fonction du volume d'injection.

La fig 7 représente graphiquement la mobilité d'une solution de polymère préparée à partir d'un polymère

typique du commerce en fonction du volume d'injection.

La fig 8 est une représentation graphique compara-

tive mettant en évidence l'effet de la salinité sur la mo-

bilité &'une solution de polymère préparée par le procédé

selon l'invention et d'un produit du commerce.

Quoique le procédé et le dispositif selon l'invention puissent être adaptés à la préparation de divers polymères destinés à être utilisés euxmêmes dans la préparation de solutions aqueuses à utiliser comme liquides de déplacement ou tampons de mobilité dans la récupération du pétrole c ontenu dans des formations souterraines, conformément à la

pratique préférée de l'invention, les polymères sont pré-

parés à partir d'un monomère hydrosoluble contenant au moins un groupement vinyle, ce groupement vinyle consistant en un groupe vinyle d'acrylyle, cyanure de vinyle, vinyle de

styryle, éventuellement à l'état de sel hydrosoluble Lors-

que le groupement vinyle est un groupement vinyle d'acry-

lyle, le monomère peut être représenté par la formule

CH = CY-C 0-X

dans laquelle X représente l'hydrogène, un groupe amino (NH 2), hydroxy, méthyle ou un groupe OR, R représentant un radical alkyle inférieur, et Y représente l'hydrogène ou un groupe méthyle Comme exemples de monomères présentant de l'utilité dans la pratique de l'invention, on citera ltacrylamide, l'acide acrylique, l'acrylonitrile, l'acide méthacrylique, le méthacrylamide, le méthacrylonitrile, le

méthacrylate de méthyle, et le styrène-sulfonate de sodium.

Dans ce groupe, l'acrylamide est le monomère préféré.

L'acrylamide utilisé peut consister en l'un quelconque des acrylamides du commerce pour polymérisation, vendus à

ltétat solide ou sous la forme de solutions aqueuses.

Pour des considérations de sécurité, on préfère les solutions aqueuses parce qu'elles évitent les problèmes de

poussières-associés à la forme solide du monomère.

Le monomère est polymérisé en présence d'un induc-

teur ou catalyseur de polymérisation vinylique approprié.

On peut utiliser en particulier les composés formant des radicaux libres comme les composés azoiques, par exemple

l'azo-bis-isobutyronitrile et le chlorure d'azo-bis-iso-

butyramidine; des peroxydes comme le peroxyde d'hydrogène,

le peroxyde de sodium et le peroxyde de benzoyle; des pero-

xydes d'alkyle et de dialkyle, par exemple les hydropero-

xydes de tert -butyle et le peroxyde de diéthyle; des per-

sulfates de métaux alcalins, y compris d'ammonium, comme le persulfate de sodium, le persulfate de potassium et le

persulfate d'ammonium; et des bisulfites de métaux alca-

lins, par exemple le bisulfite de sodium et le bisulfite

de potassium Lorsque le monomère à polymériser est l'acryl-

amide, les catalyseurs ou inducteurs radicalaires préférés sont le persulfate d'ammonium et le bisulfite de sodium, spécialement leurs mélanges dans des proportions relatives

d'environ 9:1 à 1:9 La vitesse de polymérisation de l'a-

crylamide monomère en présence d'un mélange de persulfate dtammonium et de bisulfite de sodium peut encore être accrue si l'on remplace une partie du bisulfite de sodium par un composé ferreux comme le sulfate ferreux ammoniacal On obtient dtexcellents résultats avec un système à trois catalyseurs de ce type dans lequel environ 20 à 40, de préférence environ 30 à 35 moles %,du bisulfite de sodium sont remplacés par le composé ferreux Comme on le verra plus en détail ci-après, la concentration de ltinducteur radicalaire libre du catalyseur utilisé dans l'opération de polymérisation du procédé selon l'invention joue un role important en ce qu'elle conduit à une solution aqueuse de polymère capable de répondre aux exigences posées par une

formation souterraine pétrolifère particulière.

Conformém t à un aspect de 'inveution, les pro-

priétés des polymères d'acrylamide préparés par le procédé

ont été améliorées en effectuant la polymérisation en pr 4-

sence de certains acides organiques polycarboxyliques, par

exemple l'acide éthylène-diaminotdtracétique, l'acide N-( 2-

hydroxyéthyl)-éthylène-diaminotétracétique et l'acide nitrilotriacétique Ainsi par exemple à la polymérisation de l'acrylamide, l'addition d'enviren 250 à 350 ppm dt'acide éthylène-diaminotétracétique au mélange de réaction conduit à un polymère possédant deo propriétés supérieures dans le

noyage de carottes.

On netera que le procédé selon l'invention exploite l'oxygène pour inhiber à l'origine la polymérisation du

monomère et par conséquent, permet d'effectuer la pelyméri-

satien en présence d'oxygène quoiqu'à une concentration

inférieure à colle à laquelle on l'utilise en tant qu'inhi-

biteur L'oxygène peut consister en oxygène pur De prêté-

rence,cependant, on utilise V'air comme source d'oxygène.

Lt'oxygène est de préférence introduit dans le mélange de réaction par barbotage Juequ'à saturation A température ambiante, dans un mélange de réaction consistant en une solution aqueuse d'acrylamide à une concentration d'environ 1 à 8 % en poids, on atteint la saturation on oxygène à un niveau d'environ 3 à 10 ppm, habituellement d'environ 4 à 6 ppm d'oxygène on poids A cette concentration, léoxygène agit comme inhibiteur de polymérisation Après avoir ramené la concentration de l'oxygène à un niveau d'environ 0,1 à e b À 0,2 ppm, par exemple par barbotage d'un gaz inerte, par

dégazage sous vide ou par introduction d'un agent réduc-

teur comme le bisulfite de sodium, ou par une combinaison

de tels procédés, on procède à la pélymérisation du monomère.

En général, on utilise de préférence de l'eau de ville dans l'opération L'avantage de l'utilisation de l'eau de ville réside en ce qutelle a une faible teneur on sels et on ce que son p H est dans l'intervalle de 8 à 10, lequel favorise la réaction de polymérisation Si l'on préfère utiliaer l'eau de ville, il est également possible

d'utiliser des eaux très variées depuis de l'eau déminéra-

lisée Jusqu'à l'eau du lieu (eau naturelle du réservoir).

La température à laquelle on procède à la polyméri-

sation peut varier dans certaines limites A la polymérisa-

tion de l'acrylamide par exemple, la température du mélange de réaction se situera de préférence dans l'intervalle d'environ 30 à 80 C et mieux encore d'environ 40 à 55 e C. I 1 faut éviter l'ébullition Les durées de polymérisation varient également, Ici encore, lorsque le monomère est l'acrylamide, on laisse polymériser pendant une durée de 8 à 12 et plus généralement d'environ 9 à 10 heures La r 4 éaction de polymérisation est exothermique et, après la période initiale de réaction, le mélange est agité à la température finale atteinte à la suite du d 4 gagement de

chaleur pendant encore 1 à 4, en général 2 à 3 houres.

Lorsque la polymérisation est terminée, on a Joute

au polymère une base monovalente comme l'hydroxyde de so-

dium ou de potassium en quantité nécessaire pour hydroly-

ser environ 20 A 40 moles % des groupes amides dans le cas d'un polymère comme le polynorylamide, ou des groupes esters

dans le cas d'un polymère comme la polyméthacrylate de m 4-

thyle Lorsque le polymère est un polyacrylamide 9 on par-

vient en général aux meilleurs résultats dans l'invention

du point de vue de l'injectabilité et du contr 8 le de mobi-

lité et des propriétés générales avec un polyacrylamide partiellement hydrolysé, dans lequel environ 25 à 35, mieux encore environ 30 moles %, des groupes amides ont été

convertis en groupes carboxylates.

Comme on l'a déjà indiqué, l'un des aspects impor-

tants de l'invention réside dans la capacité de former, au point d'utilisation, une solution aqueuse de polymère conçue spécialement, "sur mesure" pour répondre aux exi-

gences particulières d'une formation souterraine pétroli-

fère quelconque A cette fin, on a mis au point un dispo-

sitif dont les composants peuvent être montés de manière

à permettre un transport aisé en un endroit choisi.

La fig ldes dessins annexés représente schématique-

ment un mode de réalisation particulier d'un tel dispositif.

En référence à cette figure, le dispositif comprend essen-

tiellement une alimentation en monomère 10 et une source d'eau 12 en communication avec un réacteur ou récipient de polymérisation 16 Celui-ci est aussi en communication avantageusement avec une source de catalyseur 18 Celle-ci

comprend de préférence des dispositifs permettant de mani-

puler séparément chacun des composants d'un catalyseur combiné et des dispositifs permettant de doser une quantité

déterminée de chacun des composants du catalyseur séparé-

ment ou ensemble dans le récipient-16 La source de cataly-

seur 18 et ses dispositifs doseurs associés (non représentés) constituent des caractéristiques importantes du dispositif en ce que, par lwn réglage correct de la concentration du catalyseur ou du catalyseur combiné dans le récipient 16, on peut faire var"ier à volonté le poids moléculaire moyen et la répartition des poids moléculaires du polymère formé

dans le récipient 16, de manière à obtenir unl polymère pes-

sédant les propriétés d'injectabilité et de mobilité capa-

bles de répondre aux exigences d'un réservoir particulier.

Le récipient 16 est avantageusement équipé d'un agitateur ou mélangeur 16 a et d'une double enveloppe à circulation de vapeur 20 permettant de chauffer le mélange de réaction dans le récipient Le récipient 16 est également équipé de dispositifs permettant d'introduire de l'azote ou un autre gaz inerte dans le récipient 16 afin d'éliminer l'oxygène ou d'abaisser la concentration en oxygène du mélange de réaction Une pompe 22 dont l'orifice d'admission est en

communication avec le récipient 16 et l'orifice de refou-

lement en communication avec une soupape de mélange 24 permet d'évacuer le polymère formé du récipient lb et de le mettre en contact avec une solution aqueuse basique provenant d'une source 26, également en communication avec la soupape 24 Cette dernière est en liaison par un conduit

avec un dispositif de mélange qui, dans le mode de réalisa-

tion représenté, est constitué de mélangeurs statiques 28.

Ceux-ci, tels qu'on les a représentés, sont eux-mêmes en communication avec un réacteur ou récipient d'hydrolyse 30 dans lequel on dilue le polymère formé Une pompe 32 reliée au récipient 30 permet d'évacuer le polymère dilué et de le transférer dans un mélangeur ou dispositif de dilution finale 34 La solution diluée de polymère formée dans le

mélangeur 34 est prête à l'injection dans un puits d'admis-

sion Le dispositif peut comprendre avantageusement des dis-

positifs auxiliaires (non représentés), y compris un réser-

voir de séquestration et de pesée du monomère, une source

d'un accélérateur de polymérisation tel que l'acide éthylène-

diaminoacétique, un dispositif pour déminéraliser l'eau, des dispositifs échangeurs d'ions pour éliminer le Cu++ de la solution de monomère et un laveur pour l'eau introduite

au stade de dilution finale du polymère du dispositif.

A titre d'exemple, on introduit un monomère tel que l'acrylamide qui peut être à l'état solide ou consister en une solution aqueuse du commerce à 50 % en poids, inhibée par Cu++, dans le récipient 16, avec de l'eau provenant de

la source 12 Si le monomère est sous la forme d'une solu-

tion aqueuse du type indiqué, celle-ci est d'abord envoyée avantageusement sur une résine échangeuse d'ions qui sert

à éliminer le Cu La solution aqueuse de monomère conte-

nue dans le récipient 16 contient environ 6 % en poids de monomère et présente un p H dans l'intervalle d'environ 8 à 10 La concentration en oxygène de la solution est de l'ordre d'environ 4 à 6 ppm La solution de monomère est chauffée à une température d'environ 40 à 450 C par la double il enveloppe à circulation de vapeur 20 Dans la solution de monomère réchauffée, on fait alors barboter de l'azote Jusqu'à ce que la concentration en oxygbne tombe à un niveau d'environ 0,1 à 0,2 ppm Lea débits de barbotage peuvent varier légèrement D'une manibre générale, ils

représentent environ 0,1 à 10, de préférence de 1 à 2 volu-

mes de gaz par volume de la solution Si l'on suppose, à titre d'exemple, qu'on a utilisé un catalyseur combiné constitué de bisulfite de sodium et de persulfate d'ammonium, on introduit d'abord dans le récipient le bisulfite de

sodium provenant de la source 18 Le bisulfite fait fonc-

tion d'absorbeur d'oxygène et complete la désoxygénation réalisée par ltaoto On introduit ensuite dans le mélange de réaction le persulfate d'ammonium provenant de la source 18 La concentration des composants du catalyseur combiné représentera environ 180 ppm du bisulfite et environ 400 ppm

du persulfate, par rapport au poids de l'acrylamide mono-

mère Naturellement, et comme on l'a indiqué ci-dessus, la concentration peut Stre modifiée de manière & donner un

polymère possédant le poids moléculaire moyen et la répar-

tition de poids moléculaires recherchés La relation entre

le catalyseur et le poids moléculaire du polymère est repré-

sentée graphiquement à la fig 2 des dessins annexés On peut constater que le poids noléculaire moyen d'un polymère est une fonction linéaire de l'inverse de la racine carrée

do la concentration du catalyseur Ainsi donc, en choisis-

sant la concentration appropriée de catalyseur, on peut parvenir, par le procédé et le dispositif selon ltinvention, à préparer sur le site d'utilisation un polymère possédant le poids moléculaire moyen voulu et qui, comme on la dit, est capable de répondre aux exigences de la formation Aprbs addition du catalyseur combiné, on laisse réagir le mélange dans le récipient 16 pendant 8 à 12 heures I 1 y a dégagement de chaleur,provoqué par la réaction, Jusqu'A une température

d'environ 55 à 60 e C Le mélange de réaction est agité pen-

dant environ 2 à 3 heures à cette température La solution

polymérisée, & 6 %, est ensuite évacuée par pompe du réci-

pient 16 et mélangée avec une lessive de soude à 50 % provenant de la source 26 Le débit de l'alcali aqueux

est tel qu'il permet de mélanger environ 0,3 mole de l'hy-

droxyde avec environ 1 mole du polyacrylamide, c'est-à-dire qu'on introduit l'alcali caustique on quantité suffisante

pour hydrolyser environ 30 % des groupes amides du polymère.

De la soupape de mélange 24, la solution de polymère est envoyée aux mélangeurs statiques 28 Dans ces mélangeurs comme dans les dilutions subséquentes du polymère, il n'y a pas de fluidification, ni de dégradation du polymère due à des forces de cisaillement A partir des mélangeurs 28,

la solution de polymère partiellement hydrolysé est trans-

férée dans le récipient 30,dans lequel elle est mélangée

avec de l'eau fraîche provenant de la source 12, en quanti-

l S té nécessaire pour former une solution aqueuse à environ 1 % en poids du polyacrylamide partiellement hydrolysé La solution reste dans le récipient 30 pendant environ 10 à 12 heures et est ensuite transférée par la pompe 32 vers le mélangeur de dilution 34 dans lequel on forme une solution aqueuse contenant environ 50 à 5 000 parties par million du polyacrylamide partiellemont hydrolysé Du mélangeur 34, la solution diluée peut tre in Jectée directement dans un puits d'admission ou transportée provisoirement dane un

réservoir de stockage dans lequel elle reste pr 8 te à l'in-

jection dans un puits d'admission.

Le procédé t le dispositif selon l'invention, comme on l'a déjà dit, permettent la préparation sur place de

polymères présentant une gamme de poids moléculaires séle-

tivement contr 8 lable, c'est-à-dire qu'on pout préparer un polymère prévu spécialement, "sur mesure", pour répondre

aux exigences de perméabilité de pratiquement toute forma-

tion à traiter Plus précisément, le procédé et le dispo-

sitif selon l'invention permettent de préparer des polymères, spécialement des polymères tels que les polyacrylamides partiellement hydrolysés, présentant un poids moléculaire moyen et une répartition de poids moléculaires sélectivement contr 8 lables, avec corrélation quantitative entre ces

paramètres et le comportement d'injectabilité et de mobi-

lité du polymère dans une formation La relation entre ces paramètres, c'est-à-dire le poids moléculaire moyen et la

mobilité relative réciproque (MRR),est représentée graphi-

quement sur la fig 3 des dessins annexés La MRR d'un poly-

acrylamide partiellement hydrolysé, comme àn peut le cons-

tater, est une fonction linéaire du poids moléculaire moyen,

et cette relation constitue un outil précieux pour la con-

ception particulière, "sur mesure", d'un polymère répondant

aux exigences d'une formation Un élément auxiliaire carac-

téristique du procédé et du dispositif réside dans l'exploi- tation d'une technique de noyage de disque permettant de

déterminer avec une exactitude statistiquement significa-

-tive, pratiquement à une distance quelconque du site d'in-

Jection, les mobilités relatives réciproques non seulement des polymères préparés par le procédé selon l'invention,

mais également de liquides de déplacement tels que des dis-

persions micellaires Ce renseignement permet de prévoir avec une grand exactitude les performances du polymère et/ou du liquide dans une formation particulière, et conduit à

une récupération optimale du pétrole.

A l'arrière-plan de ces mesures, on sait que l'on peut diminuer la mobilité d'un fluide dans un milieu poreux tel qu'une formation pétrolifère en augmentant la viscosité du fluide, en diminuant la perméabilité du milieu poreux,

ou par une combinaison de ces deux mesures Les polyacryla-

mides partiellement hydrolysés provoquent à la fois une augmentation de la viscosité de l'eau et une diminution de

la perméabilité d'une formation dans laquelle leurs solu-

tions s'écoulent La mesure dans laquelle une concentration particulière d'un polyacrylamide partiellement hydrolysé de

type déterminé remplit ces deux fonctions est très gros-

sièrement une fonction du poids moléculaire moyen du poly-

mère La viscosité sous faible cisaillement et le facteur de tamisage du polymère sont simplement des techniques de laboratoire permettant de comparer les poids moléculaires moyens, qu'on utilise dans la pratique quotidienne pour le i 4 contr 8 le de la qualité La mesure du facteur de tamisage est en relation avec les propriétés de diminution de la

perméabilité du polyacrylamide partiellement hydrolysé.

A la même concentration, un polymère à haut poids moléculaire moyen donne une viscosité et un facteur de tamisage plus forts qu'un échantillon à poids moléculaire plus bas Inversement, avec un échantillon à haut poids moléculaire, il faut des concentrations plus faibles pour parvenir aux mimes viscosité et facteur de tamisage Il est raisonnable d'en conclure que les polymères à haut poids moléculaire doivent être plus efficaces Toutefois, dans de nombreux cas, cela ne se vérifie pas Ainsiipar exemple, lorsqu'il y a des molécules de polyacrylamide partiellement hydrolysé extrêmement grosses, elles peuvent sembler, à l'examen visuel, être en solution, mais forment en réalité des systèmes analogues à des gels qui agissent comme des particules séparées Ces particules peuvent être filtrées et, en fait, elles sont filtrées sur la face de sable ou sont retenues dans les quelque premiers cm de la matière

souterraine, provoquant le "colmatage" de l'orifice de puits.

Par suite, elles diminuent dans une mesure importante l'in-

jectabilité de la solution de polymère sans contribuer à

diminuer plus avant la mobilité dans le réservoir.

D'une manière générale, plus basse est la perméabi-

lité du réservoir et plus bas le poids moléculaire moyen du polymère qu'on peut injecter sans colmatage appréciable

de l'orifice de puits Cependant, pour une formation déter-

minée, on peut parfaitement avoir deux solutions de poly-

acrylamides partiellement hydrolysés au même poids molécu-

laire moyen qui possèdent des efficacités radicalement dif-

férentes à l'égard du contrôle de mobilité Lorsque la

répartition de poids moléculaires d'un polymère est relati-

vement étroite, comme c'est le cas avec les polymères pré-

parés conformément à l'invention, pratiquement tout le poly-

mère est efficace pour l'injectabilité et le contr 8 le de Mobilité Par contre, lorsque la répartition des poids moléculaires est large, comme c'est le cas pour la plupart des polyacrylamides partiellement,#ydrolysés existant à présent dans le commerce, la mobilité est affectée par les molécules à bas poids moléculaire du mélange de polymères, et les molécules à haut poids moléculaire du polymère indiquent la présence de substances se comportant comme un

gel et qui conduisent au colmatage de l'orifice de puits.

Il est raisonnable de conclure de la discussion qui précède que la propriété la plus importante du polymère est le poids moléculaire Les polymères, spécialement les

polymères de synthèse, sont des mélanges complexes de molé-

* cules de poids moléculaires variables C'est la raison pour laquelle les poids moléculaire& des polymères sont mesurés et exprimés en poids moléculaires moyens (X) En théorie, on dispose d'un certain nombre de mthodes permettant de déterminer le poids moléculaire moyen d'un polymère On citera parmi ces méthodes-la diffraction de la lumière, la chromatographie à perméation de gel, la microscopie électronique et l'ultra-centrifugation pour n'en nommer que

quelques-unes Conformément à la pratique préférée de l'in-

vention, on fait appel à l'ultra-centrifugation pour déter-

miner les caractéristiques de poids moléculaires moyens des polymères préparés par le procédé et avec le dispositif décrit ci-dessus Outre qu'elle permet la mesure du poids moléculaire moyen d'un polymère, l'ultra-centrifugation

donne des renseignements qui permettent de calculer la ré-

partition des poids moléculaires du polymère Il s'agit 11

d'une mesure importante en ce qu'elle donne des renneigne-

ments sur les proportions relatives en poids des composés à poids moléculaires variés constituant le polymère Une connaissance exacte du poids moléculaire moyen et de la répartition des poids moléculaires d'un polymère permet à un opérateur de déterminer par relation, non seulement les

performances d'un polymère dans un milieu poreux, mais éga-

lement les propriété% des solutions du polymère comme le facteur de tamisage et la viscosité Brookfield, avec une propriété importante et fondamentale du polymère, à savoir

le poids moléculaire.

-e.xim Xlod up je Tqivd enb Tj Tagde etun To A el 499 ej 4 múTod up lueme 44 oij 0 TJJ 900 el 09 AU UO Tl IWTOJ us 04 u"guoo eun 189 ojpv 2 o Ay&p Oaqoeou el que lUe ATOO np Pq-jeuep UT que vew Tod us 4 uv Alos np pqleoos TA el que enbit*u Talu T plTsoov T* UT 499 o Tq UITP le no Tqulueulppe op I Ue TOTJJOOO el que : no Tqunbp 9 qqeo A m 06 O ry 1.7- yl os - suie(l op 4 UOT oc

OTUTJUT U

4 ve Alos np p 4 TVUOP VI 400 eaiq"úTod up To Tqivd enb Tj Topde emn JOA OT que oin 4 vapdmol UT que zw" *op 04 uv 4 quoo VI 400 OTUTJUT UOT 4 ft TTP le UOT"UJJTP op qua TOTJJOOO OT 4 * 9 OTUTJUT UOT 14 UTTP le UOT 4 W 4 uem Tppe op que TDTJJOOO OT 480 9 UOT 4 "nbp aqqe D (Z) 0 j 0 a suite m K L i 1 i (T) 1 etidu-To quejn"lj nuo Tqvnbp seo o(z) 02 wanos-uaex Tepu*N-Xjo Tj op u*Tlunbp T op 4 e ( 1) saeqpe As op uo T 4 vnbpg T op uo*Tvu Tqmoo eun 4 uv"TTT 4 N us eene"nj Ta 4 ueo -vj 4 ln 4 T aud spuuop UOT 4 wiu OMT Ppe op g 4 v 4 Tnopj sep JT 4 jvd y p Tno Tva ai 4 g qned ejqm X Tod ungp () ue Xom oi Tulnop Tôm sp Tod el OP *QJTW Tn"u" 00 * 904 TA 994 JOJ xn V O q T"J 4 UU 49 *Jn*Om UT 4 (OJTU Tn OPTOM "PT Od Ouq) Ossun e 4 T 4 ed eunnb quew*p Tdui en Td * 4 uem Tppe (QJ Tw Tn OPT Ou ep Tod 4 uviq) e 4 ue 4 aodu T Ossun eunnb eevq UT inq -a Te PON uwuúq DOE enb Tq X Tvuv Ogn* 2 n J Tllu 9 Q-v J 4 Tn 4 T POAV 94 " 4 Tnapi plUOTTOO -roop a Tuaqqo 4 ned uo 4 o iveinseu sea ienqoejje#p quvl-4910 - jed sonb T 4 X Tlmv eeene"nj Taluoo-uj 4 Tn sep eoieumoo *T euvp aq*Txe TI -uo T 4 *queu Tppu op seouelTA sep sonne op oub -Tlzqoeq eun 499 uo T 4 v 2 nj Taqueo-va 4 Tni T lad Tou Tid ul T ç 9 T

960905 Z

Les quantités 50 et Do de l'équation ( 1) sont obte-

nues en reportant graphiquement les chiffres de coefficient

de sédimentation et de diffusion obtenus avec l'ultra-

centrifugeuse en fonction de la concentration du polymère examiné, puis en extrapolant la relation essentiellement linéaire de ces paramètres jusqu'à dilution infinie, ce qui donne 50 et Do Le paramètre y, c'est-à- dire le volume spécifique partiel du polymère, ne peut pas être déterminé

expérimentalement par la méthode habituelle de pycnométrie,-

parce que la viscosité empêche la préparation de solutions suffisamment concentrées Par suite, la valeur de v est déterminée à l'aide d'un densitomètre complexe (Mettler DMA 55) qui permet des mesures sur des solutions à haute

viscosité La constante l est connue pour de nombreux poly-

mères, autres que les polyacrylamides partiellement hydro-

lysés A partir des chiffres connus, on a choisi un modèle approprié pour parvenir à une approximation étroite de ce paramètre Le DNA en fibre unique constitue un excellent modèle, car il est à un poids moléculaire comparable, il est linéaire et porte des groupes latéraux chargés La constante pour le DNA est de 2,51 x 10, et ctest cette valeur qui a été utilisée pour faire les calculs à partir

des résultats obtenus à l'ultra-centrifugeuse.

En plus des résultats permettant la mesure d'un poids

moléculaire d'un polymère particulier, l'ultra-centifuga-

tion donne des renseignements pour le calcul de la réparti-

tion des poids moléculaires d'un polymère particulier Comme on l'a indiqué, il s'agit là d'une mesure très utile en ce qu'elle donne une connaissance importante des proportions

relatives en poids des caractéristiques de poids moléculai-

res variés d'un polymère Pour un polymère déterminé, ltop-

tique de ltultra-centrifugeuse donne une image qui est enregistrée par réfractométrie, représentant le gradient de concentration du polymère en fonction de la distance du

centre de rotation Les courbes de gradients ainsi obte-

nues sont transformées directement en une répartition des coefficients de sédimentation qui peut être convertie en une répartition de poids moléculaires On parvient à une

mesure quantitative de la répartition des poids moléculai-

res en prenant les moments des courbes de répartition don-

nés par l'optique de l'ultra-centrifugeuse et en détermi-

nant l'écart-type de poids moléculaire abondant pour une

espèce moléculaire particulière présente dans un échantil-

lon de polymère Cette valeur est représentée par le sym-

bole cr(sigma) Comme la répartition des poids moléculaires dépend du poids moléculaire moyen du polymère, l'étendue

relative de la répartition des poids moléculaires du poly-

mère est déterminée en divisant la valeur obtenue pour 6 ' à partir des courbes de répartition par le poids moléculaire

moyen (M) du polymère.

Ces calculs peuvent tre faits pour un grand nombre

d'espèces polymères préparées par le procédé selon l'inven-

tion, donnant une corrélation significative entre le poids

moléculaire moyen d'un polymère et sa mobilité Cette rela-

tion est représentée graphiquement à la fig 3 des dessins

annexés, déjà mentionnée ci-dessus.

On parvient en général dans les meilleures conditions

aux buts recherchés dans l'invention avec des polyacrylami-

des partiellement hydrolysés présentant un poids molécu-

laire moyen (M) dans l'intervalle d'environ 2 à 10 millions, de préférence d'environ 4 à 7 millions, et une répartition des poids moléculaires, telle qu'obtenue par la relation

d'environ 0,02 à 0,22 La mobilité relative réci-

proque (MRR) du polymère, dans l'intervalle de poids molé-

culaire moyen ci-dessus, se situera dans lintervalle d'en-

viron 1 c Po à 1 000 c Po.

Comme on l'a dit précédemment, un aspect important de la préparation d'une solution de polymèrepossédant des propriétés prévisibles et conçue spécialement "sur mesure" pour répondre aux exigences particulières d'un réservoir spécifique, réside dans la technique caractéristique de noyage de carotte ou de disque selon l'invention Cette technique permet de prévoir avec un degré d'exactitude appréciable le comportement de mobilité d'un polymère, à la

fois à l'orifice de puits et dans la gangue d'une forma-

tion Le renseignement ainsi obtenu peut être utilisé pour

modifier les paramètres opératoires observés dans le dis-

positif décrit ci-dessus de manière à obtenir une solution

de polyacrylamide hydrolysé capable de répondre aux exi-

gences d'une formation au point d'utilisation et par consé-

quent de récupérer au maximum le pétrole.

Les renseignements obtenus par la technique de noyage de carotte ou de disque selon l'invention, permettant de réaliser dans des conditions optimales le noyage par un polymère, comprennent ( 1) la récupération de pétrole, ( 2)

le comportement de mobilité et ( 3) la rétention du polymère.

La récupération de pétrole est mesurée comme fonction du

volume d'injection par un échantillonnage du liquide pro-

duit progressivement pendant toute l'opération de noyage.

Le chiffre de mobilité est calculé à partir des chiffres de chute de pression suivis en permanence pendant toute la durée de l'opération de noyage La rétention du polymère est déterminée par le bilan matière sur le polymère injecté

et produit dans la phase aqueuse.

L'efficacité du noyage par le polymère est détermi-

née par la technique de noyage de disque ou de carotte en comparant l'efficacité de récupération du pétrole du noyage par le polymère à celui du noyage par l'eau Le noyage par le polymère peut être appliqué à un moment quelconque de

l'existence d'un réservoir de pétrole, c'est-à-dire immé-

diatement après la production primaire, à la place du noyage par l'eau (noyage secondaire par un polymère); mais il peut également, et cela est plus probable, être appliqué ultérieurement dans leexistence d'un réservoir, après un noyage secondaire à l'eau (noyage tertiaire par un polymère)

La technique de noyage de carotte ou de disque selon l'in-

vention est exploitée pour réaliser dans des conditions optimales le noyage par un polymère, aussi bien pour des noyages secondaires que pour des noyages tertiaires On détermine la récupération de pétrole progressive par un noyage par le polymère, c'est-à-dire le volume de pétrole récupéré de l'échantillon de carotte ou de disque, en plus de celui récupéré par un noyage & l'eau Dans un noyage

tertiaire, le disque ou carotte est ( 1) ramené à la satu-

ration initiale en pétrole par injection de pétrole brut provenant du réservoir, ( 2) noyé à l'eau (on général, on

injecte 2 PV d'eau), et ( 3) noyé par le polymère (on géné-

ral, on injecte 2 PV de la solution de polymère plus l'eau de déplacement) La récupération supplémentaire de pétrele

par noyage au polymère est la quantité obtenue au stade ( 3).

Dans un noyage secondaire, le disque ou carotte est ( 1) ramené à la saturation initiale en pétrole par injection de pétrole brut, ( 2) noyé à l'eau, ( 3) ramené à la saturation initiale en pétrole par injection de pétrole brut, *t ( 4)

noyé par le polymère La récupération supplémentaire de p 6-

trele par noyage au polymère est celle obtenue au stade ( 4)

diminuée de celle obtenue au stade ( 2).

Typiquement, la récupération supplémentaire-de pé-

trole par noyage au polymère reprisente environ 2 % PV à

environ 15 % PV De préférence, la récupération supplémen-

taire de pétrole est de préférence d'au moins 2 % PV pour

&tre appréciable et avantageusement 5 % PV ou plus Le vo-

lume réel (mesuré en ml) de pétrole supplémentaire produit

est en relation avec le volume de pores du disque Le volu-

me de pores d'un disque ou carotte particulier dépend de

ses dimensions (hauteur et diamètre) et de sa porosité.

Pour la mise en oeuvre de la technique de noyage de carotte ou de disque, on prélève un échantillon de carotte

ou de disque à un endroit quelconque de la zone de la fur-

mation Le disque peut être humide de pétrole et/ou humide

d'eau, représentant une gamme de saturations par le pétrole.

L'échantillon de disque mesurera normalement environ 13 à 16 ucm de diamètre et environ 5 cm de hauteur Dans le centre du disque, on pratique un orifice d'environ 3 m pour injecter les liquides Le disque est séparé en un certain nombre d'anneaux concentriques au moyen de robinets

purgeurs à pression disposés le long d'un rayon Les robi-

nets purgeurs à pression sont en contact avec la surface

supérieure du disque uniquement Une représentation sché-

matique d'un disque typique est donnée à la fig 5 des dessins annexés Le disque est renfermé dans un support qui, en contraste marqué avec les techniques classiques d'essais sur carottes du sommet à la base, ou longitudinales, ne permet qu'un écoulement latéral des liquides, ou radial, du centre du disque jusqu'à la paroi extérieure du disque,

une condition qui se rapproche plus étroitement des carac-

téristiques d'écoulement d'un liquide injecté dans un ré-

servoir Le comportement de mobilité calculé à partir des chiffres de chute de pression est suivi en continu pendant toute la durée du noyage du disque La mobilité relative réciproque (MRR) ent calculée à partir de l'équation de Darcy ( 3) ( 3) -1 Ch (Ap kr r Qln o r 1 elle ne dépend que de la chute de pression (A p) car la perméabilité (K), la hauteur (h), le débit (Q) et les rayons intérieur (r 1) et extérieur (r 0) sont constants pour chaque noyage de disque Les chutes de pression sont plus fortes au voisinage de l'orifice central en raison des plus forts rapports r 0/r 1 Les valeurs absolues des

chutes de pression au cours de l'injection du polymère dé-

pendent de la constante K de l'équation ( 3) et du produit

des viscosités effectives par la diminution de perméabilité.

On détermine les conditions optimales pour un poly-

mère en procédant à des noyages de disques dans lesquels on fait varier à la fois la concentration et le volume de

polymère injecté et on mesure le supplément de pétrole ob-

tenu par le noyage au polymère Le dosage optimal (concen-

tration x volume de pores) est celui qui donne approxiha-

tivement la récupération supplémentaire maximale de pétrole (c'est-à-dire que des dosages croissants de polymère ne

conduisent qu'à de très faibles aubmentasions de la récupé-

ration de pétrole) On détermine de manière analogue les

conditions optimales pour d'autres polymères de poids mo-

léculaires différents Avec des polymères à poids molé-

culaires croissants, il faut des concentrations plus fai-

bles pour parvenir à la récupération supplémentaire maxi-

maie de pétrole.

Les chiffres de mobilité du polymère et de réten-

tion du polymère sont utiles pour choisir le poids molé-

culaire optimal De préférence, la rétention du polymère

doit être inférieure à environ 0,070 kg/m 3 et plus avan-

tageusement encore inférieure à 0,037 kg/m 3 Il est sou-

haitable que la concentration maximale de polymère produit

soit inférieure à environ 50 % de la concentration injec-

tée si l'on veut diminuer la mobilité de l'eau et récupé-

rer du pétrole à des distances appréciables du puits d'injection ou d'admission Dans les cas o la rétention

du polymère est très forte, c'est-à-dire supérieure à en-

viron 0,18 kg/m 3, le noyage par le polymère est probable-

ment non rentable La composition de la roche souterraine

est le facteur principal à l'égard de la rétention du poly-

mère D'autres facteurs affectent la rétention, quoique à un degré un peu moindre: ce sont la nature du polymère et

la salinité de l'eau, ces deux facteurs pouvant Atre con-

tr 8 lés par le procédé selon l'invention et la technique de

noyage de carotte ou de disque selon l'invention.

Les chiffres de mobilité obtenus par la technique de noyage de disque sont extrêmement utiles à l'égard de la

détermination du poids moléculaire optimal du polymère.

L'injectabilité constitue également un facteur économique important L'injectabilité est inversement proportionnelle à la mobilité relative réciproque totale d'un polymère La mobilité relative réciproque augmente et l'injectabilité

diminue lorsque le poids moléculaire du polymère augmente.

D'une manière générale, on utilise les critères suivants pour choisir un polymère à poids moléculaire optimum: (l)

la mobilité relative réciproque du polymère doit représen-

ter environ 3 à 10 fois celle de l'eau, ( 2) la mobilité relative réciproque de l'eau de déplacement suivant le

U 8096

noyage par le polymère doit 8 tre inférieure à environ fois celle de l'eau avant l'injection du polymère, et

( 3) au cours de l'écoulement du polymère, la mobilité rela-

tive réciproque dans l'anneau 1 du disque doit être infé-

rieure à celles trouvées dans les anneaux extérieurs du disque Les polymèros à haut poids moléculaire qui peuvent

provoquer une récupération supplémentaire maximale de pé-

trole aux basses cncnentrations en polymère ne sont pas

optimums au point de vue économique en raison de leur in-

jectabilité amoindrie La troisième caractéristique de

mobilité mentionnée ci-dessus est tnique pour les poly-

acrylamides partiellement hydrolysés préparés conformément

à l'tinvention En général, les polymères du commerce con-

duisent au= mobilités relatives réciproques les plus for-

tes dans l'anneau 1 du disque en raison d'un colmatage ex-

cessif au voisinage de l'orifice de puits Il s'agit là d'un phénomène extrêmement grtant, car la mobilité relative réciproque totale ett par conséquent, ltinjeetabilité, sont dominées par le comportement au voisinage de leorifice

de puits dans un système radial Ces différences fondamen-

tales entre les polymères selon l'invention et les polymè-

res du commerce feront l'ob Jet d'une discussion plus détail-

lée ci-après.

A titre d'exemple, on a prélevé un échantillon de disque dans une formation pétrolifère d'une réserve de l'Ouest des Etats-Unis dans laquelle on avait réalisé un noyage à l'eau Le disque avait un rayon de 6, 20 cem et une hauteur de 4,76 cm On a percé dans le centre du disque un

orifice de puits de 3 mm et on a éliminé les liquides rési-

duels du disque à l'aide d'un solvant approprié Après séchage, on a enfermé le disque dans un support dont les dimensions intérieures étaient légèrement supérieures aux

dimensions extérieures du disque et on a inséré des robi-

nets purgeurs à pression dans des ouvertures du couvercle du support, le long d'un rayon, afin de diviser le disque en 4 anneaux concentriques, comme représenté à la fig 5 des dessins annexés On a ensuite saturé le disque 7 par f 08096 injection d'eau do la formation au travers de l'orifice de puits de 3 mm, afin de déterminer les caractéristiques do perméabilité du disque au moyen de l'équation ( 3) On a trouvé un volume de pores du disque ou carotte de 146,2 cm 3 et une perosité du disque de 25,4 % La satura-

tion résiduelle en pétrole du disque était de 68,4 % PV.

La saturation en eau était de 31,6 % PV Le disque a ensuite été saturé de pétrole brut du réservoir d'o l'échantillon

de disque avait été prélevé afin de reproduire aussi étroi-

tement que possible dans le disque les conditions naturel-

les du réservoir La viscosité du pétrole brut était d'en-

viron 10 c Po à 29 e C Après saturation par le pétrole brut,

on a injecté dans le disque ouviron 2 PV d'eau à une visce-

sité de 0,82 c Pe à 290 Jusqu' ce que la production de pétrole cesse (coupe à 100 % d'eau) On a recueilli le pétrole brut par un robinet placé dans le support du disque au bord ou à la parei extérieure du disque enfermé Le volume total de pétrole obtenu était d'environ 16,4 al, ou

11,22 % PV Aprbs balayage du pétrole contenu dans le dis-

que par le neoyage à l'eau, ons a in Jecté dans le disque 0,5 PV d'une solution de polymère préparée par le procédé selen

l'invention à un débit constant de 13 cm 3/h La concentra-

tion du polymèRre dans la solution était d'environ 1 000 ppm et le poids moléculaire moyen et la répartition des poids moléculaires du polymère étaient respectivement de 4 millions et 0,15 La solution de polymère in Jectée n'a subi aucun tamisage ni filtration La viscosité de la solution était d'environ 7,84 c Po à 25 e C Le noyage par le polymère a été immédiatement suivi d'un balayage à l'eau Le volume de pétrole récupéré par le noyage au polymère était de 13,35 ml ou 9,13 % PV La quantité de polymère injectée était de 71,80 mg, la quantité de polymère produite de 58,64 mg Le ?polymère total retenu était donc de 13,25 mg, soit une

perte de polymère par rétention de 0,023 kg/m 3.

On a suivi en continu la chute de pression au tra-

vers du disque Ainsi, pour les anneaux 1, 2 et 3 au cours du noyage à l'eau, la chute de pression pour l'anneau 1 partant d'une hauteur initiale de 92 mbar, tombait à mbar; pour l'anneau 2, de 53 mbar à 7 mbar; et pour l'anneau 3 de 9 mbar à 1,4 mbar Le total de la chute de pression au travers de tous les anneaux est la somme de 10, 7 et 1,4 mbar ou 18,4 mbar Au cours du noyage par le polymère, la chute de pression pour l'anneau 1 est allée

d'un maximum de 87 mbar à un minimum de 52 mbar; pour l'an-

neau 2, de 25 mbar à 13 mbar; et pour l'anneau 3, de 3 mbar à 6 mbar La chute totale de pression était de 71 mbar Les

chiffres correspondants pour le balayage à l'eau du poly-

mère étaient de 10 mbar à 3,5 mbar pour Vanneau 1; de

7 mbar à 3,5 mbar pour l'anneau 2 et 4 mbar à O pour l'an-

neau 3 La chute totale de pression pour le balayage à

l'eau était de 7 mbar.

La mobilité relative réciproque de la solution de polymère est équivalente au terme de viscosité (x) de r

l'équation ( 3) si l'on prend pour la valeur de K dans l'é-

quation la perméabilité initiale pour l'eau du disque Com-

me le poids moléculaire moyen de la solution de polymère injectée est connu par les chiffres obtenus au préalable

à l'ultra-centrifugeuse, on peut prévoir la mobilité rela-

tive réciproque du polymère dans le réservoir On peut Atre amené à injecter plusieurs solutions de polymères dans le disque afin de déterminer la solution de polymère qui convient le mieux aux exigences du réservoir Toutefois, cette détermination peut être faite rapidement et, en toute certitude, plus efficacement et à moindre prix que lorsqu'on procède à des essais par tâtonnements sur le terrain La considération primordiale réside en ce que la technique permet à un opérateur de sélectionner au préalable une

solution de polymère capable de donner les meilleurs résul-

tats à la concentration minimale du polymère sans risque

de colmatage de la face au puits d'injection.

La technique de noyage de carotte ou de disque selon l'invention peut également être exploitée avec avantage

dans le choix préalable de produits de noyage micellaires.

Ces produits constituent l'objet d'un certain nombre de

brevets des Etats-Unis, y compris les brevets des Etats-

Unis Nos 3 266 570, 3 506 070, 3 682 247 et 3 734 185. D'une manière générale, ces produits consistent en une dispersion formée

essentiellement d'eau, d'un hydrocarbure -et d'un agent tensio-actif Facultativement, on peut ajou- ter un électrolyte et/ou un autre agent tensio-actif Les dispersions sont classées en dispersions à phase externe aqueuse ou à phase externe huileuse, selon que la phase hydrocarbure est interne à la dispersion ou que la phase

aqueuse est interne à la dispersion Les dispersions peu-

vent également être classées en dispersions intermédiaires lorsque la phase externe n'est pas clairement définie

comme une phase aqueuse externe ou phase huileuse externe.

Dans le cas habituel, l'injection d'une dispersion micel-

laire en quantités d'environ 1 à 20 % du volume de pore de la formation permet une récupération efficace du pétrole brut de la formation pétrolifère La nature des dispersions micellaires est telle que, spécialement du point de vue

économique, il est important de déterminer avant l'injec-

tion dans un réservoir les caractéristiques de performance de la dispersion dans un réservoir particulier La technique du noyage de carotte décrite ci-dessus en relation avec les

solutions de polymères préparées par le procédé selon l'in-

vention peut être exploitée avec avantage pour préparer

"sur mesure" une dispersion micellaire conçue pour satis-

faire aux exigences d'un réservoir pratiquement quelconque

lorsque l'utilisation de telles dispersions est possible.

La technique de noyage de carotte détermine le profil de

mobilité de la dispersion Cette propriété permet à la dis-

persion de réaliser une récupération optimale du pétrole contenu dans les réservoirs A cet effet, on peut modifier facilement la viscosité en réglant la çeneur en eau de la

dispersion, parmi d'autres variables.

Lorsqu'on utilise des dispersions micellaires pour la récupération secondaire et tertiaire du pétrole, une pratique préférée consiste à faire suivre le tampon de dispersion micellaire par un ou plusieurs tampons de mobilité, le dernier étant habituellement suivi d'un balayage à l'eau Le brevet des Etats-Unis nÀ 3 406 754 décrit un procédé dans lequel on opère de cette manière Le profil de mobilité des dispersions micellaires et des tampons de mobilité utilisé dans le procédé est avantageusement gra- dué, depuis une basse mobilité égale ou inférieure à celle des liquides de la formation, c'est-à-dire le pétrole brut et l'eau contenus dans la formation, Jusqu'à une forte

mobilité égale à celle du balayage d'eau injectée ou ap-

prochant celle-ci Les mobilités du front, de la partie moyenne et de la partie arrière du tampon ou des tampons de mobilité et, facultativement, de la dispersion micellaire, doivent &tre coançues pour être compatibles avec les liquides de la formation et avec chaque tampon précédent et suivant, y compris le balayage à l'eau, auxquels on fait appel dans le procédé pour parvenir au déplacement optimal du pétrole et éviter des effets défavorables sur les tampons voisins à la suite d'une pénétration en doigts de g Ants et/ou d'une extraction des composants de chaque tampon Lo procédé et le dispositif selon l'invention, tels que décrits cidessus,

permettent non seulement de concevoir la dispersion micel-

laire et les tampons de mobilité de manière qu'ils répondeat aux exigences dtun réservoir particulier#mais également de préparer sur place des tampons de mobilité possédant des

caractéristiques optimales d'injectabilité et de mobilité.

Plus précisément, à ce dernier égard, le procédé et le dispositif selon l'invention permettent la préparation

sur place de tampons de mobilité à poids moléculaires dif-

férents et, comme indiqué ci-dessus, mobilités relatives roéciproques diff 4 rentes, en sorte que le front, la partie moyenne et la partie arrière de chaque tampon possède la compatibilité interne optimale et la compatibilité externe optimale pour les tampons précédent et suivant, y compris la dispersion micellaire et le balayage à l'eau, auxquels

on fait appel dans l'opération de récupération de pétrole.

On y parvient conformément à l'invention en modifiant sélec-

tivement la concentration du catalyseur ou catalyseur combin

servant & la polymérisation du monomère.

Pour mettre en évidence les propriétés supérieures des solutions de polyacrylamides partiellement hydrolysée

préparées par le procédé et dans le dispositif selon ltin-

vention, on a procédé à des études comparatives dans les-

quelles on a également utilisé un polyacrylamide partiel-

lement hydrolysé du commerce, le produit de marque PUSHER 700 de la firme Dow Chemical Companr La fig 4 des dessins annexés est un graphique qui représente schématiquement les courbes de répartition des poids moléculaires obtenues avec un polyacrylamide partiellement hydrolysé préparé par le procédé selon l'tinvention et un échantillon du polymère

Pusher 700 Le polymère préparé par le procédé selon l'in-

* vention a une répartition de poids moléculaires nettement

plus étroite, sans les polymères à poids moléculaires extra-

mement bas et extramement hauts qu'on trouve dans le pro-

duit du commerce La répartition de poids moléculaires plus étroite du polymère selon l'invention permet un contr&le

plus efficace et plus uniforme de la mobilité, car prati-

quement tout le polymère contribue efficacement aux pro-

priétés de mobilité d'une solution aqueuse de ce polymère? Dans le cas du polymère Èusher 700, la répartition des

poids moléculaires est beaucoup plus étendue, et le pely-

mère contient en proportions appréciables des molécules de polyacrylamide partiellement hydrolysé extrhmement grosses, indiquant la présence de produits analogues A des gels Les

particules analogues à des gels ont tendance A rester fil-

trées sur la face de sable ou sont retenues dans les quel-

que premiers cm de sable, et contribuent à "colmater"

l'orifice de puits Ainsi donc, elles diminuent l'injecta-

bilité sans contribuer plus avant au contr 8 le de mobilité dans la gangue d'un réservoir Un colmatage excessif dans la région voisine de l'orifice de puits conduit à une perte

inutile d'injectabilité.

Les différences marquées entre les propriétés d'in-

jectabilité et de mobilité d'un polyacrylamide partiellement hydrolysé selon l'invention et du polymère du commerce

Pusher 700 ressortent de l'examen des fig 6 et 7 des des-

sins annexés Les résultats représentés sur ces graphiques

ont été obtenus avec des disques "Berea" calcinés, équi-

pés de robinets multiples avec injection de 2,5 volumes de pores de 1 000 ppm de polymère dans une saumure à 500 ppm de chlorure de sodium suivie de 2,5 volumes de pores de

saumure à un débit d'injection d'environ 0,0056 cm 3/s.

Comme on peut le constater à l'examen de la fig 6, la

mobilité relative réciproque du polyacrylamide partielle-

ment hydrolysé selon l'invention augmente avec la distance

radiale Ceci est le résultat d'une diminution de perméa-

bilité relativement faible et uniforme, y compris dans la région voisine de l'orifice de puits (anneau 1) et d'une haute viscosité qui s'accroit avec la distance L'examen de la fig 7 montre que le profil de mobilité du produit du commerce, le polymère Pusher 700, est plus complexe La

mobilité relative réciproque diminue d'abord avec la dis-

tance radiale Dans cette zone, la diminution de perméa-

bilité domine sur la viscosité La diminution de perméabi-

lité est extrêmement forte dans la région de l'orifice de

puits (anneau 1) et diminue avec la distance, et elle de-

vient alors constante, à un niveau comparativement bas.

Lorsque la diminution de perméabilité devient constante, l'effet d'une viscosité relativement basse, mais croissante, provoque l'augmentation de la mobilité relative réciproque avec la distance Cette étude comparative montre que le

polymère selon l'invention a une injectabilité qui repré-

sente plus de 1,5 fois celle du polymère Pusher 700 En outre, le polymère selon l'invention est beaucoup plus

efficace dans la gangue (à distance de la région de l'ori-

fice de puits) que le polymère Pusher 700 qui est l'un des

polymères du commerce les plus connus.

En plus de leurs propriétés supérieures dtinjecta-

bilité et de contrôle de la mobilité, les polyacrylamides partiellement hydrolysés selon l'invention ont également une tolérance pour la saumure qui est supérieure à celle

de polyacrylamides connus comme le polymère Pusher 700.

L'effet de la salinité sur la mobilité relative réciproque

dans la gangue d'un polymère selon l'invention et du poly-

mère Pusher 700 est représenté graphiquement à la fig 8 des dessins annexés Le polymère selon l'invention présente contre toute attente une tolérance nettement plus forte

pour la saumure à toutes les concentrations étudiées.

Pour mettre encore en évidence les différences mar-

quées de propriétés entre les polymères selon Iginvention et les produits du commerce tels que le polymère Pusher 700,

on a procédé à des essais de cisaillement dans des condi-

tions comparables La dégradation par cisaillement qui se manifeste par une diminution du facteur de tamisage et/ou

de la viscosité représente, pour le polymère selon l'in-

vention, moins du tiers de la dégradation constatée pour

le polymère Pusher 700.

Une autre propriété importante des polymères selon

l'invention, comparativement aux polyacrylamides partie Jle-

ment hydrolysés connus, réside dans leur excellente stabi-

lité Ainsipar exemple, un polymère préparé environ 8 mois

avant les essais a été conservé en l'absence de préserva-

teur à une concentration d'environ 1 %, sans élimination de l'oxygène dissous; on n'a pas constaté de dégradation apparente. Il est clair que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre

d'exemples et que l'homme de l'art peut y apporter Qes modi-

fications sans pour autant sortir de son cadre.

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de manipulation pour plusieurs catalyseurs de polymérisa-

tion-, ce qui permet d'introduire sélectivement dans le

réacteur On catalyseur unique ou une combinaison de cata-

lyseurs. 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend on outre un dispositif de mélange on communication avec le réacteur et le dispositif de dosage

de l'agent hydrolysant, et permettant de mettre une quanti-

té choisie d'un agent hydrolysant en contact avec le poly-

mère provenant du réacteur.

4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un réacteur d'hydrolyse on communication avec le dispositif de mélange et qui reçoit le polymère partiellement hydrolysé, ce réacteur d'hydrolyse étant en liaison avec une source d'eau qui sert à diluer

le pelymère qu'il contient.

Dispositif selon la revendication 1, caractérisé

en ce qu'il comprend un dispositif de manipulation de mono-

mères en tant que source d'alimentation pour un monomère à

transformer en polymère dans le réacteur.

6 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé on ce que le dispositif de mélange comprend une soupape on

communication avec le réacteur et le dispositif doseeur.

7 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de mélange comprend au moins un

mélangeur statique.

8 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le réacteur est équipé d'un dispositif de chauf-

fage permettant de régler la température dun mélange de

réaction dans le réacteur.

9 Dispositif selon la revendication 1, caractérilsé on ce que le réacteur et le dispositif de dilution Sont

reliés à une source d'eau commune.

Dispositif selon la revendication 5, caractérisé on ce qu'il comprend en outre un dispositif dtin Jection de

fluide permettant à la fois de saturer le monomère dtoxy-

gène avant introduction du monomère dans le réacteur et de diminuer dans une mesure importante la teneur en oxygène

du monomère qui se trouve dans le réacteur.

11 Procédé pour récupérer le pétrole contenu dans un réservoir pétrolifère souterrain ayant au moins un puits d'admission et au moins un puits d'extraction au travers duquel le pétrole contenu dans le réservoir est récupéré

en réponse à la force appliquée par un liquide de déplace-

ment, ce procédé se caractérisant en ce que l'on établit sur place, en ligne, un appareillage de préparation d'un liquide de déplacement, cet appareillage de préparation étant en communication avec au moins un puits d'admission du réservoir et comprenant un appareillage de polymérisation permettant de former une solution aqueuse d'un polymère à un poids moléculaire moyen et avec une répartition de poids moléculaires déterminés pour injection dans ledit puits; on prélève au moins un échantillon de la formation poreuse

souterraine dudit réservoir; on détermine les caractéris-

tiques de perméabilité de la formation poreuse et on choisit un polymère ayant un poids moléculaire et une répartition de poids moléculaires capables de répondre aux exigences de

perméabilité de la formation poreuse et de réaliser un dé-

placement optimal du pétrole contenu dans le réservoir; on fait varier sélectivement, lorsque c'est nécessaire, les conditions de formation du polymère dans l'appareillage de polymérisation de manière à obtenir un polymère ayant un

poids moléculaire moyen et une répartition de poids molécu-

laires capables de répondre aux caractéristiques de perméa-

bilité déterminées à l'avance du réservoir; on dilue le polymère, ramenant sa concentration à un niveau compatible avec les fluides à déplacer du réservoir; et on injecte le polymère dilué dans au moins un puits d'admission du réservoir. 12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'appareillage de préparation comprend une source de catalyseur de polymérisation, le poids moléculaire moyen et la répartition des poids moléculaires du polymère étant modifiés sélectivement de manière à répondre aux exigences de perméabilité d'un réservoir par contrôle de la quantité

dudit catalyseur introduite dans l'appareil de polymé-

risation. 13 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'appareillage de préparation comprend un dispo- sitif d'hydrolyse du polymère incluant une source d'un agent hydrolysant, le polymère étant mis en contact avec une quantité déterminée de l'agent hydrolysant avant sa dilution et son injection dans un puits d'admission du

réservoir.

14 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le polymère est un polyacrylamide, et l'agent hydrolysant est un hydroxyde de métal alcalin, la quantité

d'hydroxyde utilisée étant suffisante pour former un poly-

acrylamide partiellement hydrolysé qui se caractérise par

un poids moléculaire moyen d'environ 2 millions à 10 mil-

lions et une répartition des poids moléculaires d'environ 0,02 à environ 0,22, telle que déterminée par le rapport 6 / M dans lequel 6 est l'écart type du poids moléculaire

d'abondance d'une espèce moléculaire présente dans le poly-

mère et M est le poids moléculaire moyen du polymère.

Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le polyacrylamide partiellement hydrolysé a une mobilité relative réciproque dans l'intervalle d'environ

l c Po à 1 000 c Po.

16 Procédé selon la revendication 14, caractérisé

en ce que la quantité d'agent hydrolysant qu'on fait réa-

gir avec le polymère est suffisante pour hydrolyser d'en-

viron 20 à 40 moles % des groupes amides du polymère.

17 Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on utilise environ 0,3 mole de lessive de soude

par mole de polymère pour hydrolyser ce dernier.

18 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le catalyseur de polymérisation consiste en un mélange d'un bisulfite de métal alcalin et d'un persulfate

de métal alcalin, à un rapport bisulfite/persulfate d'envi-

ron 9:1 à 1:9.

19 Procédé selon la revendication 11, caractérisé

on ce que l'échantillon de la formation poreuse souter-

raine est sous la forme d'un disque dans lequel on pratique

un orifice central au travers duquel on introduit les li-

quides soumis aux essais et dans lequel on fait écouler les liquides soumis aux essais, en vue de la détermination de la perméabilité, latéralement à partir de l'orifice central du disque, afin de simuler les conditions d'écoulement

dans la formation.

20 Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que le disque a un diamètre d'environ 12 à 16 cm et

une épaisseur de l'ordre d'environ 5 cm.

21 Procédé pour récupérer le pétrole contenu dans un réservoir pétrolifère souterrain ayant au moins un puits d'admission et au moins un puits d'extraction au travers duquel le pétrole contenu dans le réservoir est récupéré

en réponse à la force appliquée par un liquide dg dépla-

cement, ce procédé se caractérisant en ce que l'on prépare

une émulsion possédant des propriétés déterminées dtinjec-

tabilité et de mobilité, on injecte l'émulsion dans le ré-

servoir au travers d'un puits d'admission, on injecte en-

suite dans le mime puits au moins un tampon de mobilité sous la forme d'une solution aqueuse d'un polymère d'un poids moléculaire moyen dans l'intervalle de 2 millions à 10 millions, avec une mobilité relative réciproque dans l'intervalle d'l c Po à 1 000 c Po environ et une répartition de poids moléculaires de l'ordre de 0,02 à 0,22 environ,

telle que déterminée par le rapport l/ M dans lequel 6-

est l'écart type du poids moléculaire d'abondance dans une espèce moléculaire présente dans le polymère et M est le

poids moléculaire moyen du polymère, et on récupère le pé-

trole au puits d'extraction formé dans le réservoir.

22 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que le polymère est un polyacrylamide partiellement

hydrolysé.

23 Procédé selon la revendication 21, caractérisé

en ce que l'émulsion est une dispersion micellaire.

24 Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que le poids moléculaire moyen, la mobilité relative réciproque et/ou la répartition des poids moléculaires du polymère dans la partie de t#te ou partie en contact avec l'émulsion de la solution aqueuse do polymère sont supérieur* aux paramètres correspondants du polymère dans la

partie de queue ou arrière de la solution.

Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'on injecte dans le puits d'admission, après le premier tampon de mobilité, au moins un autre tampon de mobilité sous la forme d'une solution aqueuse d'un polymère, ce tampon de mobilité additionnel ayant un poids moléculaire

moyen et une mobilité tels que sa partie de t&te est essen-

tiellement identique à la partie de queue du premier tampon

de mobilité.

26 Procédé selon la revendication 21, caractérisé

on ce que le polymère utilisé pour former le tampon de mobi-

lité est préparé sur le site d'utilisation, et en ce que

l'on règle sélectivement 1 e poids moléculaire et la répar-

titien des poids moléculaires du polymère en modifiant les paramètres de polymérisation de manière à obtenir dans une opération essentiellement continue une solution aqueuse de

polymère capable de répondre aux exigences de la formation.

27 Procédé pour récupérer le pétrole contenu dans un réservoir pétrolifère souterrain ayant au moins un puits d'admission et au moins un puits d'extraction au travers duquel le pétrole contenu dans le réservoir est récupéré on réponse à la force appliquée par un liquide de déplacement, procédé se caractérisant en ce que l'on injecte dans le puits d'admission de la formation une solution de polymère puis de l'eau servant à repousser la solution de polymère dans la formation, le poids moléculaire du polymère contenu dans la solution de polymère étant tel que la mobilité relative réciproque de la solution de polymère représente environ 3 à 10 fois celle de 1 'eau,et soit inférieure au puits d'admission et au voisinage du puits d'admission à ce qu'elle est au-delà du puits d'admission, de sorte que

l'injectabilité de la solution de polymère au puits d'ad-

mission est maintenue au niveau optimal.

28 Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que le polymère a un poids moléculaire moyen dans l'intervalle d'environ 2 millions à 10 millions, une mobi- lité relative réciproque de l'ordre d'environ 1 c Po à

1.000 c Po et une répartition des poids moléculaires d'en-

viron 0,02 à 0,22 telle que déterminée par le rapport 6-/ M dans lequel Oest l'écart type du poids moléculaire

d'abondance d'une espèce moléculaire présente dans le poly-

mère et M est le poids moléculaire moyen du polymère.

29 Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que le polymère est un polyacrylamide partiellement hydrolysé. 30 Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que l'on hydrolyse environ 20 à 40 % des groupes

amides du polymère.

31 Procédé pour récupérer le pétrole contenu dans un réservoir pétrolifère souterrain ayant au moins un puits d'admission et au moins un puits d'extraction au travers duquel le pétrole contenu dans le réservoir est récupéré en réponse à la force appliquée par un liquide de

déplacement, procédé se caractérisant en ce que l'on pré-

lève un échantillon de la formation pétrolifère souterraine, on élimine les liquides résiduels, y compris le pétrole, de l'échantillon, on introduit du pétrole dans l'échantillon de manière à le ramener à son état de saturation naturelle en pétrole, on noie l'échantillon par un volume de pores

déterminé d'une solution de polymère contenant une concen-

tration déterminée d'un polymère à poids moléculaire et répartition de poids moléculaires connus; on mesure la quantité de pétrole récupérée de l'échantillon par le noyage au polymère; on suit la mobilité du noyage par le polymère à la fois au point de pénétration du noyage et à l'écart du point de pénétration du noyage par le polymère dans l'échantillon, et on utilise les résultats obtenus à la récupération de pétrole et à la mobilité du polymère pour choisir une solution de polymère capable de réaliser une récupération optimale du pétrole contenu dans la formation

souterraine d'o l'on a prélevé l'échantillon.

32 Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que l'échantillon présente la forme d'un disque d'environ 12 à 16 cm de diamètre et d'environ 5 cm de hauteur, et en ce que les liquides sont introduits dans le

disque par un orifice axial formé dans celui-ci.

33 Procédé selon la revendication 32, caractérisé en ce que les liquides introduits dans l'orifice axial du disque sont contraints de s'écouler radialement par rapport à l'orifice axial de manière à simuler l'écoulement des

liquides dans la formation pétrolifère.

34 Procédé selon la revendication 32, caractérisé en ce que le disque est renfermé dans un récipient, et en

ce que l'on utilise une série de robinets purgeursà pres-

sion espacés en communication avec une surface principale du disque pour suivre le comportement de mobilité du noyage

par le polymère dans le disque.

35 Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que le polymère est un polyacrylamide partiellement

hydrolysé ayant un poids moléculaire moyen d'environ 2 mil-

lions à 10 millions et une mobilité relative réciproque

d'environ 1 c Po à 1 000 c Po.

36 Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que l'on noie l'échantillon saturé de pétrole par de l'eau, on introduit à nouveau du pétrole dans l'échantillon puis on le noie par le polymère, la différence entre la quantité de pétrole récupérée après noyage à l'eau et après noyage par le polymère étant utilisée pour choisir une solution de polymère capable de réaliser une récupération optimale du pétrole contenu dans la formation d'o l'on a

prélevé l'échantillon.

37 Procédé de préparation d'un polymère partielle-

ment hydrolysé à poids moléculaire moyen et répartition de poids moléculaires choisis au préalable, pour l'utilisation dans des environnements dans lesquels ces facteurs de poids

moléculaire ont une influence sur les performances du poly- mère, ce procédé se caractérisant en ce que l'on forme une solution d'un

monomère polymérisable soluble dans l'eau, on polymérise le polymère en présence d'un catalyseur de polymérisation, la proportion de catalyseur présente étant réglée en cours de polymérisation de manibre à donner un polymère ayant un poids moléculaire moyen et une répartition

de poids moléculaires choisis à l'avance, on met le poly-

mère en contact avec un agent hydrolysant en quantités

suffisantes pour provoquer une hydrélyse partielle du poly-

mère tout en conservant le poids moléculaire moyen et la répartition de poids moléculaires choisis à l'avance, et

on forme *ne solution du polymère à une concentration suf-

fisante pour que le polymère au poids moléculaire moyen

et à la répartition de poids moléculaires choisis i l'avan-

ce donne les résultats attendus de son utilisation dans

l'environnement auquel il est destiné.

38 Procédé selon la revendication 37, caractérisé on ce que le polymère est un polymcrylamide partiellement

hydrolysé.

39 Procédé selon la revendication 38, caractérisé

en ce que le polymère a un poids moléculaire moyen d'envi-

ron 2 millions à 10 millions et une répartition de poids moléculaires d'environ 0,02 à 0,22 telle que déterminée par le rapport S/ M dans lequel e est l'écart type du poids moléculaire d'abondance d'une espèce moléculaire présente dans le polymère et M est le poids moléculaire moyen du polymbre. Procédé selon la revendication 37, caractérisé

en ce que le catalyseur consiste en un mélange d'un per-

sulfate de métal alcalin et d'un bisulfite de métal alcalin.

41 Procédé selon la revendication 40, caractérisé en ce que le persulfate de métal alcalin est le persulfate

d'ammonium et le bisulfite de métal alcalin est le bisul-

fite de sodium, le rapport persulfate/bisulfite étant de

l'ordre d'environ 9:1 à 1:9.

4 o 42 Procédé selon la revendication 40, caractérisé

en ce que le catalyseur comprend en outre un composé fer-

reux. 43 Procédé selon la revendication 42, caractérisé en ce que le composé ferreux est le sulfate ferreux ammo- niacal. 44 Procédé selon la revendication 38, caractérisé

en ce que l'agent hydrolysant est ajouté en quantité suf-

fisante pour hydrolyser environ 20 à 40 % des groupes

amides du polymère.

Procédé selon la revendication 44, caractérisé en ce que l'agent hydrolysant est une solution aqueuse

d'un hydroxyde de métal alcalin.

46 Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que la solution du polymère a une mobilité relative

réciproque dans l'intervalle d'environ 1 c Po à 1 000 c Po.

47 Procédé selon la revendication 37, caractérisé en ce que le monomère contient au moins un groupement vinyle. 48 Procédé selon la revendication 47, caractérisé

en ce que le monomère est l'acrylamide.

49 Procédé selon la revendication 37, caractérisé en ce que la solution formée à partir du polymère est une solution aqueuse contenant d'environ 50 à 5 000 ppm du

polymère.

Procédé pour préparer un polymère ayant des pro-

priétés telles qu'il est capable on solution de répondre sélectivement aux conditions nécessaires pour activer, accroître et commander le déplacement et/ou l'écoulement de liquides dans des formations souterraines, don réservoirs, des conduits, des oléoducs et analogues, ce procédé se

caractérisant en ce que l'on forme une solution d'un mono-

mère hydrosoluble polymérisable, on polymérise le monomère

en présence d'un catalyseur de polymérisation, la concentra-

tion du catalyseur étant réglée en cours de polymérisation de manière à obtenir un polymère ayant un poids moléculaire moyen et une répartition de poids moléculaires choisis à l'avance et tels que le polymère en solution réponde à des exigences déterminées pour l'activation, l'accroissement

et le contrôle du déplacement et/ou de l'écoulement de li-

quides dans un environnement dans lequel le polymère doit être utilisé, et on forme une solution du polymère à une

concentration suffisante pour favoriser, accrottre et con-

trôler le déplacement et/ou l'écoulement d'un liquide dans

ledit environnement.

51 Procédé selon la revendication 50, caractérisé

en ce que le monomère est l'acrylamide.

52 Procédé selon la revendication 50, caractérisé en ce que le polymère est hydrolysé avant d'être mis en solution. 53 Procédé selon la revendication 50, caractérisé

en ce que le polymère a un poids moléculaire moyen d'envi-

ron 2 millions à 10 millions et une répartition des poids moléculaires d'environ 0,02 à 0,22, telle que déterminée par le rapport r/M dans lequel C-est l'écart type du poids moléculaire d'abondance d'une espèce moléculaire présente dans le polymère et M est le poids moléculaire moyen du polymère. 54 Procédé selon la revendication 50, caractér sé en ce que le polymère est un polyacrylamide partiellement hydrolysé. 55 Procédé selon la revendication 50, caractérisé en ce que le polymère est présent dans la solution à une

concentration de l'ordre d'environ 50 à 5 000 ppm.

56 Un polymère préparé par un procédé selon l'une

des revendications 37 ou 38.

57 Un polymère préparé par un procédé selon l'une

des revendications 50 ou 54.

58 Une solution de polymère préparée par un procédé

selon l'une des revendications 37 ou 38.

59 Une solution de polymère préparée par un procédé

* selon l'une des revendications 50 ou 54.