FR3073048A1 - Procede de mesure de la quantite d'eau dans l'huile ou d'huile dans l'eau au moyen d'une spectroscopie infrarouge resolue spatialement - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de mesure de la quantité d'une phase aqueuse dans une phase organique (huile) ou d'une phase organique (huile) dans une phase aqueuse basée sur l'utilisation de la spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement.
Description
Le domaine technique de l’invention concerne la quantification de l’eau dans l’huile ou de l’huile dans l’eau, en particulier pour le domaine la récupération assistée du pétrole qui est un axe de recherche important pour l’industrie pétrolière.
On estime aujourd'hui que 60% des réserves d'huile mondiales se trouvent piégées dans des réservoirs carbonatés. Une grande part de ces réservoirs est naturellement fracturée et produit moins de 10% de l'huile en place durant la récupération primaire. Il faut noter que ce taux de récupération particulièrement bas est lié à une perméabilité souvent faible, associée le plus souvent à une mouillabilité plutôt en faveur de l'huile. En récupération secondaire (EOR), pratiquement tout le débit d'eau injecté au niveau des puits injecteurs circule dans les fractures. L'huile présente dans les fractures est aisément mobilisée et produite, mais elle est associée à une forte production d'eau.
Par conséquent, mobiliser l'huile résiduelle contenue dans la matrice en conditions de mouillabilité intermédiaire ou préférentielle à l'huile est un véritable défi. En effet, différents mécanismes sont mis en jeu, comme les forces gravitaires, les forces capillaires, les forces visqueuses et la diffusion. Il faut en particulier noter que la pression capillaire est un obstacle à l'imbibition spontanée, qui est définie comme un processus d'imbibition qui a lieu sous l'action de la pression capillaire et/ou de la poussée d'Archimède quand une carotte ou un bloc de roche est entouré de saumure. Une stratégie d'amélioration de la récupération est d'injecter une solution aqueuse contenant des composés chimiques pour conférer au milieu (la matrice poreuse), et ce de manière suffisamment rapide, une mouillabilité préférentielle à l'eau. Dans cette nouvelle situation, les forces capillaires favorisent une imbibition spontanée et développent le processus de changement de mouillabilité plus en profondeur. De plus, l'utilisation de tensio-actifs ou d'additifs alcalins permet de réduire la tension interfaciale entre l'huile et l'eau d'imbibition, ce qui conduit à une prévalence des forces de gravités sur les forces capillaires. Dans ce cas, l'eau remplace l'huile sous l'action des forces gravitaires.
L'utilisation d'additifs tensioactifs a été testée avec succès sur les grès dans les années 1980 et connaît un regain d'intérêt. Le changement de mouillabilité du réservoir par les additifs tensioactifs a été particulièrement étudié. Des méthodologies de sélection des tensioactifs pour favoriser l'imbibition spontanée et la récupération d'huile dans les carbonates ont été élaborées. La formulation étant propre à chaque roche et à chaque huile, des essais sur pilote sont développés. On les appelle Coreflood. Pour ces pilotes, il est nécessaire de déterminer la composition du fluide en sortie des Corefloods, en particulier de déterminer les quantités d’eau et d’huile.
En plus de l’extraction du pétrole, une partie du procédé EOR consiste également à recycler l’eau qui est produite. Ce recyclage de l’eau nécessite un traitement de l’eau dans le but de séparer les phases huile et eau, et d’enlever les additifs (par exemple tensio-actifs). Une connaissance de la quantité d’huile dans l’eau permet d’optimiser les performances du traitement de l’eau, en adaptant les moyens mis en oeuvre à cette quantité.
Les besoins principaux de ces deux méthodes est de pouvoir quantifier l’eau et l’huile en temps réel. D’une part, pour évaluer les rendements d’extraction, et d’autre part, pour évaluer l’efficacité du procédé de purification de l’eau.
Pour la première application (Coreflood), grâce à cette connaissance, il devient donc possible de diminuer l'impact environnemental ainsi que les coûts d'extraction au moyen de développement de formulations tensioactives performantes et au moyen d’une détermination précise des quantités à injecter.
Actuellement, pour réaliser cette quantification, en sortie de coreflood, le produit extrait est échantillonné dans des flacons avec un volume maîtrisé (~3 mL). Les quantifications d’eau et d’huile sont réalisées en mesurant la hauteur des phases dans les flacons après décantation. Toutefois, dans le cas où une microémulsion se forme, les phases ne peuvent pas se séparer ce qui rend la quantification plus complexe. De plus, le rendement d’extraction est plus délicat à évaluer. En outre, le fait d’échantillonner le flux sortant engendre un grand nombre d’analyses, ce qui est un coût en temps et financier.
Concernant la problématique de la gestion du cycle de l’eau, le but pour les opérationnels est de vérifier le taux d’impuretés de l’eau récupérée après le procédé d’extraction, que ce soit avant ou après le traitement de l’eau. Actuellement la quantification des phases peut être réalisée après décantation, ce qui est un processus long, qui ne permet pas une mesure en temps réel et en continu. De plus, ce procédé n’est pas adapté dans le cas où une microémulsion se forme.
Pour pallier ces inconvénients, la présente invention concerne un procédé de mesure de la quantité d’une phase aqueuse dans une phase organique (huile) ou d’une phase organique (huile) dans une phase aqueuse basée sur l’utilisation de la spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement. Cette technologie permet une quantification précise en continu et en temps réel. De plus, cette technologie permet une quantification même en présence d’émulsion ou de micro-émulsion.
Le procédé selon l’invention
La présente invention concerne un procédé de mesure en continu de la quantité d’une phase aqueuse dans une phase organique ou d’une phase organique dans une phase aqueuse, dans lequel on met en oeuvre les étapes suivantes :
a) on fait circuler un fluide dans un milieu transparent au domaine du proche infrarouge ;
b) on réalise au moins une mesure spectrale par spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement pour ledit fluide circulant dans ledit milieu transparent ;
c) on différencie au moins les phases aqueuse et organique au sein dudit fluide par un traitement des spectres obtenus par ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement ; et
d) on quantifie ladite phase aqueuse dans la phase organique ou ladite phase organique dans la phase aqueuse à partir de ladite différenciation.
Selon un mode de réalisation de l’invention, on réalise ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement pour au moins deux angles de mesure.
Avantageusement, on réalise ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement au moyen d’au moins une mesure en transmission, notamment avec un angle de mesure compris entre 130° et 180 °.
De manière avantageuse, on réalise ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement au moyen d’au moins une mesure en réflexion, notamment avec un angle de mesure compris entre 5° et 90°.
Selon une configuration, on réalise ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement au moyen de trois mesures en transmission avec respectivement des angles de mesure de 170°, 175° et 180° et au moyen de deuxmesures en réflexion avec respectivement des angles de mesure de 5° et 10°.
Conformément à une mise en oeuvre, on différencie lesdites phases au sein dudit fluide par une analyse chimiométrique des spectres.
De préférence, ladite analyse chimiométrique des spectres est réalisée au travers d’une analyse en composantes principales, ou par une analyse en composantes communes et poids spécifiques, et dans lequel on quantifie lesdites phases au sein dudit fluide par ou par une régression partielle des moindres carrés, ou une régression partielle des moindres carrés multidimensionnelle.
Selon un aspect, on fait circuler ledit fluide dans un tube en quartz.
Conformément à un mode de réalisation, au moyen de ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement, on détermine en outre le type d’émulsion, et/ou on dose la salinité de ladite phase aqueuse, et/ou on détermine la composition de ladite phase organique, et/ou on détermine une distribution en taille de particules.
Selon une mise en oeuvre, ledit fluide à analyser provient d’un échantillon de matériau poreux.
Alternativement, ledit fluide à analyser est un fluide récupéré d’une formation souterraine.
De plus, l’invention concerne un procédé de détermination d’une propriété d’écoulement d’un fluide dans un milieu poreux, dans lequel on met en oeuvre les étapes suivantes :
a) on place un milieu poreux à analyser dans une cellule du système de mesure ;
b) on injecte un ou plusieurs fluides dans la cellule ;
c) au moyen du procédé de mesure selon l’une des caractéristiques précédentes, on détermine une quantité d’eau dans l’huile ou d’huile dans l’eau du fluide récupéré en sortie de ladite cellule ; et
d) on détermine au moins une propriété d’écoulement du fluide dans l’échantillon en fonction de ladite quantité d’eau dans l’huile ou d’huile dans l’eau du fluide récupéré en sortie de ladite cellule.
En outre, l’invention concerne un procédé de traitement de l’eau issue d’une méthode de récupération assistée des hydrocarbures, dans lequel on met en oeuvre le procédé de mesure selon l’une des caractéristiques précédentes pour déterminer la quantité d’huile présente dans l’eau, et on adapte la méthode de traitement de l’eau en fonction de ladite quantité d’huile présente dans l’eau.
Présentation succincte des figures
D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.
La figure 1 illustre schématiquement une sonde SRS et un tube pour la mise en oeuvre du procédé selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 2a illustre les spectres d’absorbance des différentes phases d’un échantillon obtenu par un mode de réalisation du procédé selon l’invention.
La figure 2b illustre les spectres d’absorbance de l’eau et du décane.
La figure 3 illustre les scores selon les composantes 1 et 2 obtenues par l’analyse en composantes principales réalisée sur les spectres illustrés à la figure 2a.
Les figures 4a et 4b montrent les spectres d’absorption à différentes vitesse d’agitation du fluide, respectivement pour un angle de mesure de 5° et pour un angle de mesure de 180°.
Description détaillée de l'invention
La présente invention concerne un procédé de mesure, en temps réel et en continu, d’une quantité de phase aqueuse dans une phase organique ou d’une quantité d’une phase organique dans une phase aqueuse (en d’autres termes une quantité d’eau dans l’huile ou d’huile dans l’eau). Pour le procédé selon l’invention, on met en oeuvre les étapes suivantes :
- on fait circuler un fluide (qui comprend la phase aqueuse et la phase organique) dans un milieu transparent au domaine proche infrarouge,
- on réalise une mesure spectrale, de préférence multipoints, par spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement (PIR-SRS) pour le fluide circulant dans le tube,
- on différencie au moins les phases aqueuse, organique et/ou les phases mixtes (en d’autres termes eau et huile en émulsion ou en microemulsion de type winsor 1, 2 ou 3) au sein du fluide par un traitement (chimiométrique) des spectres obtenus par la spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement (PIR-SRS) de l’étape précédente, et
- on quantifie la phase aqueuse dans la phase organique ou la phase organique dans la phase aqueuse à partir de la différenciation de l’étape précédente.
La spectroscopie PIR-SRS multipoints consiste à mesurer le signal en plusieurs points par rapport à une source d’illumination, qui émet dans le spectre proche infrarouge (avec une longueur d’onde comprise entre 0,78 et 3 pm). Les spectres obtenus peuvent être mesurés en mode réflexion ou dans une configuration qui permet d’acquérir les signaux en réflexion et en transmission. Les mesures SRS associées à des outils d’analyses multivariées (appelés également outils chimiométriques) font ressortir les différents phénomènes présents dans le milieu suivi.
La spectroscopie PIR-SRS est adaptée pour différencier les phases d’un fluide, en particulier les phases aqueuses et organiques, même en présence d’émulsions ou de microémulsions. Un autre avantage de la spectroscopie PIR-SRS est qu’elle permet une quantification en temps réel et en continu.
Pour le procédé selon l’invention, on peut utiliser une sonde SRS Sam-Flex ™ (Indatech, France).
Selon un aspect de l’invention, le fluide à analyser par le procédé selon l’invention peut provenir d’un échantillon de matériau poreux, dans lequel on fait circuler un fluide de test (par exemple un fluide injecté pour une application EOR).
Alternativement, le fluide à analyser par le procédé selon l’invention peut être un fluide récupéré d’une formation souterraine, en particulier une eau produite par un procédé de récupération des hydrocarbures au sein d’une formation souterraine, et qui est traitée avant d’être réinjectée dans la formation souterraine.
Afin d’avoir des mesures précises, on peut réaliser la spectroscopie PIR-SRS au moyen d’une pluralité de mesures (en d’autres termes avec une pluralité de points de mesure), selon au moins deux angles de mesure. On appelle angle de mesure l’angle formé entre la direction du signal issu de la source d’illumination et la direction selon laquelle le capteur reçoit le signal. Lorsqu’on utilise une pluralité de mesures, on parle de spectroscopie multipoints.
Selon un mode de réalisation de l’invention, on peut réaliser une spectroscopie PIRSRS au moyen d’au moins une mesure en transmission. La mesure en transmission peut être réalisée avec un angle de mesure compris entre 130° et 180°, par exemple avec des valeurs de 170°, 175° ou 180°. Entre 175° et 180¾Ispectroscopie PIR-SRS est plus sensible aux variations de diffusion liée aux petites particules
En sus de la mesure en transmission, on peut réaliser une spectroscopie PIR-SRS au moyen d’au moins une mesure en réflexion. La mesure en réflexion peut être réalisée avec un angle de mesure compris entre 5° et 90°, par exænple avec des valeurs de 5° et 10°.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, on peut réaliser une spectroscopie PIRSRS au moyen de trois mesures en transmission avec respectivement des angles de mesure de 170°, 175°, et 180°, et au moyen de deux mesures en réflexion avec respectivement des angles de mesure de 5°, et 10°.L’intérêt de cette configuration de la mesure multipoints est d’avoir à la fois des mesures en réflexion et des mesures en transmission.
Selon un aspect de l’invention, le milieu transparent au domaine proche infrarouge peut être un tube transparent. En tant que tube transparent au domaine proche infrarouge, on peut utiliser un tube en quartz. Ce matériau est adapté aux mesures PIR-SRS.
Alternativement, la sonde des moyens de spectroscopie PIR-SRS peut être directement immergée dans un flux ou dans un réacteur.
L’étape de traitement des spectres (analyses de données multivariées) obtenus par la spectroscopie PIR-SRS permet de différencier au moins les phases aqueuse et organique contenues dans le fluide. Pour cela, on peut mettre en oeuvre différentes méthodes, telle qu’une analyse en composantes principales (ACP), une analyse en composantes communes et poids spécifiques (ACCPS), par une régression partielle des moindres carrés (PLS), ou par une régression partielle des moindres carrés multidimensionnelle (N-PLS). Ces méthodes permettent une différenciation rapide. Ainsi, il est possible d’avoir des mesures de quantité en continu.
A partir de cette différenciation, on peut déterminer la quantité de la phase aqueuse dans la phase organique ou de la phase organique dans la phase aqueuse par une étape de calibration simple ou par le développement de modèles chimiométriques plus complexe....
Cette quantification peut être mise en oeuvre par comparaison à une méthode de référence. Par exemple il est possible de calibrer simplement la teneur en eau déterminée par Karl Fisher à l’intensité de la bande de l’eau dans le spectre à 180°C en microemulsion. Il est possible de remonter à la composition SARA (Saturé Aromatique Résine et Asphaltène) de la phase organique moyennant une base de données et des modèles chimiométriques appropriés (on peut se référer notamment à la méthode décrite dans le document : Jérémy Laxalde. Analyse des produits lourds du pétrole par spectroscopie vibrationnelle. Chimie théorique et/ou physique. Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille 1,2012.)
En outre, le procédé selon l’invention peut comporter au moins une des étapes suivantes :
on détermine le type d’émulsion (par exemple Winsor I, Winsor II ou Winsor III) au moyen de la spectroscopie PIR-SRS,
- on dose la salinité du fluide, en particulier la salinité de la phase aqueuse, au moyen de la spectroscopie PIR-SRS,
- on détermine la composition de la phase organique (la composition de l’huile) au moyen de la spectroscopie PIR-SRS,
- on détermine une distribution (semi-quantitative) en taille de particules présentes dans le fluide, au moyen de la spectroscopie PIR-SRS.
La figure 1 illustre, schématiquement et de manière non limitative, une sonde PIR-SRS 1 et un tube 2 pour la mise en oeuvre du procédé selon un mode de réalisation de l’invention. Au sein du tube 2 circule un fluide F (le sens de circulation du fluide n’a pas d’importance). Au sein de la sonde PIR-SRS est placée une source d’illumination 3 qui a une direction XX d’illumination. En outre la sonde PIR-SRS comporte cinq capteurs lumineux 4, 5, 6, 7 et 8. Les capteurs placés en vis-à-vis de la source d’illumination 3 sont de capteurs pour des mesures en transmission, et les capteurs placés du même côté que la source d’illumination sont des capteurs de mesures en réflexion. Ces cinq capteurs lumineux sont agencés de la façon suivante : trois en transmission 4, 5 et 6, et deux en réflexion 7 et 8. Sur cette figure, la direction des signaux lumineux sont représentés par des lignes discontinues. Les angles de mesures correspondent aux angles formés par le segment de droite entre la source d’illumination 3 et le point O, avec le segment de droite formé par le point O et le capteur 4, 5, 6, 7 ou 8. Par exemple, l’angle a représente l’angle de mesure du capteur 6. Le capteur 4 (en transmission) est placé sur l’axe XX, avec un angle de mesure de 180°. Le capteur 5 (en transmission) est légèrement décalé par rapport au capteur 4, et possède un angle de mesure de 175°. Le capteur 6 (en transmission) est légèrement décalé par rapport au capteur 5, et possède un angle de mesure de 170°. Le capteur 7 (en réflexion) est légèrement décalé par rapport à l’axe XX, avec un angle de mesure de 5°. Le capteur 8 (en réflexion) est légèrement décalé par rapport au capteur, et possède un angle de mesure de 10°.
Applications
Le procédé de mesure selon l’invention trouve une première application dans le domaine de la récupération assistée des hydrocarbures EOR, dans le cadre de tests sur des échantillons de matériau poreux (Coreflood).
Dans ce cas, le fluide à analyser provient d’un échantillon de matériau poreux, dans lequel on fait circuler un fluide de test. Par exemple, le fluide de test peut comprendre une phase aqueuse, une phase organique, des additifs, tels que des tensio-actifs. L’échantillon de matériau poreux peut être un échantillon de roche réservoir (pouvant être imbibé d’eau ou d’huile).
Par exemple, la présente invention peut concerner également un procédé de détermination d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide au sein d’un milieu poreux. Le procédé de mesure selon l’invention se base sur le procédé de mesure selon l’invention pour déterminer la quantité d’eau dans l’huile ou d’huile dans l’eau.
Le procédé de détermination d’au moins une propriété d’écoulement d’au moins un fluide dans un milieu poreux selon l’invention peut comporter les étapes suivantes :
- on place un milieu poreux à analyser dans la cellule (coreflood) du système de mesure ;
- on injecte un ou plusieurs fluides dans la cellule par des moyens d’injection de fluide au sein du milieu poreux ;
- au moyen du procédé de mesure décrit ci-dessus, on détermine une quantité d’eau dans l’huile ou d’huile dans l’eau dans le fluide obtenu en sortie de la cellule ; et
- on détermine au moins une propriété d’écoulement du fluide dans l’échantillon à partir de la quantité d’eau dans l’huile ou d’huile dans l’eau déterminée à l’étape précédente.
Ainsi, le procédé selon ce mode de réalisation peut être utilisé dans le cadre d’un procédé de récupération assistée d’hydrocarbures (EOR), pour lequel on utilise le procédé selon l’invention avec le système de mesure selon l’invention, pour déterminer la formulation de la composition (eau et au moins un additif, dont un tensioactif) injectée dans la formation souterraine. Dans ce cas, le milieu poreux utilisé correspond à un échantillon de roche prélevé dans la formation souterraine, dans laquelle le procédé EOR est mis en oeuvre.
Le procédé de mesure selon l’invention trouve une deuxième application dans le domaine du traitement de l’eau, qui est connexe au procédé EOR.
Pour un tel procédé de traitement de l’eau, le fluide à analyser est une eau produite par un procédé de récupération des hydrocarbures, en particulier un procédé EOR.
Pour ce mode de réalisation, on peut mettre en oeuvre le procédé de mesure selon l’une des caractéristiques décrites ci-dessus pour déterminer la quantité d’huile présente dans l’eau, et on adapte la méthode de traitement de l’eau en fonction de ladite quantité d’huile présente dans l’eau.
La méthode de traitement de l’eau peut comprend un filtrage, un dispositif de décantation, des moyens de flottation, etc.
Alternativement, le procédé de mesure selon l’invention peut être utilisé en aval de la méthode de traitement de l’eau pour évaluer l’efficacité de la méthode de traitement de l’eau.
Exemples d’application
Les caractéristiques et avantages du procédé selon l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture des exemples d’application ci-après.
Des exemples ont été réalisés pour différencier la phase aqueuse et la phase organique d’un fluide. Tous les essais ont été réalisées avec des solutions modèles, selon le protocole opératoire présenté dans l’étude : Fukumoto A, Dalmazzone C, Frot D, Barré L, Noïk C (2016) Investigation on Physical Properties and Morphologies of Microemulsions formed with Sodium Dodecyl Benzenesulfonate, Isobutanol, Brine, and Decane, Using Several Experimental Techniques. Energy Fuels, doi: 10.1021/acs.energyfuels.6b00595. Pour ces exemples, du décane a été utilisé pour simuler l’huile. De plus, le fluide comporte un tensio-actif. Le tensioactif mis en oeuvre était du SDBS (Dodécylbenzènesulfonate de sodiume) un tensioactif anionique très utilisé. Des échantillons à différentes salinités ont été faits afin d’avoir 4 Winsor I, 4 Winsor III et 5 Winsor II. Chaque phase de ces solutions a pu être analysée par SRS au moyen du procédé selon l’invention (avec cinq points de mesure comme illustré sur la figure 1).
Pour ces essais, une sonde SRS Sam-Flex ™ (Indatech, France) a été utilisée.
Sur les figures 2a à 4b, on peut voir qu’il est possible de :
• différencier les phases au sein d’un échantillon, au moyen d’une visualisation directe plus analyse en composantes principales (ACP). Au sein de chaque phase, les résultats montrent que la mesure est sensible aux variations de composition (salinité, ratio huile/eau, ratio eau/huile, etc.).
• réaliser un suivi semi quantitatif des phases du milieu grâce à la hauteur de la bande de l’eau. Pour ces essais, comme il est possible de différencier et classer chaque phase, une quantification semi quantitative a été faite.
La figure 2a illustre les spectres d’absorbance des différentes phases des échantillons. En abscisse est représentée la longueur d’onde LO (mm), et en ordonnées la mesure M (qui représente -log du signal mesuré). Cette figure 2a correspond à un angle de mesure (en transmission) de 180°. Les courbes C1 représentent les phases aqueuses du type Winsor I. Les courbes C2 représentent les phases du milieu du type Winsor III. Les courbes C3 représentent les phases organiques du type Winsor II.
La figure 2b est une figure similaire à la figure 2a pour l’eau E et pour le décane H (huile).
On peut noter que la salinité croit avec la décroissance de la bande de l’eau.
A partir des signaux obtenus par la spectroscopie PIR-SRS, un traitement de type analyse en composantes principales ACP a été réalisée. Cette analyse permet de différencier trois zones. La figure 3 illustre les scores selon les deux premières composantes CP1 et CP2 principales obtenus par l’analyse en composantes principales ACP. On observe alors trois zones P1, P2 et P3, dans lesquelles sont regroupés les points. Les points de la zone P1 correspondent à la phase organique et correspondent à la courbe C3 de la figure 2a. Les points de la zone P2 correspondent à la phase du milieu et correspondent à la courbe C2 de la figure 2a. Les points de la zone P3 correspondent à la phase aqueuse et correspondent à la courbe C1 de la figure 2a. Les chiffres sur cette figure représentent la salinité.
De la même manière, des mesures ont été réalisées en mettant le fluide en circulation. On remarque alors qu’il y a une bonne concordance avec les mesures réalisées en statique. Cela signifie que les modèles chimiométriques de classification par type de phases et de quantification de la composition et de la microstructure des phases développés en laboratoire peuvent être utilisés en ligne.
Enfin les échantillons ont été mis sous agitation afin de générer des émulsions en faisant varier la vitesse d’agitation. On remarque dans ce cas, au moyen du procédé selon l’invention, il est simple de différencier une microémulsion d’une émulsion :
- soit au niveau de signal issu de la spectroscopie PIR-SRS.
- soit par prise de relais des angles en réflexion lorsque le milieu ne laisse plus traverser la lumière.
Les figures 4a et 4b sont des figures similaires aux figures 2a et 2b. Sur ces figures sont tracés les spectres d’absorption des fluides soumis à différentes vitesse de rotation w. La vitesse de rotation varie de 150 tr/min à 1500 tr/min. La flèche w indique l’augmentation de la vitesse de rotation. La figure 4a correspond à une mesure en réflexion avec un angle de mesure de 5°, et la figure 4b correspond à une mesure en transmission avec un angle de mesure de 180°. On peut noter que pour la mesure en réflexion, l’augmentation de la vitesse de rotation génère une diminution du spectre, alors que pour la mesure en transmission, l’augmentation de la vitesse de rotation génère une augmentation du spectre d’absorbance. Lorsque l’agitation est forte, l’émulsion générée ne transmet plus la lumière, ce qui explique la saturation des spectres. A contrario, plus l’agitation augmente, plus les émulsions réfléchisse la lumière ce qui fait apparaître des spectres en réflexion.
Cela confirme qu’une analyse multipoints en transmission et en réflexion permet d’acquérir des informations complètes, qui permettent une mesure précise de la quantité d’eau dans l’huile ou d’huile dans l’eau tout en tenant compte de la microstructure du milieu.
Claims (13)
- Revendications1) Procédé de mesure en continu de la quantité d’une phase aqueuse dans une phase organique ou d’une phase organique dans une phase aqueuse, dans lequel on met en oeuvre les étapes suivantes :a) on fait circuler un fluide (F) dans un milieu transparent au domaine du proche infrarouge ;b) on réalise au moins une mesure spectrale par spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement pour ledit fluide (F) circulant dans ledit milieu transparent ;c) on différencie au moins les phases aqueuse et organique au sein dudit fluide (F) par un traitement des spectres obtenus par ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement ; etd) on quantifie ladite phase aqueuse dans la phase organique ou ladite phase organique dans la phase aqueuse à partir de ladite différenciation.
- 2) Procédé selon la revendication 1, dans lequel on réalise ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement pour au moins deux angles de mesure (a).
- 3) Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on réalise ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement au moyen d’au moins une mesure en transmission, notamment avec un angle de mesure (a) compris entre 130° et 180°.
- 4) Procédé selon la revendication 3, dans lequel on réalise ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement au moyen d’au moins une mesure en réflexion, notamment avec un angle de mesure (a) compris entre 5° et 90°.
- 5) Procédé selon la revendication 4, dans lequel on réalise ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement au moyen de trois mesures (4, 5, 6) en transmission avec respectivement des angles de mesure (a) de 170°, 175° et 180° et au moyen de deux mesures (7, 8) en réflexion avec respectivement des angles de mesure (a) de 5° et 10°.
- 6) Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on différencie lesdites phases au sein dudit fluide par une analyse chimiométrique des spectres.
- 7) Procédé selon la revendication 6, dans lequel ladite analyse chimiométrique des spectres est réalisée au travers d’une analyse en composantes principales, ou par une analyse en composantes communes et poids spécifiques, et dans lequel on quantifie lesdites phases au sein dudit fluide par ou par une régression partielle des moindres carrés, ou une régression partielle des moindres carrés multidimensionnelle.
- 8) Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel on fait circuler ledit fluide dans un tube en quartz (2).
- 9) Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moyen de ladite spectroscopie proche infrarouge résolue spatialement, on détermine en outre le type d’émulsion, et/ou on dose la salinité de ladite phase aqueuse, et/ou on détermine la composition de ladite phase organique, et/ou on détermine une distribution en taille de particules.
- 10) Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit fluide (F) à analyser provient d’un échantillon de matériau poreux.
- 11) Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel ledit fluide (F) à analyser est un fluide récupéré d’une formation souterraine.
- 12) Procédé de détermination d’une propriété d’écoulement d’un fluide dans un milieu poreux, dans lequel on met en oeuvre les étapes suivantes :a) on place un milieu poreux à analyser dans une cellule du système de mesure ;b) on injecte un ou plusieurs fluides dans la cellule ;c) au moyen du procédé de mesure selon l’une des revendications précédentes, on détermine une quantité d’eau dans l’huile ou d’huile dans l’eau du fluide récupéré en sortie de ladite cellule ; etd) on détermine au moins une propriété d’écoulement du fluide dans l’échantillon en fonction de ladite quantité d’eau dans l’huile ou d’huile dans l’eau du fluide récupéré en sortie de ladite cellule.
- 13) Procédé de traitement de l’eau issue d’une méthode de récupération assistée des hydrocarbures, dans lequel on met en oeuvre le procédé de mesure selon l’une des revendications 1 à 10 pour déterminer la quantité d’huile présente dans l’eau, et on adapte la méthode de traitement de l’eau en fonction de ladite quantité d’huile présente dans l’eau.
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