FR3102483A1 - Process for treating an aqueous fluid containing polymers using trivalent salts of iron and aluminum or divalent zinc and alkali carboxylates - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de traitement d’un fluide aqueux comprenant au moins un polymère hydrosoluble porteur de fonctions carboxylates ou sulfonates en phase aqueuse, ledit procédé comprenant une étape de mise en contact dudit fluide aqueux avec au moins un sel divalent de zinc ou un sel trivalent de fer ou d’aluminium et au moins un carboxylate alcalin choisi parmi les citrates alcalins ou les propionates alcalins; permettant de réduire la viscosité dudit fluide aqueux, afin de produire un fluide aqueux ayant une viscosité abaissée, de préférence proche de celle de l’eau. L’invention concerne également un procédé de récupération assistée de pétrole brut contenu dans un réservoir géologique dans lequel on traite l’eau de production obtenue au moyen dudit procédé de traitement d’un fluide aqueux. Figure à publier : néantThe invention relates to a method of treating an aqueous fluid comprising at least one water-soluble polymer carrying carboxylate or sulphonate functions in the aqueous phase, said method comprising a step of bringing said aqueous fluid into contact with at least one divalent zinc salt or a trivalent salt of iron or aluminum and at least one alkali carboxylate chosen from alkali citrates or alkali propionates; making it possible to reduce the viscosity of said aqueous fluid, in order to produce an aqueous fluid having a lowered viscosity, preferably close to that of water. The invention also relates to a process for the enhanced recovery of crude oil contained in a geological reservoir in which the produced water obtained by means of said process for treating an aqueous fluid is treated. Figure to be published: none
Description
La présente invention concerne le domaine de l’exploration et l’exploitation d’une formation souterraine. L’invention concerne plus particulièrement le traitement d’un fluide aqueux récupéré de la formation souterraine. Par « fluide aqueux » on entend dans la suite de la description tout fluide comprenant une phase aqueuse continue.The present invention relates to the field of exploration and exploitation of an underground formation. The invention relates more particularly to the treatment of an aqueous fluid recovered from the underground formation. By "aqueous fluid" is meant in the remainder of the description any fluid comprising a continuous aqueous phase.
L’invention concerne notamment le domaine de la récupération assistée des hydrocarbures (EOR de l’anglais Enhanced Oil Recovery) et le domaine du traitement des eaux de production.The invention relates in particular to the field of Enhanced Oil Recovery (EOR) and the field of treatment of produced water.
Pour l’exploration et l’exploitation d’une formation souterraine, il est courant d’injecter un fluide dans la formation souterraine afin d’augmenter l’efficacité des procédés (Han D. K. & al, Recent Development of Enhanced oil Recovery in China, J. Petrol. Sci. Eng. 22(1-3) : 181-188 ; 1999). Pour optimiser ces procédés, il est d’usage d’inclure au moins un additif dans le fluide injecté. Cet additif peut prendre la forme d’une formulation de molécules organiques, telles que des polymères, des copolymères et/ou des tensioactifs, etc. Cette formulation peut également renfermer des molécules inorganiques telles que des minéraux (argiles, barytine, etc.), des particules d’oxydes (oxydes de titane, oxydes de fer, etc.) etc. L’ajout d’additif(s) pose certains problèmes liés notamment à la présence de l’additif ou de molécules le constituant dans l’eau produite.For the exploration and exploitation of an underground formation, it is common to inject a fluid into the underground formation in order to increase the efficiency of the processes (Han D. K. & al, Recent Development of Enhanced oil Recovery in China, J. Petrol. Sci. Eng. 22(1-3):181-188;1999). To optimize these processes, it is customary to include at least one additive in the injected fluid. This additive can take the form of a formulation of organic molecules, such as polymers, copolymers and/or surfactants, etc. This formulation may also contain inorganic molecules such as minerals (clays, barite, etc.), oxide particles (titanium oxides, iron oxides, etc.) etc. The addition of additive(s) poses certain problems related in particular to the presence of the additive or of molecules constituting it in the water produced.
Pour la récupération assistée de pétrole, lorsque le fluide injecté, aussi appelé fluide de balayage, est additionné de composés de type polymères, tensioactifs, composés alcalins, ou mélanges de ces composés, on parle de récupération assistée tertiaire. Par rapport à une simple injection d'eau ou de saumure, l'intérêt de la présence d'un polymère est d'augmenter la viscosité du fluide de balayage et par conséquent d'améliorer le rapport de mobilité entre le fluide injecté et les hydrocarbures en place dans la formation souterraine.For enhanced oil recovery, when the injected fluid, also called sweeping fluid, is supplemented with compounds such as polymers, surfactants, alkaline compounds, or mixtures of these compounds, we speak of tertiary enhanced recovery. Compared to a simple injection of water or brine, the advantage of the presence of a polymer is to increase the viscosity of the flushing fluid and consequently to improve the mobility ratio between the injected fluid and the hydrocarbons. in place in the underground formation.
Le rendement de récupération en hydrocarbures est augmenté à l’aide d’une meilleure efficacité du balayage de la formation (Han D. K. & al, Recent Development of Enhanced oil Recovery in China, J. Petrol. Sci. Eng. 22(1-3) : 181-188 ; 1999). Les polymères utilisés dans cette méthode sont généralement des polymères de fortes masses moléculaires choisis pour leurs propriétés viscosifiantes à concentrations modérées.The hydrocarbon recovery yield is increased with the help of better formation sweeping efficiency (Han D. K. & al, Recent Development of Enhanced oil Recovery in China, J. Petrol. Sci. Eng. 22(1-3 ): 181-188; 1999). The polymers used in this method are generally high molecular mass polymers chosen for their viscosifying properties at moderate concentrations.
Lors des opérations de production pétrolière, de l'eau est fréquemment coproduite avec le pétrole brut, un rapport de trois barils d'effluent aqueux pour un baril de pétrole brut est couramment annoncé.During oil production operations, water is frequently co-produced with crude oil, a ratio of three barrels of aqueous effluent to one barrel of crude oil is commonly advertised.
Le pétrole brut et l’eau doivent être séparés. Le pétrole est transporté sur son lieu de raffinage et l’eau est traitée pour en éliminer les composés indésirables et être conforme aux normes de rejet.Crude oil and water must be separated. The oil is transported to its place of refining and the water is treated to remove undesirable compounds and comply with discharge standards.
Différentes techniques sont appliquées pour traiter les eaux de production notamment pour éliminer les gouttes de brut dispersées : sédimentation par séparation gravitaire, centrifugation, flottation avec ou sans injection de gaz et filtration.Various techniques are applied to treat production water, in particular to eliminate the dispersed drops of crude oil: sedimentation by gravity separation, centrifugation, flotation with or without gas injection and filtration.
L'utilisation de polymères dans la récupération assistée tertiaire pose néanmoins des problèmes pratiques. Au niveau des puits producteurs, on récupère un effluent de production comprenant un mélange de fluide aqueux et d’hydrocarbures sous forme d'une émulsion dont le rapport eau/hydrocarbure évolue en fonction de la durée de production. La présence de polymère dans l’effluent de production, du fait de l’effet viscosifiant de celui-ci, rend plus difficile la séparation des différents fluides (huile/gaz/eau) et, en particulier, les traitements secondaires de l'eau (Zhang Y.Q & al. Treatment of produced water from polymer flooding in oil production by the combined method of hydrolysis acidification dynamic membrane bioreactor-coagulation process, J. Petrol. Sci. Eng., 74 (1-2) : 14-19, 2010). Lorsque l'effluent de production arrive en surface, il est traité dans une unité de surface. Cette unité permet de séparer les différents fluides, gaz, huile et eau. A l'issue du traitement de surface, les hydrocarbures sont prêts à être raffinés. L'eau est traitée et dépolluée afin de minimiser les rejets de produits toxiques dans l'environnement, dont les seuils sont soumis à des normes. La présence du polymère dans les fluides produits, comme il est rapporté dans le document SPE 65390 (2001) "Emulsification and stabilization of ASP Flooding Produced liquid", peut entraîner la stabilisation des émulsions dans les fluides produits et poser des problèmes au niveau des procédés de traitement de surface, au niveau de la séparation eau/huile/gaz et en particulier, au niveau des procédés de traitement secondaire de l'eau.The use of polymers in tertiary enhanced recovery nevertheless poses practical problems. At the level of the producing wells, a production effluent comprising a mixture of aqueous fluid and hydrocarbons is recovered in the form of an emulsion whose water/hydrocarbon ratio changes according to the duration of production. The presence of polymer in the production effluent, due to its viscosifying effect, makes it more difficult to separate the different fluids (oil/gas/water) and, in particular, the secondary water treatments. (Zhang Y.Q & al. Treatment of produced water from polymer flooding in oil production by the combined method of hydrolysis acidification dynamic membrane bioreactor-coagulation process, J. Petrol. Sci. Eng., 74 (1-2): 14-19, 2010). When the production effluent reaches the surface, it is treated in a surface unit. This unit makes it possible to separate the different fluids, gas, oil and water. At the end of the surface treatment, the hydrocarbons are ready to be refined. The water is treated and depolluted in order to minimize the discharge of toxic products into the environment, the thresholds of which are subject to standards. The presence of the polymer in the produced fluids, as reported in SPE 65390 (2001) "Emulsification and stabilization of ASP Flooding Produced liquid", can lead to the stabilization of emulsions in the produced fluids and pose process problems. surface treatment, at the level of water/oil/gas separation and in particular, at the level of secondary water treatment processes.
Si l'intérêt de la présence d'un polymère est d'augmenter la viscosité de l’eau de balayage pour améliorer l’extraction des hydrocarbures en place dans la formation souterraine, la viscosité de l’eau dans l’effluent de production devient un obstacle à la séparation entre l’eau et les hydrocarbures.If the interest of the presence of a polymer is to increase the viscosity of the sweeping water to improve the extraction of the hydrocarbons in place in the underground formation, the viscosity of the water in the production effluent becomes an obstacle to the separation between water and hydrocarbons.
Ce problème a amené les opérateurs du domaine à envisager des moyens pour réduire la viscosité de l’eau produite, c’est-à-dire de la phase aqueuse dans l’effluent de production, afin d’améliorer la séparation entre l’eau et les hydrocarbures. Parmi ces moyens, la dégradation du ou des polymères viscosifiants dans l’eau produite est envisagée et est décrite dans l’art antérieur.This problem has led operators in the field to consider means of reducing the viscosity of the water produced, that is to say of the aqueous phase in the production effluent, in order to improve the separation between the water and hydrocarbons. Among these means, the degradation of the viscosifying polymer(s) in the water produced is envisaged and is described in the prior art.
Les polymères conventionnels utilisés en EOR sont des polymères de masses molaires élevées qui appartiennent généralement à la famille des polyacrylamides (PAM) ou des polyacrylamides partiellement hydrolysés (HPAM). Ils peuvent éventuellement renfermer des motifs monomères de type N-vinylpyrrolidone ou acrylamido-tertiobutylsulfonate (ATBS).The conventional polymers used in EOR are high molecular weight polymers which generally belong to the family of polyacrylamides (PAM) or partially hydrolyzed polyacrylamides (HPAM). They may optionally contain monomer units of the N-vinylpyrrolidone or acrylamido-tertiobutylsulfonate (ATBS) type.
Les polyacrylamides sont obtenus par polymérisation radicalaire de l’acrylamide selon le schéma général suivant.Polyacrylamides are obtained by radical polymerization of acrylamide according to the following general scheme.
Les polyacrylamides partiellement hydrolysés sont des copolymères de l’acrylamide avec soit de l’acide acrylique soit un acrylate par exemple un acrylate d’un élément alcalin tel par exemple le sodium. On peut les représenter par exemple par la formule générale suivante dans laquelle l’élément alcalin est le sodium. Le motif monomère acrylamide est généralement majoritaire.Partially hydrolyzed polyacrylamides are copolymers of acrylamide with either acrylic acid or an acrylate, for example an acrylate of an alkaline element such as sodium. They can be represented for example by the following general formula in which the alkaline element is sodium. The acrylamide monomer unit is generally predominant.
Les polyacrylamides partiellement hydrolysés peuvent être obtenus par exemple par copolymérisation de l’acrylamide avec de l’acide acrylique dont la fonction acide carboxylique pourra être éventuellement neutralisée en fonction carboxylate d’un élément alcalin tel par exemple le sodium. Les polyacrylamides partiellement hydrolysés peuvent être également obtenus par copolymérisation de l’acrylamide avec un acrylate d’un élément alcalin tel par exemple l’acrylate de sodium. Les polyacrylamides partiellement hydrolysés peuvent également être obtenus par une polymérisation de l’acrylamide en polyacrylamide suivie d’une hydrolyse partielle des fonctions amides en fonction acides carboxyliques ou en fonctions carboxylates de sels alcalins.Partially hydrolyzed polyacrylamides can be obtained, for example, by copolymerization of acrylamide with acrylic acid, the carboxylic acid function of which can optionally be neutralized into the carboxylate function of an alkaline element such as, for example, sodium. Partially hydrolyzed polyacrylamides can also be obtained by copolymerization of acrylamide with an acrylate of an alkaline element such for example sodium acrylate. Partially hydrolyzed polyacrylamides can also be obtained by polymerization of acrylamide into polyacrylamide followed by partial hydrolysis of the amide functions into carboxylic acid functions or into carboxylate functions of alkaline salts.
Les HPAM peuvent être des copolymères statistiques ou à blocs.The HPAMs can be random or block copolymers.
La dégradation de ces polymères afin d’atténuer ou de supprimer leur effet viscosifiant est décrite notamment dans le document « SPE-163751 Chemical degradation of HPAM by oxidization in produced water, (2013) » dans lequel les HPAM sont dégradés par l’action d’agents oxydants tels que le peroxyde d’hydrogène ou le persulfate de sodium ou par photodégradation en présence de dioxyde de titane.The degradation of these polymers in order to attenuate or eliminate their viscosifying effect is described in particular in the document "SPE-163751 Chemical degradation of HPAM by oxidization in produced water, (2013)" in which HPAMs are degraded by the action of oxidizing agents such as hydrogen peroxide or sodium persulfate or by photodegradation in the presence of titanium dioxide.
Le document SPE-169719-MS « Treating back produced polymer to enable use of conventional water treatment technologies , (2014) » décrit, afin de réduire la viscosité de l’eau produite, la dégradation de polymères HPAM par l’action de différents oxydants tels le persulfate de potassium, le percarbonate de potassium, le peroxyde d’hydrogène, l’hypochlorite de sodium, le réactif de Fenton ou le permanganate de potassium.The document SPE-169719-MS "Treating back produced polymer to enable use of conventional water treatment technologies, (2014)" describes, in order to reduce the viscosity of produced water, the degradation of HPAM polymers by the action of different oxidants such as potassium persulfate, potassium percarbonate, hydrogen peroxide, sodium hypochlorite, Fenton's reagent or potassium permanganate.
Le document « SPE-179776-MS Management of viscosity of the back produced viscosified water, (2016) » décrit, afin de réduire la viscosité de l’eau produite, la dégradation de polymères HPAM par voie mécanochimique, par voie thermique et par voie chimique notamment au moyen de dérivés chlorés.The document "SPE-179776-MS Management of viscosity of the back produced viscosified water, (2016)" describes, in order to reduce the viscosity of produced water, the degradation of HPAM polymers by mechanochemical, thermal and chemical, in particular by means of chlorinated derivatives.
Il est également envisageable de ne pas dégrader le polymère pour en supprimer les effets, mais de le séparer du milieu, c'est-à-dire de réduire la concentration en polymère dans le milieu aqueux.It is also possible not to degrade the polymer in order to eliminate its effects, but to separate it from the medium, that is to say to reduce the concentration of polymer in the aqueous medium.
Il est connu que les solutions aqueuses de certains polymères présentent des viscosités accrues et parfois forment des gels suite à un traitement avec des sels de zirconium. Un tel traitement peut avoir des applications lorsque l’on cherche à viscosifier un fluide. Le document SPE-27720-MS e le document US 6,737,386 B1 décrivent l’utilisation de dérivés du zirconium afin de réticuler des polymères appartenant à la famille des guars afin d’augmenter la viscosité de leurs solutions aqueuses en vue de leur application comme fluide pour la fracturation hydraulique.It is known that aqueous solutions of certain polymers exhibit increased viscosities and sometimes form gels following treatment with zirconium salts. Such a treatment can have applications when one seeks to viscosify a fluid. Document SPE-27720-MS and document US 6,737,386 B1 describe the use of zirconium derivatives in order to crosslink polymers belonging to the guar family in order to increase the viscosity of their aqueous solutions with a view to their application as a fluid for hydraulic fracturing.
Ce type de traitement peut être réalisé avec notamment du tétrachlorure de zirconium. Ce composé présente cependant un inconvénient majeur. Il réagit spontanément voire violemment avec l’eau pour conduire à de l’oxydichlorozirconium de formule ZrOCl2et à de l’acide chlorhydrique à raison de deux moles d’acide chlorhydrique par mole de tétrachlorure de zirconium. En conséquence, il en résulte des risques notamment de corrosion en cas d’application industrielle.This type of treatment can be carried out with in particular zirconium tetrachloride. However, this compound has a major drawback. It reacts spontaneously or even violently with water to produce oxydichlorozirconium of formula ZrOCl 2 and hydrochloric acid at the rate of two moles of hydrochloric acid per mole of zirconium tetrachloride. Consequently, this results in risks, in particular of corrosion in the event of industrial application.
De manière surprenante, la Demanderesse a découvert que l’on pouvait réduire ou supprimer ou annuler l’effet viscosifiant apporté par les polymères utilisés dans les fluides formulés pour améliorer la récupération assistée du pétrole, notamment les polymères de type polyacrylamides partiellement hydrolysés de type HPAM sous l’action successive ou simultanée de deux familles de réactifs, l’objectif étant d’atteindre ou de se rapprocher de la viscosité de la matrice aqueuse ou simplement de la viscosité de l’eau.Surprisingly, the Applicant has discovered that it is possible to reduce or eliminate or cancel the viscosifying effect provided by the polymers used in the fluids formulated to improve enhanced oil recovery, in particular polymers of the partially hydrolyzed polyacrylamide type of the HPAM type. under the successive or simultaneous action of two families of reagents, the objective being to reach or approach the viscosity of the aqueous matrix or simply the viscosity of water.
L’invention concerne un procédé de traitement d’un fluide aqueux comprenant au moins un polymère hydrosoluble porteur de fonctions carboxylates ou sulfonates en phase aqueuse, ledit procédé comprenant une étape de mise en contact dudit fluide aqueux avec au moins un sel divalent de zinc ou un sel trivalent de fer ou d’aluminium et au moins un carboxylate alcalin choisi parmi les citrates alcalins ou les propionates alcalins; permettant de réduire la viscosité dudit fluide aqueux, afin de produire un fluide aqueux ayant une viscosité abaissée, de préférence proche de celle de l’eau.The invention relates to a process for treating an aqueous fluid comprising at least one water-soluble polymer bearing carboxylate or sulphonate functions in the aqueous phase, said process comprising a step of bringing said aqueous fluid into contact with at least one divalent zinc salt or a trivalent iron or aluminum salt and at least one alkaline carboxylate chosen from alkaline citrates or alkaline propionates; for reducing the viscosity of said aqueous fluid, in order to produce an aqueous fluid having a lowered viscosity, preferably close to that of water.
Ledit polymère hydrosoluble peut être choisi parmi : les polyacrylamides partiellement hydrolysés (HPAM), ou les polymères partiellement hydrolysés comprenant des motifs de type N-vinylpyrrolidone ou acrylamido-tertiobutylsulfonate (ATBS).Said water-soluble polymer can be chosen from: partially hydrolyzed polyacrylamides (HPAM), or partially hydrolyzed polymers comprising units of the N-vinylpyrrolidone or acrylamido-tertiobutylsulfonate (ATBS) type.
De préférence, ledit sel divalent de zinc est choisi parmi le sulfate de zinc, le phosphate de zinc, certains carboxylates de zinc tel l’acétate de zinc.Preferably, said divalent zinc salt is chosen from zinc sulphate, zinc phosphate, certain zinc carboxylates such as zinc acetate.
De préférence, ledit sel trivalent de fer est choisi parmi le sulfate ferrique, le chlorure ferrique, le sulfate d'ammonium ferrique de formule FeNH4(SO4)2·12 H2O, le nitrate ferrique, le phosphate ferrique, certains carboxylates de fer comme le lactate ferrique ou l’oxalate ferrique, de préférence le sulfate ferrique.Preferably, said trivalent iron salt is chosen from ferric sulphate, ferric chloride, ferric ammonium sulphate of formula FeNH 4 (SO 4 ) 2 ·12 H 2 O, ferric nitrate, ferric phosphate, certain carboxylates iron such as ferric lactate or ferric oxalate, preferably ferric sulphate.
De préférence, ledit sel trivalent d’aluminium est choisi parmi le sulfate d’aluminium, le phosphate d’aluminium ou certains carboxylates d’aluminium tel le lactate d’aluminium.Preferably, said trivalent aluminum salt is chosen from aluminum sulphate, aluminum phosphate or certain aluminum carboxylates such as aluminum lactate.
Avantageusement, ledit sel divalent de zinc ou ledit sel trivalent de fer ou d’aluminium est introduit à une teneur comprise entre 0,3 à 100 millimoles, de préférence 0,5 à 50 millimoles par gramme de polymère présent dans ledit fluide aqueux et ledit carboxylate alcalin est introduit à une teneur comprise entre 3 et 300 millimoles, de préférence entre 5 et 100 millimoles par gramme de polymère présent dans ledit fluide aqueux.Advantageously, said divalent zinc salt or said trivalent iron or aluminum salt is introduced at a content of between 0.3 to 100 millimoles, preferably 0.5 to 50 millimoles per gram of polymer present in said aqueous fluid and said alkaline carboxylate is introduced at a content of between 3 and 300 millimoles, preferably between 5 and 100 millimoles per gram of polymer present in said aqueous fluid.
Dans un premier mode de réalisation, ledit fluide aqueux est mis en contact avec ledit sel divalent de zinc ou ledit sel trivalent de fer ou d’aluminium, puis avec ledit carboxylate alcalin.In a first embodiment, said aqueous fluid is brought into contact with said divalent zinc salt or said trivalent iron or aluminum salt, then with said alkaline carboxylate.
Dans un deuxième mode de réalisation, ledit fluide aqueux est mis en contact avec ledit carboxylate alcalin, puis avec ledit sel divalent de zinc ou ledit sel trivalent de fer ou d’aluminium.In a second embodiment, said aqueous fluid is contacted with said alkaline carboxylate, then with said divalent zinc salt or said trivalent iron or aluminum salt.
Dans un troisième mode de réalisation, ledit fluide aqueux est mis en contact avec ledit sel divalent de zinc ou ledit sel trivalent de fer ou d’aluminium et avec ledit carboxylate alcalin de manière simultanée.In a third embodiment, said aqueous fluid is contacted with said divalent zinc salt or said trivalent iron or aluminum salt and with said alkaline carboxylate simultaneously.
On peut introduire et solubiliser simultanément dans le fluide aqueux contenant le polymère ledit sel divalent de zinc ou ledit sel trivalent de fer ou d’aluminium et ledit carboxylate alcalin.It is possible to introduce and dissolve simultaneously in the aqueous fluid containing the polymer said divalent zinc salt or said trivalent iron or aluminum salt and said alkaline carboxylate.
On peut également introduire et solubiliser simultanément dans le fluide aqueux contenant le polymère un mélange préalablement préparé, éventuellement en solution aqueuse, dudit sel divalent de zinc ou dudit sel trivalent de fer ou d’aluminium et dudit carboxylate alcalin.
Avantageusement, la température de l’étape de mise en contact est comprise entre 5°C et 90°C, de préférence entre 10°C et 80°C, de manière très préférée la température est la température ambiante.It is also possible to introduce and dissolve simultaneously in the aqueous fluid containing the polymer a previously prepared mixture, optionally in aqueous solution, of said divalent zinc salt or of said trivalent iron or aluminum salt and of said alkaline carboxylate.
Advantageously, the temperature of the contacting step is between 5° C. and 90° C., preferably between 10° C. and 80° C., very preferably the temperature is room temperature.
Avantageusement, le temps de contact correspondant à la durée de l’étape de mise en contact entre ledit fluide aqueux, ledit sel divalent de zinc ou ledit sel trivalent de fer ou d’aluminium et ledit carboxylate alcalin est compris entre 15 secondes et 1 heure, de préférence entre 30 secondes et 10 minutes.Advantageously, the contact time corresponding to the duration of the contacting step between said aqueous fluid, said divalent zinc salt or said trivalent iron or aluminum salt and said alkaline carboxylate is between 15 seconds and 1 hour. , preferably between 30 seconds and 10 minutes.
Ledit fluide aqueux peut être une eau de production issue de la récupération assistée de pétrole, ladite eau de production comprenant une phase aqueuse continue contenant ledit polymère hydrosoluble et une phase organique dispersée dans ladite phase aqueuse continue.Said aqueous fluid may be produced water from enhanced oil recovery, said produced water comprising a continuous aqueous phase containing said water-soluble polymer and an organic phase dispersed in said continuous aqueous phase.
La concentration dudit polymère dans ladite eau de production peut être comprise entre 1 ppm et 1000 ppm.The concentration of said polymer in said produced water can be between 1 ppm and 1000 ppm.
La phase organique dispersée peut être du pétrole brut, avec une concentration dudit pétrole brut dans ladite eau de production de préférence comprise entre 1 et 900 ppm.The dispersed organic phase may be crude oil, with a concentration of said crude oil in said produced water preferably between 1 and 900 ppm.
L’invention concerne également un procédé de récupération assistée de pétrole brut contenu dans un réservoir géologique dans lequel :
- on injecte dans ledit réservoir un fluide de balayage comprenant au moins un polymère hydrosoluble de manière à déplacer ledit pétrole brut vers au moins un puits producteur, ledit polymère hydrosoluble étant porteur de fonctions carboxylates ou sulfonates en phase aqueuse ;
- on collecte un effluent comprenant la majeure partie du pétrole brut par ledit puits producteur ;
- on récupère en surface du puits producteur un fluide aqueux appelé eau de production comprenant une phase aqueuse continue comprenant des traces dudit polymère et une phase organique constituée de gouttelettes de pétrole brut dispersées dans ladite phase aqueuse ;
- on traite ladite eau de production au moyen du procédé de traitement selon l’une quelconque des variantes décrites.The invention also relates to a method for enhanced recovery of crude oil contained in a geological reservoir, in which:
- Injecting into said reservoir a flushing fluid comprising at least one water-soluble polymer so as to move said crude oil towards at least one producing well, said water-soluble polymer carrying carboxylate or sulphonate functions in the aqueous phase;
- an effluent comprising the major part of the crude oil is collected by said producing well;
- an aqueous fluid called produced water comprising a continuous aqueous phase comprising traces of said polymer and an organic phase consisting of droplets of crude oil dispersed in said aqueous phase is recovered at the surface of the producing well;
- Said produced water is treated by means of the treatment method according to any one of the variants described.
La Demanderesse a découvert que l’on pouvait réduire, voire supprimer ou annuler l’effet viscosifiant apporté par les polymères utilisés dans les fluides formulés pour améliorer la récupération assistée du pétrole, notamment les polymères de type HPAM sous l’action successive ou simultanée de deux familles de réactifs : la première famille de réactifs correspond à la famille des sels trivalents de fer et d’aluminium et des sels divalents de zinc, la deuxième famille de réactifs correspond à certains carboxylates alcalins, notamment des citrates alcalins ou des propionates alcalins.The Applicant has discovered that it is possible to reduce, even eliminate or cancel out the viscosifying effect provided by the polymers used in the fluids formulated to improve enhanced oil recovery, in particular polymers of the HPAM type under the successive or simultaneous action of two families of reagents: the first family of reagents corresponds to the family of trivalent iron and aluminum salts and divalent zinc salts, the second family of reagents corresponds to certain alkaline carboxylates, in particular alkaline citrates or alkaline propionates.
La Demanderesse a découvert de façon surprenante que : le polymère devient insoluble dans le fluide aqueux par réaction avec le sel divalent ou trivalent et se présente sous la forme d’un gel ou d’un précipité ; par réaction avec certains carboxylates alcalins, le gel ou le précipité est solubilisé dans le milieu. Le milieu obtenu présente alors une viscosité réduite ou égale à ou proche de celle du fluide aqueux sans la présence du polymère viscosifiant, ce qui indique que l’effet viscosifiant du polymère a été réduit ou supprimé ou annulé bien qu’il soit toujours présent et soluble dans le milieu.The Applicant has surprisingly discovered that: the polymer becomes insoluble in the aqueous fluid by reaction with the divalent or trivalent salt and is in the form of a gel or a precipitate; by reaction with certain alkaline carboxylates, the gel or the precipitate is dissolved in the medium. The medium obtained then has a reduced viscosity or equal to or close to that of the aqueous fluid without the presence of the viscosifying polymer, which indicates that the viscosifying effect of the polymer has been reduced or eliminated or canceled although it is still present and soluble in the medium.
La Demanderesse a découvert de façon surprenante que le polymère en solution avec certains carboxylates alcalins devient par réaction avec le sel divalent ou trivalent temporairement insoluble dans le fluide aqueux et se présente sous la forme d’un gel ou d’un précipité, lequel est rapidement solubilisé dans le milieu. Le milieu obtenu présente alors une viscosité réduite ou égale à ou proche de celle du fluide aqueux sans la présence du polymère viscosifiant, ce qui indique que l’effet viscosifiant du polymère a été réduit ou supprimé ou annulé bien qu’il soit toujours présent et soluble dans le milieu.The Applicant has surprisingly discovered that the polymer in solution with certain alkaline carboxylates becomes, by reaction with the divalent or trivalent salt, temporarily insoluble in the aqueous fluid and is in the form of a gel or a precipitate, which is rapidly solubilized in the medium. The medium obtained then has a reduced viscosity or equal to or close to that of the aqueous fluid without the presence of the viscosifying polymer, which indicates that the viscosifying effect of the polymer has been reduced or eliminated or canceled although it is still present and soluble in the medium.
La Demanderesse a découvert de façon surprenante que le polymère en solution peut également être traité avec un mélange d’un sel divalent ou trivalent et de certains carboxylates alcalins. Le milieu obtenu présente alors une viscosité réduite ou égale à ou proche de celle du fluide aqueux sans la présence du polymère viscosifiant, ce qui indique que l’effet viscosifiant du polymère a été réduit ou supprimé ou annulé bien qu’il soit toujours présent et soluble dans le milieu.The Applicant has surprisingly discovered that the polymer in solution can also be treated with a mixture of a divalent or trivalent salt and certain alkaline carboxylates. The medium obtained then has a reduced viscosity or equal to or close to that of the aqueous fluid without the presence of the viscosifying polymer, which indicates that the viscosifying effect of the polymer has been reduced or eliminated or canceled although it is still present and soluble in the medium.
La méthode selon l’invention consiste à réduire, voire à supprimer, ou annuler l’effet d’un polymère viscosifiant de type HPAM, dissout dans une solution aqueuse : en mettant en contact ladite solution aqueuse avec un sel divalent de zinc ou un sel trivalent de fer ou d’aluminium, ce qui provoque l’insolubilisation du polymère, puis en introduisant dans le milieu dans un deuxième temps (et de préférence dans le même équipement, sans avoir à transvaser le milieu d’un équipement à un autre) certains carboxylates alcalins, notamment des citrates alcalins ou des propionates alcalins, ce qui resolubilise le polymère.The method according to the invention consists in reducing, even eliminating, or canceling the effect of a viscosifying polymer of the HPAM type, dissolved in an aqueous solution: by bringing said aqueous solution into contact with a divalent zinc salt or a trivalent iron or aluminum, which causes the insolubilization of the polymer, then introducing into the medium in a second step (and preferably in the same equipment, without having to transfer the medium from one equipment to another) certain alkaline carboxylates, in particular alkaline citrates or alkaline propionates, which resolubilizes the polymer.
A l’issue de la succession des deux étapes, on obtient une solution dont la viscosité est réduite ou égale à ou proche de celle du fluide aqueux sans la présence du polymère viscosifiant ce qui indique que l’effet viscosifiant du polymère a été réduit, voire supprimé ou annulé bien qu’il soit toujours présent et soluble dans le milieu.At the end of the succession of the two steps, a solution is obtained whose viscosity is reduced or equal to or close to that of the aqueous fluid without the presence of the viscosifying polymer, which indicates that the viscosifying effect of the polymer has been reduced, even suppressed or canceled although it is still present and soluble in the medium.
Lorsque l’on effectue seulement la première étape mentionnée, c'est-à-dire la réaction entre la solution de polymère et le sel divalent ou trivalent, le polymère précipite. Il peut-être alors difficile de le séparer de la solution aqueuse.When performing only the first step mentioned, i.e. the reaction between the polymer solution and the divalent or trivalent salt, the polymer precipitates. It may then be difficult to separate it from the aqueous solution.
La combinaison successive des deux étapes permet de réduire ou de supprimer ou d’annuler l’effet d’un polymère viscosifiant de type HPAM, dissout dans une solution aqueuse. L’invention peut s’appliquer à tous les polymères renfermant des fonctions permettant la création de liaisons entre le sel divalent de zinc ou le sel trivalent de fer ou d’aluminium et le polymère notamment les fonctions carboxylates ou les fonctions sulfonates.The successive combination of the two steps makes it possible to reduce or eliminate or cancel the effect of a viscosifying polymer of the HPAM type, dissolved in an aqueous solution. The invention can be applied to all polymers containing functions allowing the creation of bonds between the divalent zinc salt or the trivalent iron or aluminum salt and the polymer, in particular the carboxylate functions or the sulphonate functions.
La Demanderesse a également découvert que l’on pouvait inverser l’ordre des étapes précédentes, c'est-à-dire que l’on pouvait effectuer la deuxième précédemment décrite suivie de la première étape précédemment décrite. Dans ce cas, la méthode selon l’invention consiste à réduire ou à supprimer ou annuler l’effet d’un polymère viscosifiant de type HPAM, dissout dans une solution aqueuse en introduisant et en solubilisant dans la solution aqueuse contenant le polymère certains carboxylates alcalins, notamment des citrates alcalins ou des propionates alcalins, puis en introduisant dans le milieu dans un deuxième temps (et de préférence dans le même équipement, sans avoir à transvaser le milieu d’un équipement à un autre) un sel divalent de zinc ou un sel trivalent de fer ou d’aluminium.The Applicant has also discovered that the order of the previous steps can be reversed, that is to say that the second step described above can be carried out followed by the first step described above. In this case, the method according to the invention consists in reducing or eliminating or canceling the effect of a viscosifying polymer of the HPAM type, dissolved in an aqueous solution by introducing and dissolving in the aqueous solution containing the polymer certain alkaline carboxylates , in particular alkaline citrates or alkaline propionates, then introducing into the medium in a second stage (and preferably in the same equipment, without having to transfer the medium from one equipment to another) a divalent zinc salt or a trivalent iron or aluminum salt.
A l’issue de la succession de ces deux étapes, on obtient une solution dont la viscosité est réduite ou égale à ou proche de celle du fluide aqueux sans la présence du polymère viscosifiant ce qui indique que l’effet viscosifiant du polymère a été réduit, voire supprimé ou annulé bien qu’il soit toujours présent et soluble dans le milieu.At the end of the succession of these two steps, a solution is obtained whose viscosity is reduced or equal to or close to that of the aqueous fluid without the presence of the viscosifying polymer, which indicates that the viscosifying effect of the polymer has been reduced. , or even suppressed or canceled although it is still present and soluble in the medium.
La Demanderesse a également découvert que l’on pouvait opérer la mise en contact avec les deux réactifs en une seule étape en combinant les deux étapes précédemment décrites. Dans ce cas, la méthode selon l’invention consiste à réduire ou à supprimer ou annuler l’effet d’un polymère viscosifiant de type HPAM, dissout dans une solution aqueuse :The Applicant has also discovered that it is possible to bring the two reagents into contact in a single step by combining the two steps previously described. In this case, the method according to the invention consists in reducing or eliminating or canceling the effect of a viscosifying polymer of the HPAM type, dissolved in an aqueous solution:
-Soit en introduisant et en solubilisant simultanément dans la solution aqueuse contenant le polymère un sel divalent de zinc ou un sel trivalent de fer ou d’aluminium ainsi que certains carboxylates alcalins, notamment citrate alcalin et propionate alcalin,-Either by introducing and dissolving simultaneously in the aqueous solution containing the polymer a divalent salt of zinc or a trivalent salt of iron or aluminum as well as certain alkaline carboxylates, in particular alkaline citrate and alkaline propionate,
-Soit en introduisant et en solubilisant simultanément dans la solution aqueuse contenant le polymère un mélange préalablement préparé, éventuellement dans une solution aqueuse, d’un sel divalent de zinc ou un sel trivalent de fer ou d’aluminium et de certains carboxylates alcalins, notamment citrate alcalin et propionate alcalin.-Either by introducing and dissolving simultaneously in the aqueous solution containing the polymer a previously prepared mixture, optionally in an aqueous solution, of a divalent salt of zinc or a trivalent salt of iron or aluminum and certain alkaline carboxylates, in particular alkaline citrate and alkaline propionate.
A l’issue de la mise en contact simultanée avec les deux réactifs, on obtient une solution dont la viscosité est réduite ou égale à ou proche de celle du fluide aqueux sans la présence du polymère viscosifiant ce qui indique que l’effet viscosifiant du polymère a été réduit ou supprimé ou annulé bien qu’il soit toujours présent et soluble dans le milieu.At the end of the simultaneous contact with the two reagents, a solution is obtained whose viscosity is reduced or equal to or close to that of the aqueous fluid without the presence of the viscosifying polymer, which indicates that the viscosifying effect of the polymer has been reduced or suppressed or canceled although it is still present and soluble in the medium.
Dans l’ensemble de la description, on appellera les sels ou les complexes du fer, de l’aluminium ou de zinc : « sels de fer », « sels d’aluminium » ou « sels de zinc ».Throughout the description, salts or complexes of iron, aluminum or zinc will be referred to as "iron salts", "aluminum salts" or "zinc salts".
Le sel trivalent de fer peut être choisi parmi le sulfate ferrique, le chlorure ferrique, le sulfate d'ammonium ferrique de formule FeNH4(SO4)2·12 H2O, le nitrate ferrique, le phosphate ferrique, certains carboxylates comme le lactate ou l’oxalate ferrique. De préférence, le sel trivalent de fer peut être le sulfate ferrique.The trivalent iron salt can be chosen from ferric sulphate, ferric chloride, ferric ammonium sulphate of formula FeNH 4 (SO 4 ) 2 ·12 H 2 O, ferric nitrate, ferric phosphate, certain carboxylates such as ferric lactate or oxalate. Preferably, the trivalent iron salt can be ferric sulphate.
Le sel trivalent de l’aluminium peut être choisi parmi le sulfate d’aluminium, le phosphate d’aluminium ou certains carboxylates comme le lactate d’aluminium.The trivalent aluminum salt can be chosen from aluminum sulphate, aluminum phosphate or certain carboxylates such as aluminum lactate.
Le sel divalent de zinc peut être choisi parmi le sulfate de zinc, le phosphate de zinc, certains carboxylates de zinc tel l’acétate de zinc.The divalent zinc salt can be chosen from zinc sulphate, zinc phosphate, certain zinc carboxylates such as zinc acetate.
La teneur dudit sel trivalent de fer ou d’aluminium ou dudit sel divalent de zinc en solution aqueuse est avantageusement comprise entre 50 et 5000 ppm, et de préférence entre 50 et 1000 ppm.The content of said trivalent iron or aluminum salt or of said divalent zinc salt in aqueous solution is advantageously between 50 and 5000 ppm, and preferably between 50 and 1000 ppm.
Les carboxylates alcalins sont choisis parmi les citrates et les propionates alcalins, de préférence parmi le citrate de sodium (également appelé citrate trisodique) et le propionate de sodium, de manière très préférée le carboxylate alcalin est le citrate trisodique.The alkaline carboxylates are chosen from alkaline citrates and propionates, preferably from sodium citrate (also called trisodium citrate) and sodium propionate, very preferably the alkaline carboxylate is trisodium citrate.
Ledit sel trivalent de fer ou d’aluminium ou ledit sel divalent de zinc est avantageusement introduit à une teneur comprise entre 0,3 à 100 millimoles, de préférence 0,5 à 50 millimoles par gramme de polymère présent dans ledit fluide aqueux et ledit carboxylate alcalin est avantageusement introduit à une teneur comprise entre 3 et 300 millimoles, de préférence entre 5 et 100 millimoles par gramme de polymère présent dans ledit fluide aqueux.Said trivalent iron or aluminum salt or said divalent zinc salt is advantageously introduced at a content of between 0.3 to 100 millimoles, preferably 0.5 to 50 millimoles per gram of polymer present in said aqueous fluid and said carboxylate alkaline is advantageously introduced at a content of between 3 and 300 millimoles, preferably between 5 and 100 millimoles per gram of polymer present in said aqueous fluid.
Généralement, la température de l’étape de mise en contact est comprise entre 5°C et 90°C, de préférence entre 10°C et 80°C, de manière très préférée la température est la température ambiante.Generally, the temperature of the contacting step is between 5° C. and 90° C., preferably between 10° C. and 80° C., very preferably the temperature is room temperature.
Avantageusement, le temps de contact correspondant à la durée de l’étape de mise en contact entre ledit fluide aqueux, ledit sel divalent de zinc ou ledit sel trivalent de fer ou d’aluminium et ledit carboxylate alcalin est compris entre 15 secondes et 1 heure, de préférence entre 30 secondes et 10 minutes.Advantageously, the contact time corresponding to the duration of the contacting step between said aqueous fluid, said divalent zinc salt or said trivalent iron or aluminum salt and said alkaline carboxylate is between 15 seconds and 1 hour. , preferably between 30 seconds and 10 minutes.
Un exemple d’application du procédé de traitement est le traitement des fluides aqueux issus de la récupération assistée de pétrole, lesdits fluides contenant fréquemment des polymères hydrosolubles porteur de fonctions carboxylates ou sulfonates, de type polyacrylamides partiellement hydrolysés HPAM.An example of application of the treatment process is the treatment of aqueous fluids from enhanced oil recovery, said fluids frequently containing water-soluble polymers carrying carboxylate or sulphonate functions, of the partially hydrolyzed HPAM polyacrylamide type.
Dans un mode de réalisation, ledit fluide aqueux est une eau de production issue de la récupération assistée de pétrole, ladite eau de production comprenant une phase aqueuse continue contenant ledit polymère hydrosoluble et une phase organique dispersée dans ladite phase aqueuse continue.In one embodiment, said aqueous fluid is produced water from enhanced oil recovery, said produced water comprising a continuous aqueous phase containing said water-soluble polymer and an organic phase dispersed in said continuous aqueous phase.
De manière générale, la concentration dudit polymère dans ladite eau de production est comprise entre 1 ppm et 1000 ppm.Generally, the concentration of said polymer in said produced water is between 1 ppm and 1000 ppm.
Avantageusement, la phase organique dispersée est du pétrole brut, avec une concentration dudit pétrole brut dans ladite eau de production de préférence comprise entre 1 et 900 ppm.Advantageously, the dispersed organic phase is crude oil, with a concentration of said crude oil in said produced water preferably between 1 and 900 ppm.
Exemple 1 Example 1
Dans 40,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa on introduit sous agitation et à la température ambiante 26,5mg de sulfate de fer ferrique de formule Fe2(SO4)2,7H2O. On constate l’apparition immédiate d’un gel orange qui est le produit de la réaction entre le polymère et le sel de fer. On introduit alors dans le milieu sous agitation et à la température ambiante 159mg de citrate trisodique de formule brute C6H5O7Na3,2H2O. Le milieu devient limpide jaune après 3 minutes.26.5 mg of ferric iron sulfate of formula Fe 2 ( SO 4 ) 2 .7 H 2 O. The immediate appearance of an orange gel is observed, which is the product of the reaction between the polymer and the iron salt. 159 mg of trisodium citrate of molecular formula C 6 H 5 O 7 Na 3 .2 H 2 O are then introduced into the medium with stirring and at room temperature. The medium becomes clear yellow after 3 minutes.
Exemple 2 Example 2
Dans 40,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa, on introduit sous agitation et à la température ambiante 922mg d’une solution à 2,5% en masse de sulfate d’aluminium de formule Al2(SO4)2,xH2O. On constate l’apparition immédiate d’un gel blanc qui est le produit de la réaction entre le polymère et le sel d’aluminium. On introduit alors dans le milieu sous agitation et à la température ambiante 138mg de citrate trisodique de formule brute C6H5O7Na3,2H2O. Le milieu devient limpide incolore après 3 minutes.922 mg of a 2.5% by mass aluminum sulphate of formula Al 2 (SO 4 ) 2 x H 2 O. The immediate appearance of a white gel is observed, which is the product of the reaction between the polymer and the aluminum salt. 138 mg of trisodium citrate of molecular formula C 6 H 5 O 7 Na 3 .2 H 2 O are then introduced into the medium, with stirring and at ambient temperature. The medium becomes clear and colorless after 3 minutes.
Exemple 3 Example 3
Dans 20,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa, on introduit sous agitation et à la température ambiante 87mg d’acétate de zinc de formule Zn(C2H3O2)2,2H2O. On constate l’apparition immédiate d’un précipité blanc qui est le produit de la réaction entre le polymère et le sel de zinc. On introduit alors dans le milieu sous agitation et à la température ambiante 65mg de citrate trisodique de formule brute C6H5O7Na3,2H2O. Le milieu devient limpide incolore après 3 minutes.87 mg of zinc acetate of formula Zn(C 2 H 3 O 2 ) 2 , 2 H 2 O. The immediate appearance of a white precipitate is observed, which is the product of the reaction between the polymer and the zinc salt. 65 mg of trisodium citrate of molecular formula C 6 H 5 O 7 Na 3 .2 H 2 O are then introduced into the medium, with stirring and at room temperature. The medium becomes clear and colorless after 3 minutes.
Exemple 4 Example 4
Dans 20,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa, on introduit sous agitation et à la température ambiante 57mg de sulfate de zinc de formule Zn SO4,7H2O. On constate l’apparition immédiate d’un précipité blanc qui est le produit de la réaction entre le polymère et le sel de zinc. On introduit alors dans le milieu sous agitation et à la température ambiante 41mg de citrate trisodique de formule brute C6H5O7Na3,2H2O. Le milieu devient limpide incolore après 3 minutes.Into 20.00 g of an aqueous solution containing 500 ppm of a viscosifying polymer, of the HPAM copolymer type, with a molar mass of 6 MDa, are introduced with stirring and at room temperature 57 mg of zinc sulphate of formula Zn SO 4 , 7 H 2 O. The immediate appearance of a white precipitate is observed, which is the product of the reaction between the polymer and the zinc salt. 41 mg of trisodium citrate of molecular formula C 6 H 5 O 7 Na 3 .2 H 2 O are then introduced into the medium, with stirring and at ambient temperature. The medium becomes clear and colorless after 3 minutes.
Exemple 5Example 5
Dans 40,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa, on introduit sous agitation et à la température ambiante une solution préalablement préparée en mélangeant 26,5mg de sulfate de fer ferrique de formule Fe2(SO4)2,7H2O et 159mg de citrate trisodique de formule brute C6H5O7Na3,2H2O dans 1,00g d’eau. On n’observe aucune présence de gel ou de précipité.Into 40.00 g of an aqueous solution containing 500 ppm of a viscosifying polymer, of the HPAM copolymer type, with a molar mass of 6 MDa, a solution previously prepared by mixing 26.5 mg of sulphate of ferric iron of formula Fe 2 (SO 4 ) 2 .7 H 2 O and 159mg of trisodium citrate of molecular formula C 6 H 5 O 7 Na 3 .2 H 2 O in 1.00 g of water. No presence of gel or precipitate is observed.
Exemple 6Example 6
Dans 40,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa, on introduit sous agitation et à la température ambiante une solution préalablement préparée en mélangeant 23mg sulfate d’aluminium de formule Al2(SO4)2,xH2O et 138mg de citrate trisodique de formule brute C6H5O7Na3,2H2O dans 1,00g d’eau. On n’observe aucune présence de gel ou de précipité.Into 40.00 g of an aqueous solution containing 500 ppm of a viscosifying polymer, of the HPAM copolymer type, with a molar mass of 6 MDa, is introduced, with stirring and at room temperature, a solution previously prepared by mixing 23 mg of aluminum sulphate of formula Al 2 (SO 4 ) 2 .x H 2 O and 138 mg of trisodium citrate of molecular formula C 6 H 5 O 7 Na 3 .2 H 2 O in 1.00 g of water. No presence of gel or precipitate is observed.
Exemple 7Example 7
Dans 20,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa ,on introduit sous agitation et à la température ambiante une solution préalablement préparée en mélangeant 87mg d’acétate de zinc de formule Zn(C2H3O2)2,2H2O et 65mg de citrate trisodique de formule brute C6H5O7Na3,2H2O dans 2,00g d’eau. On n’observe aucune présence de gel ou de précipité.Into 20.00 g of an aqueous solution containing 500 ppm of a viscosifying polymer, of the HPAM copolymer type, with a molar mass of 6 MDa, is introduced, with stirring and at room temperature, a solution previously prepared by mixing 87 mg of zinc acetate of formula Zn(C 2 H 3 O 2 ) 2 , 2 H 2 O and 65 mg of trisodium citrate of molecular formula C 6 H 5 O 7 Na 3 , 2 H 2 O in 2.00 g of water. No presence of gel or precipitate is observed.
Exemple 8Example 8
Dans 20,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa, on introduit sous agitation et à la température ambiante une solution préalablement préparée en mélangeant 57mg de sulfate de zinc de formule Zn SO4,7H2O et 41mg de citrate trisodique de formule brute C6H5O7Na3,2H2O dans 2,00g d’eau. On n’observe aucune présence de gel ou de précipité.Into 20.00 g of an aqueous solution containing 500 ppm of a viscosifying polymer, of the HPAM copolymer type, with a molar mass of 6 MDa, is introduced with stirring and at room temperature a solution previously prepared by mixing 57 mg of zinc sulphate of formula Zn SO 4 .7 H 2 O and 41 mg of trisodium citrate of molecular formula C 6 H 5 O 7 Na 3 .2 H 2 O in 2.00 g of water. No presence of gel or precipitate is observed.
Exemple 9 (comparatif)Example 9 (comparative)
Dans 40,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa ,on introduit sous agitation et à la température ambiante 26,5mg de sulfate de fer ferrique de formule Fe2(SO4)2,7H2O. On constate l’apparition immédiate d’un gel orange qui est le produit de la réaction entre le polymère et le sel de fer.26.5 mg of ferric iron sulphate of formula Fe 2 (SO 4 ) 2 .7 H 2 O. The immediate appearance of an orange gel is observed, which is the product of the reaction between the polymer and the iron salt.
Exemple 10 (comparatif)Example 10 (comparative)
Dans 40,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa, on introduit sous agitation et à la température ambiante 922mg d’une solution à 2,5% en masse de sulfate d’aluminium de formule Al2(SO4)2,xH2O. On constate l’apparition immédiate d’un gel blanc qui est le produit de la réaction entre le polymère et le sel d’aluminium.922 mg of a 2.5% by mass aluminum sulphate of formula Al 2 (SO 4 ) 2 x H 2 O. The immediate appearance of a white gel is observed, which is the product of the reaction between the polymer and the aluminum salt.
Exemple 11 (comparatif)Example 11 (comparative)
Dans 20,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa, on introduit sous agitation et à la température ambiante 87mg d’acétate de zinc de formule Zn(C2H3O2)2,2H2O. On constate l’apparition immédiate d’un précipité blanc qui est le produit de la réaction entre le polymère et le sel de zinc.87 mg of zinc acetate of formula Zn(C 2 H 3 O 2 ) 2 , 2 H 2 O. The immediate appearance of a white precipitate is observed, which is the product of the reaction between the polymer and the zinc salt.
Exemple 12 (comparatif)Example 12 (comparative)
Dans 20,00 g d’une solution aqueuse contenant 500ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa on introduit sous agitation et à la température ambiante 57mg de sulfate de zinc de formule Zn SO4,7H2O. On constate l’apparition immédiate d’un précipité blanc qui est le produit de la réaction entre le polymère et le sel de zinc.Into 20.00 g of an aqueous solution containing 500 ppm of a viscosifying polymer, of the HPAM copolymer type, with a molar mass of 6 MDa, 57 mg of zinc sulphate of formula Zn SO 4 , 7 H are introduced with stirring and at room temperature. 2 O. The immediate appearance of a white precipitate is observed, which is the product of the reaction between the polymer and the zinc salt.
Sur chacun des échantillons issus des exemples 1 à 8, ainsi que sur un échantillon de référence composé d’une solution aqueuse contenant 500ppm du même polymère viscosifiant, on a effectué une mesure de viscosité à l’aide d’un rhéomètre rotatif (DHR3 de TA Instruments). Une géométrie de type double cylindre est utilisée. Un balayage logarithmique en écoulement est effectué entre 1 et 200s-1. Les valeurs sont mesurées à 10s-1. Les valeurs mesurées sont reportées dans le tableau 1 suivant. Sur les échantillons issus des exemple 9 à 12, aucune mesure de viscosité n’a pu être effectuée.On each of the samples from Examples 1 to 8, as well as on a reference sample composed of an aqueous solution containing 500 ppm of the same viscosifying polymer, a viscosity measurement was carried out using a rotational rheometer (DHR3 of TA Instruments). A double cylinder type geometry is used. A logarithmic sweep in flow is performed between 1 and 200s -1 . The values are measured at 10s -1 . The measured values are given in the following table 1. On the samples from Examples 9 to 12, no viscosity measurement could be made.
Pour chaque échantillon, on reporte le rapport entre la viscosité V mesurée et la viscosité V0mesurée pour l’exemple de référence. Ce rapport illustre le niveau de réduction de la viscosité de la solution de polymère viscosifiant après traitement selon l’invention, donc la suppression ou l’annulation de l’effet du polymère viscosifiant après traitement selon l’invention.For each sample, the ratio between the viscosity V measured and the viscosity V 0 measured for the reference example is reported. This report illustrates the level of reduction in the viscosity of the solution of viscosifying polymer after treatment according to the invention, therefore the suppression or cancellation of the effect of the viscosifying polymer after treatment according to the invention.
(m.Pa.s)Viscosity
(m.Pa.s)
Ces résultats illustrent l’efficacité du procédé traitement selon l’invention.These results illustrate the effectiveness of the treatment method according to the invention.
L’exemple 1 illustre l’efficacité du traitement faisant intervenir successivement le sel trivalent de fer et le citrate trisodique. L’exemple 2 illustre l’efficacité du traitement faisant intervenir successivement le sel trivalent d’aluminium et le citrate trisodique. Les exemples 3 et 4 illustrent l’efficacité du traitement faisant intervenir successivement un sel divalent de zinc et le citrate trisodique.Example 1 illustrates the effectiveness of the treatment involving successively the trivalent iron salt and the trisodium citrate. Example 2 illustrates the effectiveness of the treatment involving successively the trivalent aluminum salt and the trisodium citrate. Examples 3 and 4 illustrate the effectiveness of the treatment involving successively a divalent zinc salt and trisodium citrate.
L’exemple 5 illustre l’efficacité du traitement faisant intervenir simultanément le sel trivalent de fer et le citrate trisodique. L’exemple 6 illustre l’efficacité du traitement faisant intervenir simultanément le sel trivalent d’aluminium et le citrate trisodique. Les exemples 7 et 8 illustrent l’efficacité du traitement faisant intervenir simultanément un sel divalent de zinc et le citrate trisodique.Example 5 illustrates the effectiveness of the treatment involving the simultaneous use of trivalent iron salt and trisodium citrate. Example 6 illustrates the effectiveness of the treatment involving the simultaneous use of trivalent aluminum salt and trisodium citrate. Examples 7 and 8 illustrate the effectiveness of the treatment involving simultaneously a divalent zinc salt and trisodium citrate.
Les exemples comparatif 9 à 12 montrent que la seule addition de sulfate ferrique ou de sulfate d’aluminium ou d’acétate de zinc ou de sulfate de zinc à une solution de polymère non suivie par l’addition de citrate trisodique ou non associée à celle-ci ne permet pas d’obtenir une solution monophasique limpide.Comparative examples 9 to 12 show that the sole addition of ferric sulphate or aluminum sulphate or zinc acetate or zinc sulphate to a polymer solution not followed by the addition of trisodium citrate or not associated with that -it does not make it possible to obtain a clear monophasic solution.
C’est donc bien l’addition des deux familles de réactifs quel que soit l’ordre d’addition qui provoque la meilleure réduction de l’effet du polymère viscosifiant.It is therefore the addition of the two families of reagents, whatever the order of addition, which causes the best reduction in the effect of the viscosifying polymer.
Exemple 13Example 13
Afin d’évaluer l’impact de l’addition d’un citrate alcalin et d’un sel métallique sur les procédés de traitement des eaux de production, des essais de filtration ont été réalisés. Pour cela des eaux de production synthétiques ont été préparées en diluant une émulsion concentrées de gouttelettes de pétrole brut (de taille moyenne en volume de 8 microns) dans une solution aqueuse contenant ou non 500 ppm d’un polymère viscosifiant, de type copolymère HPAM, de masse molaire 6 MDa. L’eau de production ainsi obtenue est ensuite filtrée sur des membranes de porosité 1,2 ou 5 Microns. Le pourcentage d’eau filtrée (% QH20) et le temps de filtration (tfilt) sont suivis par pesée du filtrat. La qualité de la filtration est évaluée par une mesure de la transmission de la lumière au travers des solutions initiales (Turb T0) et finales (Turb Tf) à l’aide d’un turbiscan. Dans cet exemple, on prépare 100 g d’une solution d’eau de production salée (NaCl 7,5 g/L) contenant 500 ppm du polymère HPAM et 200 ppm de pétrole brut sous la forme de gouttes de taille moyenne de 8 microns. Cette solution est traitée par 218mg d’acétate de zinc puis par 1084mg de citrate trisodique. La solution est alors filtrée. Les résultats sont comparés avec ceux du système de référence c'est-à-dire sans traitement par de l’acétate de zinc puis de citrate trisodique. Le tableau ci-dessous rassemble les résultats obtenus.In order to assess the impact of the addition of an alkaline citrate and a metallic salt on the production water treatment processes, filtration tests were carried out. For this, synthetic production waters were prepared by diluting a concentrated emulsion of crude oil droplets (average size by volume of 8 microns) in an aqueous solution containing or not 500 ppm of a viscosifying polymer, of the HPAM copolymer type, with a molar mass of 6 MDa. The produced water thus obtained is then filtered through membranes with a porosity of 1.2 or 5 microns. The percentage of water filtered (% Q H20 ) and the filtration time (t filt ) are monitored by weighing the filtrate. The quality of the filtration is evaluated by measuring the transmission of light through the initial (Turb T0) and final (Turb Tf) solutions using a turbiscan. In this example, 100 g of a salty production water solution (NaCl 7.5 g/L) containing 500 ppm of the HPAM polymer and 200 ppm of crude oil are prepared in the form of drops with an average size of 8 microns. . This solution is treated with 218 mg of zinc acetate then with 1084 mg of trisodium citrate. The solution is then filtered. The results are compared with those of the reference system, that is to say without treatment with zinc acetate and then with trisodium citrate. The table below summarizes the results obtained.
Ces résultats illustrent l’efficacité du procédé de traitement selon l’invention qui permet de réduire ou d’annuler l’effet du polymère viscosifiant de type HPAM, dissout dans les solutions aqueuses.These results illustrate the effectiveness of the treatment process according to the invention which makes it possible to reduce or cancel out the effect of the viscosifying polymer of the HPAM type, dissolved in the aqueous solutions.
La diminution de la viscosité de la solution permet ainsi, dans un contexte de récupération assistée du pétrole, une meilleure séparation entre l’eau et le pétrole brut avec lequel l’eau est fréquemment coproduite.The decrease in the viscosity of the solution thus allows, in a context of enhanced oil recovery, a better separation between water and crude oil with which water is frequently co-produced.
Claims (17)
- on injecte dans ledit réservoir un fluide de balayage comprenant au moins un polymère hydrosoluble de manière à déplacer ledit pétrole brut vers au moins un puits producteur, ledit polymère hydrosoluble étant porteur de fonctions carboxylates ou sulfonates en phase aqueuse ;
- on collecte un effluent comprenant la majeure partie du pétrole brut par ledit puits producteur ;
- on récupère en surface du puits producteur un fluide aqueux appelé eau de production comprenant une phase aqueuse continue comprenant des traces dudit polymère et une phase organique constituée de gouttelettes de pétrole brut dispersées dans ladite phase aqueuse ;
- on traite ladite eau de production au moyen du procédé de traitement selon l’une des revendications 1 à 16.Process for the enhanced recovery of crude oil contained in a geological reservoir in which:
- Injecting into said reservoir a flushing fluid comprising at least one water-soluble polymer so as to move said crude oil towards at least one producing well, said water-soluble polymer carrying carboxylate or sulphonate functions in the aqueous phase;
- an effluent comprising the major part of the crude oil is collected by said producing well;
- an aqueous fluid called produced water comprising a continuous aqueous phase comprising traces of said polymer and an organic phase consisting of droplets of crude oil dispersed in said aqueous phase is recovered from the surface of the producing well;
- said produced water is treated by means of the treatment method according to one of claims 1 to 16.
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