WO2011083421A1 - Method for treating water and producing steam and steam-production facility - Google Patents

Method for treating water and producing steam and steam-production facility Download PDF

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WO2011083421A1
WO2011083421A1 PCT/IB2011/050022 IB2011050022W WO2011083421A1 WO 2011083421 A1 WO2011083421 A1 WO 2011083421A1 IB 2011050022 W IB2011050022 W IB 2011050022W WO 2011083421 A1 WO2011083421 A1 WO 2011083421A1
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water
boiler
steam
carbon dioxide
injection
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PCT/IB2011/050022
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Hung-Minh Dang
Bernard Gauthier
Pierre Pedenaud
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Total S.A.
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    • F22DPREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D11/00Feed-water supply not provided for in other main groups
    • F22D11/006Arrangements of feedwater cleaning with a boiler
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    • C02F1/04Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
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    • C02F2103/36Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds
    • C02F2103/365Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds from petrochemical industry (e.g. refineries)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/02Softening water by precipitation of the hardness
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the present invention relates to a water treatment process for the production of steam, as well as its application in the context of enhanced oil recovery.
  • the invention also relates to a water treatment plant for the production of steam adapted to the implementation of the method above.
  • thermal processes provide heat to the tank to heat the hydrocarbons, reduce their viscosity and make them more mobile for their production.
  • the main thermal processes are:
  • SAGD Steam Assisted Gravity Drainage
  • Steam drainage is another method by which steam is continuously injected into dedicated wells (vertical, inclined, or horizontally) located around or adjacent to producing wells in a predetermined arrangement.
  • Cyclic Steam Stimulation is a single-well process in which steam is injected for a period of time and then allowed to permeate the subsurface formation and heat the hydrocarbons. Finally, the heated hydrocarbons and the condensation water are produced by the same well for a certain duration.
  • water is used to generate the steam, and the water consumption associated with the steam generation typically represents about three water bodies per mass of hydrocarbons produced.
  • Thermal production may involve the consumption of clean water, but significant efforts are made to maximize the recycling of water from producing wells. In general, 85 to 95% of the water produced from production wells is recycled.
  • Steam generating devices can take many forms, which typically include one-pass boiler and conventional balloon boilers. It is necessary to have water of acceptable quality to supply the boilers and the steam generators.
  • Typical methods of removing mineral contaminants from the boiler feed water include precipitation ion exchange, reverse osmosis, electrodialysis, distillation and freezing.
  • the acidification of water by hydrochloric acid injection is generally used to convert carbonates and bicarbonates to carbon dioxide and / or lime injection (" softening lime ”) for precipitating carbonates and bicarbonates in the form of calcium carbonate.
  • the invention relates primarily to a method of water treatment and steam production comprising:
  • treatment of the feedwater comprises contacting the feedwater with a gaseous composition comprising carbon dioxide.
  • the boiler produces a flue gas that provides the gaseous composition comprising carbon dioxide.
  • the boiler operates in oxyfuel combustion.
  • the contacting of the feed water with the gaseous composition is carried out at a temperature greater than or equal to 60 ° C, preferably greater than or equal to 70 ° C, more particularly preferably higher or equal to 80 ° C, and ideally between 85 ° C and 95 ° C.
  • the gaseous composition comprises at least 5% by volume of carbon dioxide, preferably at least 10% by volume of carbon dioxide, more particularly preferably at least 20% by volume of carbon dioxide, and ideally at least 35% by volume of carbon dioxide.
  • the treatment of the feedwater also comprises:
  • ⁇ ion precipitation in the water and removing the precipitated material preferably comprising softening of water by injection of lime;
  • the invention also relates to a steam production plant comprising:
  • the water supply system comprising a water decarbonation unit, which comprises means for contacting the water with a gaseous composition comprising carbon dioxide.
  • the installation comprises:
  • a combustion gas withdrawal line connected to the output of the boiler and feeding the decarbonation unit.
  • the decarbonation unit comprises:
  • said means for bringing water into contact with a gaseous composition comprising carbon dioxide comprise a packed or packed column and / or a cyclonic device and / or an ejector and / or venturi device.
  • the water supply system comprises:
  • means for treating mineral contaminants comprising:
  • ⁇ ion precipitation means in the water and removing the precipitated material preferably comprising means for softening of water by injection of lime; and or
  • means for injecting agents crystallization and recovery of crystalline species and / or
  • the vapor withdrawal line is connected to an inlet of an injection well disposed in a subterranean formation containing hydrocarbons.
  • the water supply system is fed at least partially by a water recycling pipe, connected at the outlet of a water recovery system of a hydrocarbon production facility.
  • the installation comprises a purge line connected at the outlet of the boiler, said purge duct optionally supplying the water supply system.
  • the subject of the invention is also a process for extracting hydrocarbons in an underground formation, comprising:
  • the present invention overcomes the disadvantages of the state of the art. More particularly, it provides an improved process for treating water intended for the production of steam, and in particular for treating carbonates and bicarbonates, which results in reduced consumption of chemicals.
  • the gaseous flow comprising carbon dioxide can be obtained from gases emitted by the steam generation process itself, in particular from a combustion gas, and especially from the combustion gas from the boiler. .
  • the invention also has one or preferably more of the advantageous features listed below.
  • the invention makes it possible to concentrate the carbon dioxide emitted throughout the steam generation process, including the treatment of the water, at the end of the water decarbonation step, and to avoid a contrario the emission of two separate streams of carbon dioxide (one at the boiler and the other at the decarbonation).
  • the presence of the carbon dioxide emitted in the form of a single concentrated stream makes it possible to facilitate the subsequent treatment of this carbon dioxide by limiting the number of equipment required or their size, and by increasing the effectiveness of the treatment.
  • the chlorinated, sulfur or fluorinated compounds present in the flue gas can be captured in the boiler feedwater instead of being discharged, which reduces the harmfulness of any releases into the atmosphere.
  • the invention can be implemented with a minimum modification of the existing installations.
  • the invention is particularly advantageous in the case where the feed water of the boiler contains a high content of carbonates and bicarbonates.
  • Figure 1 schematically shows an embodiment of an installation according to the invention.
  • FIG. 2 is a diagram representing the evolution of the pH as a function of time (in minutes on the x-axis) of the production water during the decarbonation reaction carried out according to the invention, and for flow rates of gas of 10, 50 and 100 mL / min (see Example 2).
  • FIG. 3 is a diagram showing the concentration of bicarbonates (in mol / L) in the production water before the decarbonation reaction (checkerboard bars), at the end of the decarbonation reaction (white bars) and at Result of the decarbonation reaction after degassing the residual CO2 in water (black bars) for different experiments (see Example 2).
  • steam is produced in a boiler 8, an outlet of which is connected to a vapor withdrawal pipe 9.
  • the boiler 8 may be a conventional balloon boiler or an "ounce through” steam generator (OTSG).
  • a flow of purge water can be recovered at the outlet of the boiler 8, in a purge line 14.
  • the boiler 8 is supplied with water which has been previously treated in order to reduce the amount of carbonate and bicarbonate ions present in the water.
  • a water supply system 13 for supplying water to the boiler.
  • the feed and water treatment system 13 comprises at least one water supply pipe 1.
  • the water flowing in the water feed pipe 1 contains CO 3 2 and / or bicarbonate carbonate ions. HCO3 ".
  • the water flowing in the pipe water supply 1 may comprise between 50 and 10,000, preferably between 100 and 5000 mg / L of carbonate and bicarbonate ions. In general, this water also contains other mineral species, including silica, magnesium and calcium ions ...
  • the water supply system 13 comprises a decarbonation unit 6, and possibly other (complementary) means of water treatment.
  • These other means of water treatment can include:
  • a skimming unit 2 (which allows a first deoiling);
  • means for treating inorganic contaminants 4 comprising, for example, precipitation means, ion exchange resins and / or evaporation means.
  • the means for treating the inorganic contaminants 4 may be arranged upstream of the decarbonation unit 6 (like this is shown in Figure 1), or downstream of the decarbonation unit 6, or even partially upstream and partially downstream of the decarbonation unit 6 when the mineral contaminants treatment means 4 comprises several parts.
  • a hydrocarbon recovery line 11 may thus be provided at the outlet of the skimming unit 2. Said hydrocarbon recovery line 11 is advantageously directed towards a system for treating and collecting hydrocarbons (not shown). .
  • the deoiling unit 3 is preferably an induced gas flotation unit, in which a gas is degassed in water. The gas bubbles adhere to the suspended materials and bring them to the surface where they can be removed with the means skimming.
  • An additional hydrocarbon recovery line 12 may thus be provided at the outlet of the deoiling unit 3. Said additional hydrocarbon recovery line 12 is advantageously directed towards a hydrocarbon treatment and collection system (not shown).
  • the treatment of water to remove dissolved mineral contaminants includes the decarbonation of water within the decarbonation unit 6.
  • This decarbonation is carried out by contacting the water with a gaseous composition comprising carbon dioxide.
  • this gaseous composition is derived from the combustion gas coming from the boiler 8.
  • the decarbonation of water is induced by the carbon dioxide contained in the gaseous composition: the carbon dioxide dissolves in water to form carbonic acid H2CO3; and bicarbonate ions HCO3 - react with carbonic acid to produce carbon dioxide according to the following reaction:
  • the carbonate ions are converted to bicarbonate ions under acidic conditions.
  • the presence of carbon dioxide makes it possible to reduce the content of carbonate and bicarbonate ions in water, and to enrich the gaseous composition with carbon dioxide.
  • the decarbonation unit 6 may take the form of any device for contacting a liquid with a gas flow.
  • it may take the form of a packed or packed column in which a downward flow of water intersects an upward flow of gaseous composition; or it may comprise a cyclonic device; or it may comprise an ejector or venturi device.
  • the decarbonation unit 6 may simply comprise a water storage container (such as a storage tank) and gas composition injection means in the water storage container. In all cases, a gas recovery pipe 7 is provided.
  • the invention requires few modifications compared to a conventional installation, since the conventional installation generally already comprises a water storage container upstream of the boiler 8. It is therefore sufficient to put implement the invention to provide gaseous composition injection means in the water storage container, preferably constituted by a gas diffuser (for example of the same type as used in the induced gas flotation unit) ) which is disposed towards the bottom of the storage container; providing a combustion gas withdrawal line 10 from the boiler 8 and supplying the aforementioned injection means; and finally to provide the water storage container of the above-mentioned emitted gas recovery line 7.
  • a gas diffuser for example of the same type as used in the induced gas flotation unit
  • the water storage container has a retention time greater than or equal to 30 minutes, or even greater than or equal to 1 hour, in order to allow the decarbonation to be carried out with sufficient effectiveness.
  • the water storage containers in existing installations have retention times of 5 to 8 hours, and they are therefore perfectly compatible with the invention.
  • the decarbonation step is preferably carried out at a temperature greater than or equal to 60 ° C, in particular greater than or equal to 70 ° C, more preferably greater than or equal to 80 ° C, and ideally between 85 ° C and 95 ° C. According to a preferred embodiment, it is unnecessary to provide heating water at the decarbonation stage or before it, because the water used naturally has a high temperature. This is particularly the case when the water is at least partially recycled from steam previously generated.
  • the combustion gas typically comprises about 10% of carbon dioxide, 15% water by volume and about 75% nitrogen by volume and traces of oxygen.
  • Nitrogen is an inert gas with respect to decarbonation.
  • the flue gas comprises a higher proportion of carbon dioxide, for example about 35% by volume (about 65% by volume of water and traces of nitrogen and oxygen). This is advantageous both for the efficiency of decarbonation and for the concentration effect of the carbon dioxide at the outlet of the decarbonation unit.
  • the flue gas also usually contains small amounts of additional compounds, including sulfur compounds, fluorinated or chlorinated. These compounds tend to be captured in the water during the decarbonation step which avoids their direct discharge into the atmosphere. In addition, some of these compounds contribute to the acidification of water and thus improve the decarbonation yield.
  • additional compounds including sulfur compounds, fluorinated or chlorinated.
  • a humidification step of the gas composition comprising carbon dioxide prior to its contact with the water to be treated.
  • This humidification can consist of a simple degassing of the gaseous composition through a reserve or a stream of water, in order to add saturation water in the gaseous composition.
  • the carbon dioxide is partially dissolved even before it comes into contact with the water to be treated, which improves the kinetics of the reaction.
  • the gas collected at the outlet of the decarbonation unit 6 in the emitted gas recovery line 7 can be discharged into the atmosphere, or preferably treated, in particular to recover the concentrated carbon dioxide that it contains.
  • the water content of carbonates and bicarbonates at the inlet of the boiler 8 is less than or equal to 1 ppm. If the decarbonation step described above is not sufficient to ensure that the water content of carbonates and bicarbonates is sufficiently low, additional treatments are provided to further reduce the carbonates and bicarbonates content. Similarly, if the content of silica, calcium, magnesium, sulphates or other inorganic contaminants must be reduced before arrival in the boiler 8, additional treatment of the water is provided with means for treating the contaminants. minerals 4.
  • Said complementary treatment of water may comprise:
  • silica deposition inhibitors for example as described in application CA 2475048.
  • the purge water from the boiler 8 is discharged into the environment, possibly after separation of the suspended solids; alternatively, this purge water can be recycled via the purge line 14 to the water supply system 13, after separation of suspended solids by evaporation / crystallization and / or by decantation.
  • the circulating water of the water supply system 13 is partially (or mainly) recycled water, that is to say obtained by condensation of the steam generated in the boiler 8, after using said vapor.
  • the water supply pipe 1 is a water recycling pipe 1.
  • a supply of complementary water 5, for example fresh water taken from the environment, is then generally provided.
  • the complementary water supply 5 is connected to a location chosen accordingly in the water supply system 13.
  • the arrival 5 is connected downstream of the skimming unit 2 and the de-oiling unit 3, as shown in FIG. Hydrocarbon extraction
  • the method and installation described above for steam generation can be used in all situations where steam generation is useful.
  • they can be used in the context of petroleum refining, to perform functions of heating, cleaning or even electrical generation.
  • they are used for the implementation of a method, respectively in the context of an installation, hydrocarbon extraction in a subterranean formation.
  • the steam produced is injected into the formation by at least one injection well.
  • the vapor mobilizes the hydrocarbons contained in the formation, such as heavy oils or hydrocarbons contained in the oil sands, which are recovered by at least one collection well (which may be identical to or different from the injection well). ).
  • SAGD steam assisted gravity drainage
  • steam drainage or by cyclic stimulation by steam.
  • the produced water is also recovered in the collection well.
  • the hydrocarbons and water produced are mainly in the form of a water / oil emulsion.
  • the emulsion is separated into a hydrocarbon fraction and an aqueous fraction according to techniques known in the art.
  • the hydrocarbon fraction undergoes downstream treatment steps, while the aqueous fraction can be reused to supply the boiler feed water.
  • a production water from an underground formation is treated in a laboratory pilot and according to the invention, said water being intended to supply a boiler.
  • the water has the following characteristics:
  • the decarbonation of the water is carried out in a sealed jacketed reactor provided with a water heating system.
  • a gas cylinder filled with a mixture comprising 10% carbon dioxide and 90% nitrogen (model of combustion gas obtained with normal combustion) is used.
  • the gas flow from the bottle is regulated with a pressure reducer and a needle valve and measured with a film flow meter.
  • the gas from the bottle passes into a 100 ml container filled with distilled water and kept at 60 ° C to humidify it. Then the gas arrives at the bottom of the reactor, where it is dispersed in water (500 mL) with a sintered disc. Magnetic stirring is performed to facilitate the reaction.
  • the effectiveness of water decarbonation is assessed by measuring the pH at the beginning, at the end of the experiment, and during the experiment.
  • a peristaltic pump is provided for the recirculation of water, to allow continuous pH measurement.
  • the pH meter is set at the operating temperature.
  • a gas collection pipe is connected to the reactor cover and connected to a film flow meter that indicates if carbon dioxide is being produced.
  • the reactor Before the start of the reaction, the reactor is heated to the operating temperature, before filling it with water. Once the reactor is at the correct temperature, water is added (after degassing) and the reactor is sealed. The pump is turned on, and the pH is expected to stabilize. Then the gas bottle is opened, and the gas flow is adjusted by means of the valves, controlling it with the flowmeter. The magnetic stirring is started. The pH is noted every minute or every 5 minutes during the first hour, then every 10 or 15 minutes thereafter. The pH is also noted before reaction (after degassing with nitrogen) and after reaction and degassing at room temperature.
  • FIG. 2 represents the evolution of the pH during the reaction, for respective gas flow rates of 10 mL / min (triangles), 50 mL / min (squares) and 100 mL / min (circles), at an operating temperature of 60 ° C. It is found that the reaction is even faster than the flow of CO 2 is important.
  • FIG. 3 represents the concentration of bicarbonates (in mol / L) determined as a function of the pH, before the decarbonation reaction (checkered bars), at the end of the decarbonation reaction (white bars) and at the end of the decarbonation reaction after degassing (black bars) to remove dissolved CO 2 .

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Abstract

The invention relates to a method for treating water and producing steam, which includes: providing feed water containing carbonate and/or bicarbonate ions, treating the feed water, feeding a boiler (8) with the treated feed water and generating steam in the boiler, in which the treatment of the feed water includes placing the feed water in contact with a gaseous composition including carbon dioxide. The invention also relates to a facility suitable for implementing said method, as well as to a method for extracting hydrocarbons implementing the above method.

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT D ' EAU ET DE PRODUCTION DE VAPEUR ET INSTALLATION DE PRODUCTION DE VAPEUR METHOD FOR WATER TREATMENT AND STEAM PRODUCTION AND STEAM PRODUCTION PLANT
DOMAINE DE L'INVENTION FIELD OF THE INVENTION
La présente invention concerne un procédé de traitement d'eau pour la production de vapeur, ainsi que son application dans le cadre de la récupération assistée d'hydrocarbures. L'invention concerne également une installation de traitement d'eau pour la production de vapeur adaptée à la mise en œuvre du procédé ci-dessus.  The present invention relates to a water treatment process for the production of steam, as well as its application in the context of enhanced oil recovery. The invention also relates to a water treatment plant for the production of steam adapted to the implementation of the method above.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE TECHNICAL BACKGROUND
L'exploitation des réserves mondiales d'huiles lourdes immobiles ou d'huiles mobiles de forte viscosité dont la situation dans les formations souterraines est trop profonde pour permettre une extraction à ciel ouvert nécessite le recours à des procédés thermiques. Ceux-ci fournissent de la chaleur au réservoir pour chauffer les hydrocarbures, réduire leur viscosité et les rendre plus mobiles pour leur production. Les principaux procédés thermiques existants sont :  The exploitation of global reserves of heavy stationary oils or high-viscosity mobile oils whose situation in the underground formations is too deep for open-pit extraction requires the use of thermal processes. These provide heat to the tank to heat the hydrocarbons, reduce their viscosity and make them more mobile for their production. The main thermal processes are:
- le drainage gravitaire assisté par la vapeur ;  - Gravity drainage assisted by steam;
- le drainage par la vapeur ; et  - drainage by steam; and
- la stimulation cyclique par la vapeur.  cyclic stimulation by steam.
Le drainage gravitaire assisté par la vapeur (SAGD) est une technique de récupération thermique selon laquelle des paires de puits horizontaux injecteurs et producteurs sont forés dans la formation avec un espacement typique de 5 m environ. La vapeur est injectée pour chauffer les hydrocarbures et les mobiliser, afin qu'ils coulent vers les puits producteurs sous l'effet de la gravité, assistée par une zone de vapeur de taille croissante. Il s'agit de la technique de récupération thermique la plus utilisée pour les huiles extra-lourdes que l'on trouve dans les réservoirs de sables bitumineux.  Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD) is a thermal recovery technique in which horizontal pairs of injectors and generators are drilled into the formation with a typical spacing of about 5 m. The steam is injected to heat the hydrocarbons and mobilize them, so that they flow to the producing wells under the effect of gravity, assisted by a steam zone of increasing size. It is the most widely used thermal recovery technique for extra-heavy oils found in oil sands tanks.
Le drainage par la vapeur est une autre méthode selon laquelle de la vapeur est injectée en continu dans des puits dédiés (verticaux, inclinés ou horizontaux) situés autour, ou à côté, de puits producteurs selon une disposition prédéterminée. Steam drainage is another method by which steam is continuously injected into dedicated wells (vertical, inclined, or horizontally) located around or adjacent to producing wells in a predetermined arrangement.
La stimulation cyclique par la vapeur est un procédé à puits unique, dans lequel la vapeur est injectée pendant une certaine durée, puis est laissée imprégner la formation souterraine et chauffer les hydrocarbures. Enfin, les hydrocarbures chauffés et l'eau de condensation sont produits par le même puits pendant une certaine durée.  Cyclic Steam Stimulation is a single-well process in which steam is injected for a period of time and then allowed to permeate the subsurface formation and heat the hydrocarbons. Finally, the heated hydrocarbons and the condensation water are produced by the same well for a certain duration.
Pour tous ces procédés, on utilise de l'eau pour générer la vapeur, et la consommation d'eau associée à la génération de vapeur représente typiquement environ trois masses d'eau par masse d'hydrocarbures produits. La production thermique peut impliquer la consommation d'eau propre, mais des efforts importants sont accomplis pour maximiser le recyclage de l'eau sortant des puits producteurs. En général, on recycle entre 85 et 95 % de l'eau produite issue des puits de production.  For all these processes, water is used to generate the steam, and the water consumption associated with the steam generation typically represents about three water bodies per mass of hydrocarbons produced. Thermal production may involve the consumption of clean water, but significant efforts are made to maximize the recycling of water from producing wells. In general, 85 to 95% of the water produced from production wells is recycled.
Les dispositifs de génération de vapeur peuvent prendre plusieurs formes, qui comprennent généralement les générateurs de vapeur de type chaudières une passe (« once through ») et les chaudières conventionnelles de type ballon. Il est nécessaire de disposer d'eau de qualité acceptable pour alimenter les chaudières et les générateurs de vapeur.  Steam generating devices can take many forms, which typically include one-pass boiler and conventional balloon boilers. It is necessary to have water of acceptable quality to supply the boilers and the steam generators.
Or, l'un des problèmes posés par la génération de vapeur est la présence notamment de contaminants minéraux dans l'eau, principalement les carbonates, les sulfates et la silice. Lorsque l'eau est chauffée et convertie en vapeur dans une chaudière, certains contaminants minéraux tels que la silice ou les sulfates ont tendance à rester dans la chaudière. La chaudière fonctionne en effet comme une unité de distillation, produisant de l'eau vaporisée pure tandis que les contaminants minéraux concentrés restent dans la chaudière et ont tendance à y former des incrustations. Ces incrustations agissent comme un isolant et réduisent l'efficacité de la chaudière. Elles peuvent ainsi conduire à une panne de la chaudière par surchauffe. En outre, les carbonates et bicarbonates peuvent favoriser le phénomène de primage de l'eau, c'est-à-dire l'entraînement de gouttes d'eau de chaudière dans la vapeur. Celles-ci peuvent polluer la vapeur et la rendre érodante vis à vis des parois qu'elle peut rencontrer. Les carbonates et bicarbonates peuvent également se décomposer en dioxyde de carbone sous l'effet de la température élevée dans la chaudière, et donner ainsi lieu à des phénomènes de corrosion acide.  One of the problems with steam generation is the presence of mineral contaminants in the water, mainly carbonates, sulphates and silica. When water is heated and converted to steam in a boiler, some mineral contaminants such as silica or sulphates tend to remain in the boiler. The boiler functions as a distillation unit, producing pure vaporized water while the concentrated mineral contaminants remain in the boiler and tend to form incrustations. These incrustations act as an insulator and reduce the efficiency of the boiler. They can thus lead to a failure of the boiler by overheating. In addition, the carbonates and bicarbonates can promote the phenomenon of priming water, that is to say the driving drops of boiler water in the steam. These can pollute the steam and make it eroding with respect to the walls it can meet. Carbonates and bicarbonates can also decompose to carbon dioxide as a result of the high temperature in the boiler, thus giving rise to acid corrosion phenomena.
Parmi les méthodes classiques d'élimination des contaminants minéraux de l'eau d'alimentation de la chaudière figurent la précipitation chimique, l'échange ionique, l'osmose inverse, l'électrodialyse, la distillation et la congélation. Typical methods of removing mineral contaminants from the boiler feed water include precipitation ion exchange, reverse osmosis, electrodialysis, distillation and freezing.
En ce qui concerne plus particulièrement l'élimination des carbonates et bicarbonates, on utilise généralement l'acidification de l'eau par injection d'acide chlorhydrique pour convertir les carbonates et bicarbonates en dioxyde de carbone et / ou l'injection de chaux (« lime softening ») pour précipiter les carbonates et bicarbonates sous forme de carbonate de calcium.  With particular reference to the removal of carbonates and bicarbonates, the acidification of water by hydrochloric acid injection is generally used to convert carbonates and bicarbonates to carbon dioxide and / or lime injection (" softening lime ") for precipitating carbonates and bicarbonates in the form of calcium carbonate.
Toutefois, ces méthodes impliquent l'utilisation de grandes quantités de produits chimiques.  However, these methods involve the use of large quantities of chemicals.
Il existe donc un réel besoin d'améliorer le traitement de l'eau destinée à la production de vapeur et en particulier le traitement des carbonates et bicarbonates, en réduisant la consommation de produits chimiques. RESUME DE L'INVENTION  There is therefore a real need to improve the treatment of water for the production of steam and in particular the treatment of carbonates and bicarbonates, reducing the consumption of chemicals. SUMMARY OF THE INVENTION
L'invention concerne en premier lieu un procédé de traitement d'eau et de production de vapeur comprenant :  The invention relates primarily to a method of water treatment and steam production comprising:
- la fourniture d'une eau d'alimentation contenant des ions carbonates et / ou bicarbonates ;  supply of a feed water containing carbonate and / or bicarbonate ions;
- le traitement de l'eau d'alimentation ;  - the treatment of the feed water;
- l'alimentation d'une chaudière par l'eau d'alimentation traitée ; feeding a boiler with the treated feed water;
- la génération de vapeur dans la chaudière ; - steam generation in the boiler;
dans lequel le traitement de l'eau d'alimentation comprend la mise en contact de l'eau d'alimentation avec une composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone.  wherein the treatment of the feedwater comprises contacting the feedwater with a gaseous composition comprising carbon dioxide.
Selon un mode de réalisation, la chaudière produit un gaz de combustion qui fournit la composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone.  In one embodiment, the boiler produces a flue gas that provides the gaseous composition comprising carbon dioxide.
Selon un mode de réalisation, la chaudière fonctionne en oxycombustion.  According to one embodiment, the boiler operates in oxyfuel combustion.
Selon un mode de réalisation, la mise en contact de l'eau d'alimentation avec la composition gazeuse est effectuée à une température supérieure ou égale à 60°C, de préférence supérieure ou égale à 70°C, de manière plus particulièrement préférée supérieure ou égale à 80°C, et idéalement entre 85°C et 95°C.  According to one embodiment, the contacting of the feed water with the gaseous composition is carried out at a temperature greater than or equal to 60 ° C, preferably greater than or equal to 70 ° C, more particularly preferably higher or equal to 80 ° C, and ideally between 85 ° C and 95 ° C.
Selon un mode de réalisation, la composition gazeuse comprend au moins 5 % en volume de dioxyde de carbone, de préférence au moins 10 % en volume de dioxyde de carbone, de manière plus particulièrement préférée au moins 20 % en volume de dioxyde de carbone, et idéalement au moins 35 % en volume de dioxyde de carbone. According to one embodiment, the gaseous composition comprises at least 5% by volume of carbon dioxide, preferably at least 10% by volume of carbon dioxide, more particularly preferably at least 20% by volume of carbon dioxide, and ideally at least 35% by volume of carbon dioxide.
Selon un mode de réalisation, le traitement de l'eau d'alimentation comprend également :  According to one embodiment, the treatment of the feedwater also comprises:
- l'écumage de l'eau ; et / ou  - skimming of water; and or
- le déshuilage de l'eau ; et / ou  - the deoiling of the water; and or
- le traitement de contaminants minéraux contenus dans l'eau par : the treatment of mineral contaminants contained in the water by:
précipitation d'ions contenus dans l'eau et élimination de la matière précipitée, comprenant de préférence l'adoucissement de l'eau par injection de chaux ; et / ou ion precipitation in the water and removing the precipitated material, preferably comprising softening of water by injection of lime; and or
réduction de la teneur en minéraux de l'eau par échange ionique sur une résine échangeuse d'ions ; et / ou reducing the mineral content of the water by ion exchange on an ion exchange resin; and or
traitement de l'eau par osmose inverse ; et / ou reverse osmosis water treatment; and or
traitement de l'eau par évaporation ; et / ou water treatment by evaporation; and or
injection d'agents de cristallisation et récupération d'espèces cristallisées ; et / ou Injection crystallization agents and recovering crystallized species; and or
injection d'agents inhibiteurs de dépôt de silice. Injection silica deposition inhibiting agents.
L'invention a également pour objet une installation de production de vapeur comprenant :  The invention also relates to a steam production plant comprising:
- une chaudière ;  - a boiler ;
- un système d'alimentation en eau connecté en entrée de la chaudière ;  - a water supply system connected to the inlet of the boiler;
- une ligne de soutirage de vapeur connectée en sortie de la chaudière ;  a steam withdrawal line connected at the outlet of the boiler;
le système d'alimentation en eau comprenant une unité de décarbonatation de l'eau, qui comprend des moyens de mise en contact de l'eau avec une composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone.  the water supply system comprising a water decarbonation unit, which comprises means for contacting the water with a gaseous composition comprising carbon dioxide.
Selon un mode de réalisation, l'installation comprend :  According to one embodiment, the installation comprises:
- une ligne de soutirage de gaz de combustion connectée en sortie de la chaudière et alimentant l'unité de décarbonatation. - A combustion gas withdrawal line connected to the output of the boiler and feeding the decarbonation unit.
Selon un mode de réalisation, l'unité de décarbonatation comprend :According to one embodiment, the decarbonation unit comprises:
- un récipient de stockage d'eau ; - a water storage container;
- des moyens d'injection de composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone dans le récipient de stockage d'eau ; - Gaseous composition injection means comprising carbon dioxide in the water storage container;
- des moyens de récupération de gaz émis. means for recovering emitted gas.
Selon un mode de réalisation, lesdits moyens de mise en contact de l'eau avec une composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone comprennent une colonne à plateaux ou à garnissage et / ou un dispositif cyclonique et / ou un dispositif d'éjecteur et / ou venturi. According to one embodiment, said means for bringing water into contact with a gaseous composition comprising carbon dioxide comprise a packed or packed column and / or a cyclonic device and / or an ejector and / or venturi device.
Selon un mode de réalisation, le système d'alimentation en eau comprend :  According to one embodiment, the water supply system comprises:
- une unité d'écumage ; et / ou  - a skimming unit; and or
- une unité de déshuilage ; et / ou  - a deoiling unit; and or
- des moyens de traitement des contaminants minéraux comprenant :  means for treating mineral contaminants, comprising:
des moyens de précipitation d'ions contenus dans l'eau et d'élimination de la matière précipitée, comprenant de préférence des moyens d'adoucissement de l'eau par injection de chaux ; et / ou ion precipitation means in the water and removing the precipitated material, preferably comprising means for softening of water by injection of lime; and or
une résine échangeuse d'ions ; et / ou  an ion exchange resin; and or
une unité d'osmose inverse ; et / ou a reverse osmosis unit; and or
■ une unité d'évaporation ; et / ou  ■ an evaporation unit; and or
des moyens d'injection d'agents de cristallisation et de récupération d'espèces cristallisées et / ou means for injecting agents crystallization and recovery of crystalline species and / or
des moyens d'injection d'inhibiteurs de dépôt de silice. the injection means of silica scale inhibitors.
Selon un mode de réalisation, la conduite de soutirage de vapeur est connectée à une entrée d'un puits d'injection disposé dans une formation souterraine contenant des hydrocarbures.  In one embodiment, the vapor withdrawal line is connected to an inlet of an injection well disposed in a subterranean formation containing hydrocarbons.
Selon un mode de réalisation, le système d'alimentation en eau est alimenté au moins partiellement par une conduite de recyclage d'eau, connectée en sortie d'un système de récupération d'eau d'une installation de production d'hydrocarbures.  According to one embodiment, the water supply system is fed at least partially by a water recycling pipe, connected at the outlet of a water recovery system of a hydrocarbon production facility.
Selon un mode de réalisation, l'installation comprend une conduite de purge connectée en sortie de la chaudière, ladite conduite de purge alimentant optionnellement partiellement le système d'alimentation en eau.  According to one embodiment, the installation comprises a purge line connected at the outlet of the boiler, said purge duct optionally supplying the water supply system.
L'invention a également pour objet un procédé d'extraction d'hydrocarbures dans une formation souterraine, comprenant :  The subject of the invention is also a process for extracting hydrocarbons in an underground formation, comprising:
- la production de vapeur selon le procédé décrit ci-dessus ;  the production of steam according to the process described above;
- l'injection de la vapeur produite dans au moins un puits d'injection disposé dans la formation souterraine ;  - The injection of steam produced in at least one injection well disposed in the subterranean formation;
- la récupération d'hydrocarbures et d'eau de production dans au moins un puits d'extraction disposé dans la formation souterraine ; - le déshuilage de l'eau de production et l'utilisation de l'eau de production déshuilée en tant qu'eau d'alimentation dans le procédé de production de vapeur. the recovery of hydrocarbons and production water in at least one extraction well disposed in the underground formation; de-oiling of the production water and the use of de-oiled production water as feed water in the steam production process.
La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé amélioré de traitement de l'eau destinée à la production de vapeur, et en particulier de traitement des carbonates et bicarbonates, qui entraîne une consommation réduite en produits chimiques.  The present invention overcomes the disadvantages of the state of the art. More particularly, it provides an improved process for treating water intended for the production of steam, and in particular for treating carbonates and bicarbonates, which results in reduced consumption of chemicals.
Ceci est accompli grâce à la mise en contact de l'eau d'alimentation de la chaudière avec un flux gazeux comprenant du dioxyde de carbone, ce qui entraîne une décarbonatation acide de l'eau sans nécessairement utiliser d'acide chlorhydrique. Le flux gazeux comprenant du dioxyde de carbone peut être obtenu à partir de gaz émis par le procédé de génération de vapeur lui-même, notamment à partir d'un gaz de combustion, et tout particulièrement à partir du gaz de combustion issu de la chaudière.  This is accomplished by contacting the boiler feed water with a gaseous flow comprising carbon dioxide, which results in acid decarbonation of the water without necessarily using hydrochloric acid. The gaseous flow comprising carbon dioxide can be obtained from gases emitted by the steam generation process itself, in particular from a combustion gas, and especially from the combustion gas from the boiler. .
Selon certains modes de réalisation particuliers, l'invention présente également une ou de préférence plusieurs des caractéristiques avantageuses énumérées ci-dessous.  According to some particular embodiments, the invention also has one or preferably more of the advantageous features listed below.
- L'invention permet de concentrer le dioxyde de carbone émis dans l'ensemble du procédé de génération de vapeur incluant le traitement de l'eau, à l'issue de l'étape de décarbonatation de l'eau, et d'éviter a contrario l'émission de deux flux distincts de dioxyde de carbone (l'un au niveau de la chaudière et l'autre au niveau de la décarbonatation). La présence du dioxyde de carbone émis sous la forme d'un seul flux concentré permet de faciliter le traitement ultérieur de ce dioxyde de carbone en limitant le nombre d'équipements nécessaires ou leur taille, et en augmentant l'efficacité du traitement.  The invention makes it possible to concentrate the carbon dioxide emitted throughout the steam generation process, including the treatment of the water, at the end of the water decarbonation step, and to avoid a contrario the emission of two separate streams of carbon dioxide (one at the boiler and the other at the decarbonation). The presence of the carbon dioxide emitted in the form of a single concentrated stream makes it possible to facilitate the subsequent treatment of this carbon dioxide by limiting the number of equipment required or their size, and by increasing the effectiveness of the treatment.
- Les composés chlorés, soufrés ou fluorés présents dans le gaz de combustion peuvent être captés dans l'eau d'alimentation de la chaudière au lieu d'être rejetés, ce qui diminue la nocivité des rejets éventuels dans l'atmosphère.  - The chlorinated, sulfur or fluorinated compounds present in the flue gas can be captured in the boiler feedwater instead of being discharged, which reduces the harmfulness of any releases into the atmosphere.
- L'invention peut être mise en œuvre avec une modification minimale des installations existantes.  The invention can be implemented with a minimum modification of the existing installations.
- L'invention est particulièrement avantageuse dans le cas où l'eau d'alimentation de la chaudière contient une teneur élevée en carbonates et bicarbonates. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES The invention is particularly advantageous in the case where the feed water of the boiler contains a high content of carbonates and bicarbonates. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
La figure 1 représente de manière schématique un mode de réalisation d'une installation selon l'invention.  Figure 1 schematically shows an embodiment of an installation according to the invention.
La figure 2 est un diagramme représentant l'évolution du pH en fonction du temps (en minutes sur l'axe des abscisses) de l'eau de production lors de la réaction de décarbonatation effectuée selon l'invention, et ce pour des débits de gaz de 10, 50 et 100 mL/min (voir exemple 2).  FIG. 2 is a diagram representing the evolution of the pH as a function of time (in minutes on the x-axis) of the production water during the decarbonation reaction carried out according to the invention, and for flow rates of gas of 10, 50 and 100 mL / min (see Example 2).
La figure 3 est un diagramme représentant la concentration de bicarbonates (en mol/L) dans l'eau de production avant la réaction de décarbonatation (barres en damier), à l'issue de la réaction de décarbonatation (barres blanches) et à l'issue de la réaction de décarbonatation après dégazage du CO2 résiduel dans l'eau (barres noires) pour différentes expériences (voir exemple 2). DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION  FIG. 3 is a diagram showing the concentration of bicarbonates (in mol / L) in the production water before the decarbonation reaction (checkerboard bars), at the end of the decarbonation reaction (white bars) and at Result of the decarbonation reaction after degassing the residual CO2 in water (black bars) for different experiments (see Example 2). DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.  The invention is now described in more detail and without limitation in the description which follows.
Génération de vapeur Steam generation
Selon la présente invention, et en faisant référence à la figure 1 , on produit de la vapeur dans une chaudière 8, dont une sortie est connectée à une conduite de soutirage de vapeur 9. La chaudière 8 peut être une chaudière conventionnelle de type ballon ou un générateur de vapeur « once through » (OTSG).  According to the present invention, and with reference to FIG. 1, steam is produced in a boiler 8, an outlet of which is connected to a vapor withdrawal pipe 9. The boiler 8 may be a conventional balloon boiler or an "ounce through" steam generator (OTSG).
Les générateurs de vapeur « once through » produisent typiquement "Once-through" steam generators typically produce
80 % de vapeur et 20 % d'eau de purge, tandis que les chaudières dites conventionnelles (chaudières à tambour ou chaudières au charbon pulvérisé ou chaudières en lit fluidisé entraîné) ont un rendement de vaporisation voisin de 100 %. 80% of steam and 20% of purge water, while the so-called conventional boilers (drum boilers or pulverized coal boilers or entrained fluidized bed boilers) have a vaporization efficiency close to 100%.
Selon le type de chaudière, un flux d'eau de purge peut être récupéré en sortie de la chaudière 8, dans une conduite de purge 14.  Depending on the type of boiler, a flow of purge water can be recovered at the outlet of the boiler 8, in a purge line 14.
La chaudière 8 est alimentée en eau qui est préalablement traitée afin de réduire la quantité des ions carbonates et bicarbonates présents dans l'eau. Ainsi, on prévoit un système d'alimentation en eau 13 pour fournir de l'eau à la chaudière.  The boiler 8 is supplied with water which has been previously treated in order to reduce the amount of carbonate and bicarbonate ions present in the water. Thus, there is provided a water supply system 13 for supplying water to the boiler.
Le système d'alimentation et de traitement en eau 13 comprend au moins une conduite d'amenée d'eau 1 . L'eau circulant dans la conduite d'amenée d'eau 1 contient des ions carbonates CO32" et / ou bicarbonates HCO3". Par exemple, l'eau circulant dans la conduite d'amenée d'eau 1 peut comprendre entre 50 et 10000, de préférence entre 100 et 5000 mg/L d'ions carbonates et bicarbonates. En général, cette eau contient également d'autres espèces minérales, notamment de la silice, des ions magnésium et calcium... The feed and water treatment system 13 comprises at least one water supply pipe 1. The water flowing in the water feed pipe 1 contains CO 3 2 and / or bicarbonate carbonate ions. HCO3 ". For example, the water flowing in the pipe water supply 1 may comprise between 50 and 10,000, preferably between 100 and 5000 mg / L of carbonate and bicarbonate ions. In general, this water also contains other mineral species, including silica, magnesium and calcium ions ...
De manière schématique, le système d'alimentation en eau 13 comprend une unité de décarbonatation 6, et éventuellement d'autres moyens (complémentaires) de traitement de l'eau. Ces autres moyens de traitement de l'eau peuvent comprendre :  In a schematic manner, the water supply system 13 comprises a decarbonation unit 6, and possibly other (complementary) means of water treatment. These other means of water treatment can include:
- une unité d'écumage 2 (qui permet un premier déshuilage) ;  - A skimming unit 2 (which allows a first deoiling);
- une unité de déshuilage 3 de type flottation ;  a deoiling unit 3 of flotation type;
- des moyens de traitement des contaminants minéraux 4, comprenant par exemple des moyens de précipitation, des résines échangeuses d'ions et / ou des moyens d'évaporation.  means for treating inorganic contaminants 4, comprising, for example, precipitation means, ion exchange resins and / or evaporation means.
En général, et en prenant comme référence le sens de circulation de l'eau, on dispose d'amont en aval : d'abord l'unité d'écumage 2 (si elle est présente), puis l'unité de déshuilage 3 (si elle est présente) et enfin les moyens de traitement des contaminants minéraux 4 et l'unité de décarbonatation 6. Selon les cas, les moyens de traitement des contaminants minéraux 4 peuvent être disposés en amont de l'unité de décarbonatation 6 (comme cela est représenté sur la figure 1 ), ou bien en aval de l'unité de décarbonatation 6, ou bien encore partiellement en amont et partiellement en aval de l'unité de décarbonatation 6 lorsque les moyens de traitement des contaminants minéraux 4 comprennent plusieurs parties.  In general, and taking as reference the direction of flow of water, there is upstream downstream: first the skimming unit 2 (if present), then the de-oiling unit 3 ( if it is present) and finally the means for treating the mineral contaminants 4 and the decarbonation unit 6. Depending on the case, the means for treating the inorganic contaminants 4 may be arranged upstream of the decarbonation unit 6 (like this is shown in Figure 1), or downstream of the decarbonation unit 6, or even partially upstream and partially downstream of the decarbonation unit 6 when the mineral contaminants treatment means 4 comprises several parts.
Ainsi, en général, l'eau subit d'abord une étape d'écumage So, in general, the water first undergoes a skimming step
(optionnelle) dans l'unité d'écumage 2, au cours de laquelle les matériaux en suspension (solides en suspension et gouttes d'hydrocarbures) sont retirés de l'eau. Une ligne de récupération d'hydrocarbures 1 1 peut ainsi être prévue en sortie de l'unité d'écumage 2. Ladite ligne de récupération d'hydrocarbures 1 1 est avantageusement dirigée vers un système de traitement et de collecte des hydrocarbures (non représenté). (optional) in skimming unit 2, during which suspended materials (suspended solids and hydrocarbon drops) are removed from the water. A hydrocarbon recovery line 11 may thus be provided at the outlet of the skimming unit 2. Said hydrocarbon recovery line 11 is advantageously directed towards a system for treating and collecting hydrocarbons (not shown). .
Ensuite, l'eau subit une étape (optionnelle) de déshuilage dans l'unité de déshuilage 3 (de type flottation) afin de poursuivre et d'affiner le retrait des matériaux en suspension (principalement les gouttes d'hydrocarbures et éventuellement des solides en suspension). L'unité de déshuilage 3 est de préférence une unité de flottation à gaz induit, dans laquelle on fait dégazer un gaz dans l'eau. Les bulles de gaz adhèrent aux matériaux suspendus et les font remonter à la surface où ils peuvent être retirés avec des moyens d'écumage. Une ligne supplémentaire de récupération d'hydrocarbures 12 peut ainsi être prévue en sortie de l'unité de déshuilage 3. Ladite ligne supplémentaire de récupération d'hydrocarbures 12 est avantageusement dirigée vers un système de traitement et de collecte des hydrocarbures (non représenté). Then, the water undergoes an (optional) de-oiling step in the de-oiling unit 3 (of the flotation type) in order to continue and refine the withdrawal of the suspended materials (mainly the drops of hydrocarbons and possibly solids in suspension). The deoiling unit 3 is preferably an induced gas flotation unit, in which a gas is degassed in water. The gas bubbles adhere to the suspended materials and bring them to the surface where they can be removed with the means skimming. An additional hydrocarbon recovery line 12 may thus be provided at the outlet of the deoiling unit 3. Said additional hydrocarbon recovery line 12 is advantageously directed towards a hydrocarbon treatment and collection system (not shown).
Selon l'invention, le traitement de l'eau visant à éliminer les contaminants minéraux dissous comprend la décarbonatation de l'eau au sein de l'unité de décarbonatation 6.  According to the invention, the treatment of water to remove dissolved mineral contaminants includes the decarbonation of water within the decarbonation unit 6.
Cette décarbonatation est effectuée en mettant en contact l'eau avec une composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone. Selon le mode de réalisation préféré illustré, cette composition gazeuse est issue du gaz de combustion issus de la chaudière 8. De préférence, la totalité du gaz de combustion issus de la chaudière 8 est mise en contact avec l'eau au cours de la décarbonatation.  This decarbonation is carried out by contacting the water with a gaseous composition comprising carbon dioxide. According to the preferred embodiment illustrated, this gaseous composition is derived from the combustion gas coming from the boiler 8. Preferably, all of the combustion gas coming from the boiler 8 is brought into contact with the water during the decarbonation .
La décarbonatation de l'eau est induite par le dioxyde de carbone contenu dans la composition gazeuse : le dioxyde de carbone se dissout dans l'eau pour former de l'acide carbonique H2CO3 ; et les ions bicarbonates HCO3" réagissent avec l'acide carbonique pour produire du dioxyde de carbone selon la réaction suivante : The decarbonation of water is induced by the carbon dioxide contained in the gaseous composition: the carbon dioxide dissolves in water to form carbonic acid H2CO3; and bicarbonate ions HCO3 - react with carbonic acid to produce carbon dioxide according to the following reaction:
HCO3" + H2CO3 H2O + OH" + 2 CO2 HCO3 " + H2CO3 H 2 O + OH " + 2 CO 2
Par ailleurs, les ions carbonates sont convertis en ions bicarbonates en conditions acides. Ainsi, au final, la présence du dioxyde de carbone permet de réduire la teneur en ions carbonates et bicarbonates dans l'eau, et d'enrichir la composition gazeuse en dioxyde de carbone.  In addition, the carbonate ions are converted to bicarbonate ions under acidic conditions. Thus, in the end, the presence of carbon dioxide makes it possible to reduce the content of carbonate and bicarbonate ions in water, and to enrich the gaseous composition with carbon dioxide.
On estime que pour un exemple d'installation dont la chaudière produit It is estimated that for an example of an installation whose boiler produces
1350000 Nm3/h de fumées, il est possible de traiter 270000 m3 d'eau contenant 2 g/L de HCO3 si la réaction présente une efficacité de 100 %. Etant donné que cette quantité d'eau théorique susceptible d'être traitée est largement supérieure aux besoins réels de l'installation, la décarbonatation selon l'invention fonctionne même si l'efficacité de la réaction est largement inférieure à 100 % (en fonction du temps de contact eau / gaz). 1350000 Nm 3 / h of fumes, it is possible to treat 270000 m 3 of water containing 2 g / L of HCO3 if the reaction has an efficiency of 100%. Since this theoretical quantity of water that can be treated is much greater than the real needs of the installation, the decarbonation according to the invention functions even if the reaction efficiency is much less than 100% (depending on the contact time water / gas).
L'unité de décarbonatation 6 peut prendre la forme de tout dispositif permettant la mise en contact d'un liquide avec un flux gazeux. Par exemple, elle peut prendre la forme d'une colonne à plateaux ou à garnissage, dans laquelle un flux d'eau descendant croise un flux ascendant de composition gazeuse ; ou elle peut comprendre un dispositif cyclonique ; ou elle peut comprendre un dispositif d'éjecteur ou venturi. Mais selon un mode de réalisation préféré plus simple à mettre en œuvre, l'unité de décarbonatation 6 peut simplement comprendre un récipient de stockage d'eau (tel qu'une cuve de stockage) et des moyens d'injection de composition gazeuse dans le récipient de stockage d'eau. Dans tous les cas, on prévoit une conduite de récupération de gaz émis 7. The decarbonation unit 6 may take the form of any device for contacting a liquid with a gas flow. For example, it may take the form of a packed or packed column in which a downward flow of water intersects an upward flow of gaseous composition; or it may comprise a cyclonic device; or it may comprise an ejector or venturi device. But according to a preferred embodiment simpler to implement, the decarbonation unit 6 may simply comprise a water storage container (such as a storage tank) and gas composition injection means in the water storage container. In all cases, a gas recovery pipe 7 is provided.
Ainsi, selon le mode de réalisation préféré, l'invention nécessite peu de modifications par rapport à une installation classique, car l'installation classique comprend déjà généralement un récipient de stockage d'eau en amont de la chaudière 8. Il suffit donc pour mettre en œuvre l'invention de prévoir des moyens d'injection de composition gazeuse dans le récipient de stockage d'eau, de préférence constitués par un diffuseur de gaz (par exemple du même type que celui utilisé dans l'unité de flottation à gaz induit) qui est disposé vers le fond du récipient de stockage ; de prévoir une ligne de soutirage de gaz de combustion 10 issue de la chaudière 8 et alimentant les moyens d'injection susmentionnés ; et enfin de doter le récipient de stockage d'eau de la conduite de récupération de gaz émis 7 susmentionnée.  Thus, according to the preferred embodiment, the invention requires few modifications compared to a conventional installation, since the conventional installation generally already comprises a water storage container upstream of the boiler 8. It is therefore sufficient to put implement the invention to provide gaseous composition injection means in the water storage container, preferably constituted by a gas diffuser (for example of the same type as used in the induced gas flotation unit) ) which is disposed towards the bottom of the storage container; providing a combustion gas withdrawal line 10 from the boiler 8 and supplying the aforementioned injection means; and finally to provide the water storage container of the above-mentioned emitted gas recovery line 7.
De préférence, le récipient de stockage d'eau présente un temps de rétention supérieur ou égal à 30 minutes, voire supérieur ou égal à 1 heure, afin de permettre à la décarbonatation de s'effectuer avec une efficacité suffisante. En général, les récipients de stockage d'eau dans les installations existantes présentent des temps de rétention de 5 à 8 heures, et ils sont donc parfaitement compatibles avec l'invention.  Preferably, the water storage container has a retention time greater than or equal to 30 minutes, or even greater than or equal to 1 hour, in order to allow the decarbonation to be carried out with sufficient effectiveness. In general, the water storage containers in existing installations have retention times of 5 to 8 hours, and they are therefore perfectly compatible with the invention.
Afin que le dioxyde de carbone injecté et produit lors de la décarbonatation ne reste pas dissous dans l'eau et soit correctement dégazé avant d'entrer dans la chaudière 8, il importe de travailler à température élevée. Ainsi, l'étape de décarbonatation est de préférence effectuée à une température supérieure ou égale à 60°C, notamment supérieure ou égale à 70°C, de manière plus particulièrement préférée supérieure ou égale à 80°C, et idéalement entre 85°C et 95°C. Selon un mode de réalisation préféré, il est inutile de prévoir un chauffage de l'eau au stade de la décarbonatation ou avant celle-ci, car l'eau utilisée présente naturellement une température élevée. C'est en particulier le cas lorsque l'eau est au moins partiellement recyclée à partir de vapeur précédemment générée.  So that the carbon dioxide injected and produced during the decarbonation does not remain dissolved in the water and is properly degassed before entering the boiler 8, it is important to work at high temperature. Thus, the decarbonation step is preferably carried out at a temperature greater than or equal to 60 ° C, in particular greater than or equal to 70 ° C, more preferably greater than or equal to 80 ° C, and ideally between 85 ° C and 95 ° C. According to a preferred embodiment, it is unnecessary to provide heating water at the decarbonation stage or before it, because the water used naturally has a high temperature. This is particularly the case when the water is at least partially recycled from steam previously generated.
Si la température de l'eau n'est pas assez élevée, il est possible d'améliorer le dégazage du dioxyde de carbone en prévoyant une légère dépression au sein de l'unité de décarbonatation 6.  If the water temperature is not high enough, it is possible to improve the degassing of carbon dioxide by providing a slight depression in the decarbonation unit 6.
Lorsque la chaudière 8 fonctionne en combustion normale, le gaz de combustion comprend typiquement environ 10 % de dioxyde de carbone, 15% d'eau en volume et environ 75 % d'azote en volume et des traces d'oxygène. L'azote est un gaz inerte vis-à-vis de la décarbonatation. When the boiler 8 is operating in normal combustion, the combustion gas typically comprises about 10% of carbon dioxide, 15% water by volume and about 75% nitrogen by volume and traces of oxygen. Nitrogen is an inert gas with respect to decarbonation.
Il est possible de faire fonctionner la chaudière 8 avec un excès d'air. Il est également possible de faire fonctionner la chaudière 8 en oxycombustion, c'est-à-dire en utilisant de l'oxygène quasiment pur à la place de l'air en tant que comburant. Dans ce cas, le gaz de combustion comprend une proportion plus élevée de dioxyde de carbone, par exemple environ 35 % en volume (pour environ 65 % en volume d'eau et des traces d'azote et d'oxygène). Cela est avantageux à la fois pour l'efficacité de la décarbonatation et pour l'effet de concentration du dioxyde de carbone en sortie de l'unité de décarbonatation.  It is possible to operate the boiler 8 with an excess of air. It is also possible to operate the boiler 8 in oxycombustion, that is to say using almost pure oxygen in place of air as an oxidizer. In this case, the flue gas comprises a higher proportion of carbon dioxide, for example about 35% by volume (about 65% by volume of water and traces of nitrogen and oxygen). This is advantageous both for the efficiency of decarbonation and for the concentration effect of the carbon dioxide at the outlet of the decarbonation unit.
Par ailleurs, le gaz de combustion contient également généralement en petites quantités des composés supplémentaires, notamment des composés soufrés, fluorés ou chlorés. Ces composés ont tendance à être captés dans l'eau lors de l'étape de décarbonatation ce qui évite leur rejet direct dans l'atmosphère. En outre, certains de ces composés participent à l'acidification de l'eau et améliorent donc le rendement de la décarbonatation.  Furthermore, the flue gas also usually contains small amounts of additional compounds, including sulfur compounds, fluorinated or chlorinated. These compounds tend to be captured in the water during the decarbonation step which avoids their direct discharge into the atmosphere. In addition, some of these compounds contribute to the acidification of water and thus improve the decarbonation yield.
Il s'agit notamment du dioxyde de soufre, qui se dissout dans l'eau sous forme d'acide sulfurique qui génère lui-même des ions sulfate. De même l'acide chlorhydrique ou l'acide fluorhydrique contribuent à acidifier l'eau. Plus le pH est faible, plus le dioxyde de carbone dissous a tendance à être libéré de l'eau et à passer en phase gazeuse. En revanche, les espèces ioniques générées par les autres composants acides du gaz de combustion (SO4 2~, CI", F" ...) ont tendance à rester stables dans l'eau et contribuent à maintenir l'eau proche de la neutralité, compte tenu de leur faible proportion par rapport au dioxyde de carbone majoritaire. These include sulfur dioxide, which dissolves in water as sulfuric acid which itself generates sulfate ions. Likewise hydrochloric acid or hydrofluoric acid help to acidify the water. The lower the pH, the more dissolved carbon dioxide tends to be released from the water and into the gas phase. On the other hand, the ionic species generated by the other acid components of the flue gas (SO 4 2 ~ , CI " , F " ...) tend to remain stable in the water and help to keep the water close to the water. neutrality, given their low proportion to the majority of carbon dioxide.
Selon un mode de réalisation particulier, afin d'améliorer l'efficacité de la décarbonatation, il est possible de prévoir une étape d'humidification de la composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone préalablement à sa mise en contact avec l'eau à traiter. Cette humidification peut consister en un simple dégazage de la composition gazeuse à travers une réserve ou un flux d'eau, afin d'ajouter de l'eau à saturation dans la composition gazeuse. Ainsi, le dioxyde de carbone est partiellement dissous avant même sa mise en contact avec l'eau à traiter, ce qui améliore la cinétique de la réaction.  According to a particular embodiment, in order to improve the efficiency of the decarbonation, it is possible to provide a humidification step of the gas composition comprising carbon dioxide prior to its contact with the water to be treated. This humidification can consist of a simple degassing of the gaseous composition through a reserve or a stream of water, in order to add saturation water in the gaseous composition. Thus, the carbon dioxide is partially dissolved even before it comes into contact with the water to be treated, which improves the kinetics of the reaction.
Le gaz collecté en sortie de l'unité de décarbonatation 6 dans la conduite de récupération de gaz émis 7 peut être rejeté dans l'atmosphère, ou de préférence traité, en particulier pour récupérer le dioxyde de carbone concentré qu'il contient. A cet effet, on peut notamment utiliser un procédé de capture du dioxyde de carbone, de type post capture par lavage avec une solution à base d'aminé ou bien directement re-comprimer ce gaz pour transport et stockage. The gas collected at the outlet of the decarbonation unit 6 in the emitted gas recovery line 7 can be discharged into the atmosphere, or preferably treated, in particular to recover the concentrated carbon dioxide that it contains. For this purpose, it is possible in particular to use a method capture of carbon dioxide, post-capture type by washing with an amine-based solution or directly repressing this gas for transport and storage.
De préférence, la teneur de l'eau en carbonates et bicarbonates en entrée de la chaudière 8 est inférieure ou égale à 1 ppm. Si l'étape de décarbonatation décrite ci-dessus ne suffit pas à assurer que la teneur de l'eau en carbonates et bicarbonates soit suffisamment faible, on prévoit des traitements complémentaires afin de réduire davantage la teneur en carbonates et bicarbonates. De même, si la teneur en silice, en calcium, en magnésium, en sulfates ou en autres contaminants minéraux doit être réduite avant l'arrivée dans la chaudière 8, on prévoit un traitement complémentaire de l'eau avec des moyens de traitement des contaminants minéraux 4.  Preferably, the water content of carbonates and bicarbonates at the inlet of the boiler 8 is less than or equal to 1 ppm. If the decarbonation step described above is not sufficient to ensure that the water content of carbonates and bicarbonates is sufficiently low, additional treatments are provided to further reduce the carbonates and bicarbonates content. Similarly, if the content of silica, calcium, magnesium, sulphates or other inorganic contaminants must be reduced before arrival in the boiler 8, additional treatment of the water is provided with means for treating the contaminants. minerals 4.
Ledit traitement complémentaire de l'eau peut comprendre :  Said complementary treatment of water may comprise:
- le passage de l'eau sur une résine échangeuse d'ions, en particulier pour diminuer la dureté de l'eau (teneur en ions calcium et magnésium) ;  the passage of water over an ion exchange resin, in particular to reduce the hardness of the water (content of calcium and magnesium ions);
- une injection d'acide (par exemple acide chlorhydrique) et un dégazage du dioxyde de carbone émis, afin de compléter la décarbonatation décrite ci-dessus ;  an injection of acid (for example hydrochloric acid) and a degassing of the carbon dioxide emitted, in order to complete the decarbonation described above;
- un adoucissement de l'eau par injection de chaux, afin de compléter la décarbonatation décrite ci-dessus ;  - softening of the water by lime injection, in order to complete the decarbonation described above;
- un traitement par osmose inverse ;  reverse osmosis treatment;
- un traitement par évaporation ;  - evaporation treatment;
- l'ajout d'agents de cristallisation et la récupération d'espèces cristallisées, par décantation ou au moyen de membranes céramiques, par exemple ainsi que décrit dans les demandes WO 2009/029651 et WO 2009/029653 ;  the addition of crystallization agents and the recovery of crystallized species, by decantation or by means of ceramic membranes, for example as described in applications WO 2009/029651 and WO 2009/029653;
- l'ajout d'inhibiteurs de dépôt de silice, par exemple tel que décrit dans la demande CA 2475048.  the addition of silica deposition inhibitors, for example as described in application CA 2475048.
Selon un mode de réalisation, l'eau de purge issue de la chaudière 8 est évacuée dans l'environnement, éventuellement après séparation des solides en suspension ; alternativement, cette eau de purge peut être recyclée via la conduite de purge 14 vers le système d'alimentation en eau 13, après séparation des solides en suspension par évaporation / cristallisation et / ou par décantation. Cela est particulièrement avantageux lorsqu'on utilise des inhibiteurs de dépôt de silice, comme cela est décrit en détail dans le document WO 2009/071981 . Selon un mode de réalisation préféré, l'eau circulant du système d'alimentation en eau 13 est partiellement (voire principalement) de l'eau recyclée, c'est-à-dire obtenue par condensation de la vapeur générée dans la chaudière 8, après utilisation de ladite vapeur. Dans ce cas, la conduite d'amenée d'eau 1 est une conduite de recyclage d'eau 1 . On prévoit alors généralement une arrivée d'eau complémentaire 5, par exemple de l'eau fraîche prélevée dans l'environnement. Selon la composition chimique de cette eau, certains traitements peuvent être inutiles pour cette eau, et l'arrivée d'eau complémentaire 5 est donc connectée à un emplacement choisi en conséquence dans le système d'alimentation en eau 13. Typiquement, l'arrivée complémentaire 5 est connectée en aval de l'unité d'écumage 2 et de l'unité de déshuilage 3, comme cela est représenté sur la figure. Extraction d'hydrocarbures According to one embodiment, the purge water from the boiler 8 is discharged into the environment, possibly after separation of the suspended solids; alternatively, this purge water can be recycled via the purge line 14 to the water supply system 13, after separation of suspended solids by evaporation / crystallization and / or by decantation. This is particularly advantageous when using silica deposition inhibitors, as described in detail in WO 2009/071981. According to a preferred embodiment, the circulating water of the water supply system 13 is partially (or mainly) recycled water, that is to say obtained by condensation of the steam generated in the boiler 8, after using said vapor. In this case, the water supply pipe 1 is a water recycling pipe 1. A supply of complementary water 5, for example fresh water taken from the environment, is then generally provided. Depending on the chemical composition of this water, some treatments may be unnecessary for this water, and the complementary water supply 5 is connected to a location chosen accordingly in the water supply system 13. Typically, the arrival 5 is connected downstream of the skimming unit 2 and the de-oiling unit 3, as shown in FIG. Hydrocarbon extraction
Le procédé et l'installation décrits ci-dessus pour la génération de vapeur peuvent être utilisés dans toutes les situations où la génération de vapeur est utile. Par exemple, ils peuvent être utilisés dans le cadre du raffinage du pétrole, pour remplir des fonctions de chauffage, de nettoyage, voire de génération électrique. Mais selon un mode de réalisation préféré, ils sont utilisés pour la mise en œuvre d'un procédé, respectivement dans le cadre d'une installation, d'extraction d'hydrocarbures dans une formation souterraine.  The method and installation described above for steam generation can be used in all situations where steam generation is useful. For example, they can be used in the context of petroleum refining, to perform functions of heating, cleaning or even electrical generation. But according to a preferred embodiment, they are used for the implementation of a method, respectively in the context of an installation, hydrocarbon extraction in a subterranean formation.
Dans ce cas, la vapeur produite est injectée dans la formation par au moins un puits d'injection. La vapeur mobilise les hydrocarbures contenus dans la formation, tels que les huiles lourdes ou les hydrocarbures contenus dans les sables bitumineux, qui sont récupérés par au moins un puits de collecte (qui peut être identique au puits d'injection ou différent de celui-ci).  In this case, the steam produced is injected into the formation by at least one injection well. The vapor mobilizes the hydrocarbons contained in the formation, such as heavy oils or hydrocarbons contained in the oil sands, which are recovered by at least one collection well (which may be identical to or different from the injection well). ).
L'extraction d'hydrocarbures peut ainsi notamment être effectuée par drainage gravitaire assisté par la vapeur (SAGD) ou par drainage par la vapeur ou par stimulation cyclique par la vapeur.  The extraction of hydrocarbons can thus be carried out in particular by steam assisted gravity drainage (SAGD) or by steam drainage or by cyclic stimulation by steam.
L'eau produite est également récupérée dans le puits de collecte. Généralement, les hydrocarbures et l'eau produits sont principalement sous la forme d'une émulsion eau / huile. L'émulsion est séparée en une fraction hydrocarbonée et une fraction aqueuse selon des techniques connues dans le domaine. La fraction hydrocarbonée subit des étapes de traitement aval, tandis que la fraction aqueuse peut être réutilisée pour fournir l'eau d'alimentation de la chaudière 8. EXEMPLES The produced water is also recovered in the collection well. Generally, the hydrocarbons and water produced are mainly in the form of a water / oil emulsion. The emulsion is separated into a hydrocarbon fraction and an aqueous fraction according to techniques known in the art. The hydrocarbon fraction undergoes downstream treatment steps, while the aqueous fraction can be reused to supply the boiler feed water. EXAMPLES
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.  The following examples illustrate the invention without limiting it.
Exemple 1 - dispositif expérimental Example 1 - experimental device
On traite dans un pilote de laboratoire et conformément à l'invention une eau de production issue d'une formation souterraine, ladite eau étant destinée à alimenter une chaudière. L'eau présente les caractéristiques suivantes :  A production water from an underground formation is treated in a laboratory pilot and according to the invention, said water being intended to supply a boiler. The water has the following characteristics:
Conductivité à 25°C : 841 mS/m  Conductivity at 25 ° C: 841 mS / m
pH : 8,05  pH: 8.05
Température de mesure : 20,1 °C  Measuring temperature: 20.1 ° C
Matières en suspension : 360 mg/L  Suspended matter: 360 mg / L
Carbone organique total : 21 1 ,4 mg/L  Total organic carbon: 21 1, 4 mg / L
Humidité : 99,32 % (pds)  Humidity: 99.32% (wt)
Mercaptans : 1 ppm  Mercaptans: 1 ppm
Sulfure d'hydrogène : < 1 ppm  Hydrogen sulphide: <1 ppm
Alcalinité : 42,5 meq/L  Alkalinity: 42.5 meq / L
Silicium : 12,5 mg/L  Silicon: 12.5 mg / L
Manganèse : < 20 pg/L  Manganese: <20 pg / L
Bore : 14,4 mg/L  Boron: 14.4 mg / L
Strontium : 3,2 mg/L  Strontium: 3.2 mg / L
Aluminium : < 20 pg/L  Aluminum: <20 pg / L
Baryum : 2,05 mg/L  Barium: 2.05 mg / L
Calcium : 15,00 mg/L  Calcium: 15.00 mg / L
Cuivre : < 10 Mg/L  Copper: <10 Mg / L
Fer : < 20 Mg/L  Iron: <20 Mg / L
Magnésium : 28,7 mg/L  Magnesium: 28.7 mg / L
Potassium : 46,9 mg/L  Potassium: 46.9 mg / L
Sodium : 2021 ,0 mg/L  Sodium: 2021, 0 mg / L
Lithium : 0,32 mg/L  Lithium: 0.32 mg / L
Ammonium : 7,90 mg/L  Ammonium: 7.90 mg / L
Chlorures : 2093 mg/L  Chlorides: 2093 mg / L
Bromures : 9,2 mg/L  Bromides: 9.2 mg / L
Phosphates : < 0,5 mg/L Sulfates : < 0,5 mg/L Phosphates: <0.5 mg / L Sulphates: <0.5 mg / L
Fluorures: < 0,1 mg/L  Fluorides: <0.1 mg / L
HCO3 : 2,6 g/L HCO 3 : 2.6 g / L
CO3 : < 0,5 mg/L CO 3 : <0.5 mg / L
La décarbonatation de l'eau est effectuée dans un réacteur à double enveloppe étanche pourvu d'un système de chauffage de l'eau.  The decarbonation of the water is carried out in a sealed jacketed reactor provided with a water heating system.
En tant que source de composition gazeuse, on utilise une bouteille de gaz remplie d'un mélange comprenant 10 % de dioxyde de carbone et 90 % d'azote (modèle de gaz de combustion obtenu avec une combustion normale).  As a source of gaseous composition, a gas cylinder filled with a mixture comprising 10% carbon dioxide and 90% nitrogen (model of combustion gas obtained with normal combustion) is used.
Le débit de gaz issu de la bouteille est régulé avec un détendeur et un robinet à aiguille et mesuré avec un débitmètre à film. Le gaz issu de la bouteille passe dans un récipient de 100 mL rempli d'eau distillée et maintenu à 60°C, afin de l'humidifier. Puis le gaz arrive au fond du réacteur, où il est dispersé dans l'eau (500 mL) avec un disque fritté. Une agitation magnétique est effectuée pour faciliter la réaction.  The gas flow from the bottle is regulated with a pressure reducer and a needle valve and measured with a film flow meter. The gas from the bottle passes into a 100 ml container filled with distilled water and kept at 60 ° C to humidify it. Then the gas arrives at the bottom of the reactor, where it is dispersed in water (500 mL) with a sintered disc. Magnetic stirring is performed to facilitate the reaction.
On évalue l'efficacité de la décarbonatation de l'eau en mesurant le pH au début, à la fin de l'expérience, ainsi que durant l'expérience. Une pompe péristaltique est prévue pour la recirculation de l'eau, afin de permettre une mesure de pH en continu. Le pH-mètre est réglé à la température d'opération.  The effectiveness of water decarbonation is assessed by measuring the pH at the beginning, at the end of the experiment, and during the experiment. A peristaltic pump is provided for the recirculation of water, to allow continuous pH measurement. The pH meter is set at the operating temperature.
Un tuyau de collecte de gaz est branché sur le couvercle du réacteur, et il est relié à un débitmètre à film qui indique si du dioxyde de carbone est produit.  A gas collection pipe is connected to the reactor cover and connected to a film flow meter that indicates if carbon dioxide is being produced.
Avant le début de la réaction, le réacteur est chauffé à la température d'opération, avant de le remplir d'eau. Une fois le réacteur à la bonne température, l'eau est ajoutée (après avoir été dégazée) et le réacteur est scellé. La pompe est mise en marche, et on attend que le pH se stabilise. Puis la bouteille de gaz est ouverte, et le débit de gaz est ajusté au moyen des vannes, en le contrôlant grâce au débitmètre. L'agitation magnétique est mise en route. Le pH est noté toutes les minutes ou toutes les 5 minutes pendant la première heure, puis toutes les 10 ou 15 minutes par la suite. Le pH est également noté avant réaction (après dégazage à l'azote) et après réaction et dégazage à température ambiante.  Before the start of the reaction, the reactor is heated to the operating temperature, before filling it with water. Once the reactor is at the correct temperature, water is added (after degassing) and the reactor is sealed. The pump is turned on, and the pH is expected to stabilize. Then the gas bottle is opened, and the gas flow is adjusted by means of the valves, controlling it with the flowmeter. The magnetic stirring is started. The pH is noted every minute or every 5 minutes during the first hour, then every 10 or 15 minutes thereafter. The pH is also noted before reaction (after degassing with nitrogen) and after reaction and degassing at room temperature.
Exemple 2 - résultats Example 2 - results
La figure 2 représente l'évolution du pH au cours de la réaction, pour des débits gazeux respectifs de 10 mL/min (triangles), 50 mL/min (carrés) et 100 mL/min (cercles), à une température d'opération de 60°C. On constate que la réaction est d'autant plus rapide que le flux de CO2 est important. FIG. 2 represents the evolution of the pH during the reaction, for respective gas flow rates of 10 mL / min (triangles), 50 mL / min (squares) and 100 mL / min (circles), at an operating temperature of 60 ° C. It is found that the reaction is even faster than the flow of CO 2 is important.
La figure 3 représente la concentration de bicarbonates (en mol/L) déterminée en fonction du pH, avant la réaction de décarbonatation (barres en damier), à l'issue de la réaction de décarbonatation (barres blanches) et à l'issue de la réaction de décarbonatation après dégazage (barres noires) afin d'éliminer le CO2 dissous. FIG. 3 represents the concentration of bicarbonates (in mol / L) determined as a function of the pH, before the decarbonation reaction (checkered bars), at the end of the decarbonation reaction (white bars) and at the end of the decarbonation reaction after degassing (black bars) to remove dissolved CO 2 .
Différentes situations sont illustrées :  Different situations are illustrated:
- A et B : température de 90°C et débit de 10 mL/min ;  - A and B: temperature of 90 ° C and flow rate of 10 mL / min;
- C : température de 90°C et débit de 100 mL/min ;  - C: temperature of 90 ° C and flow rate of 100 mL / min;
- D : température de 60°C et débit de 100 mL/min ;  - D: temperature of 60 ° C and flow rate of 100 mL / min;
- E : température de 60°C et débit de 50 mL/min ;  - E: temperature of 60 ° C and flow rate of 50 mL / min;
- F : température de 60°C et débit de 10 mL/min.  - F: temperature of 60 ° C and flow rate of 10 mL / min.
Ces résultats confirment que l'invention permet de réduire substantiellement la teneur en carbonates / bicarbonates dans l'eau.  These results confirm that the invention substantially reduces the carbonate / bicarbonate content in water.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de traitement d'eau et de production de vapeur comprenant : A method of water treatment and steam production comprising:
- la fourniture d'une eau d'alimentation contenant des ions carbonates et / ou bicarbonates ;  supply of a feed water containing carbonate and / or bicarbonate ions;
- le traitement de l'eau d'alimentation ;  - the treatment of the feed water;
- l'alimentation d'une chaudière par l'eau d'alimentation traitée ;  feeding a boiler with the treated feed water;
- la génération de vapeur dans la chaudière ;  - steam generation in the boiler;
dans lequel le traitement de l'eau d'alimentation comprend la mise en contact de l'eau d'alimentation avec une composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone.  wherein the treatment of the feedwater comprises contacting the feedwater with a gaseous composition comprising carbon dioxide.
Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la chaudière produit un gaz de combustion qui fournit la composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone. The method of claim 1, wherein the boiler produces a flue gas which provides the gaseous composition comprising carbon dioxide.
Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la chaudière fonctionne en oxycombustion. Process according to claim 1 or 2, wherein the boiler operates in oxy-fuel combustion.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la mise en contact de l'eau d'alimentation avec la composition gazeuse est effectuée à une température supérieure ou égale à 60°C, de préférence supérieure ou égale à 70°C, de manière plus particulièrement préférée supérieure ou égale à 80°C, et idéalement entre 85°C et 95°C. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the contacting of the feed water with the gaseous composition is carried out at a temperature greater than or equal to 60 ° C, preferably greater than or equal to 70 ° C more preferably greater than or equal to 80 ° C, and most preferably 85 ° C to 95 ° C.
Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la composition gazeuse comprend au moins 5 % en volume de dioxyde de carbone, de préférence au moins 10 % en volume de dioxyde de carbone, de manière plus particulièrement préférée au moins 20 % en volume de dioxyde de carbone, et idéalement au moins 35 % en volume de dioxyde de carbone. Process according to one of Claims 1 to 4, in which the gaseous composition comprises at least 5% by volume of carbon dioxide, preferably at least 10% by volume of carbon dioxide, more preferably at least 20% by weight. in volume of carbon dioxide, and ideally at least 35% by volume of carbon dioxide.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le traitement de l'eau d'alimentation comprend également : - l'écumage de l'eau ; et / ou The process according to one of claims 1 to 5, wherein the treatment of the feedwater also comprises: - skimming of water; and or
- le déshuilage de l'eau ; et / ou  - the deoiling of the water; and or
- le traitement de contaminants minéraux contenus dans l'eau par :  the treatment of mineral contaminants contained in the water by:
précipitation d'ions contenus dans l'eau et élimination de la matière précipitée, comprenant de préférence l'adoucissement de l'eau par injection de chaux ; et / ou ion precipitation in the water and removing the precipitated material, preferably comprising softening of water by injection of lime; and or
réduction de la teneur en minéraux de l'eau par échange ionique sur une résine échangeuse d'ions ; et / ou reducing the mineral content of the water by ion exchange on an ion exchange resin; and or
traitement de l'eau par osmose inverse ; et / ou reverse osmosis water treatment; and or
traitement de l'eau par évaporation ; et / ou water treatment by evaporation; and or
injection d'agents de cristallisation et récupération d'espèces cristallisées ; et / ou Injection crystallization agents and recovering crystallized species; and or
injection d'agents inhibiteurs de dépôt de silice. Injection silica deposition inhibiting agents.
Installation de production de vapeur comprenant : Steam production plant comprising:
- une chaudière (8) ;  - a boiler (8);
- un système d'alimentation en eau (13) connecté en entrée de la chaudière (8) ;  - a water supply system (13) connected to the inlet of the boiler (8);
- une ligne de soutirage de vapeur (9) connectée en sortie de la chaudière (8) ;  a steam withdrawal line (9) connected at the outlet of the boiler (8);
le système d'alimentation en eau (13) comprenant une unité de décarbonatation de l'eau (6), qui comprend des moyens de mise en contact de l'eau avec une composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone. the water supply system (13) comprising a water decarbonation unit (6), which comprises means for contacting the water with a gaseous composition comprising carbon dioxide.
Installation selon la revendication 7, comprenant : Plant according to claim 7, comprising:
- une ligne de soutirage de gaz de combustion (10) connectée en sortie de la chaudière (8) et alimentant l'unité de décarbonatation (6).  - A combustion gas withdrawal line (10) connected to the output of the boiler (8) and feeding the decarbonation unit (6).
Installation selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle l'unité de décarbonatation (6) comprend : Plant according to claim 7 or 8, wherein the decarbonation unit (6) comprises:
- un récipient de stockage d'eau ;  - a water storage container;
- des moyens d'injection de composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone dans le récipient de stockage d'eau ; - Gaseous composition injection means comprising carbon dioxide in the water storage container;
- des moyens de récupération de gaz émis (7). means for recovering emitted gas (7).
10. Installation selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle les moyens de mise en contact de l'eau avec une composition gazeuse comprenant du dioxyde de carbone comprennent une colonne à plateaux ou à garnissage et / ou un dispositif cyclonique et / ou un dispositif d'éjecteur et / ou venturi. 10. Installation according to claim 7 or 8, wherein the means for bringing water into contact with a gaseous composition comprising carbon dioxide comprises a tray or packed column and / or a cyclone device and / or a device ejector and / or venturi.
11. Installation selon l'une des revendications 7 à 10, dans laquelle le système d'alimentation en eau (13) comprend : 11. Installation according to one of claims 7 to 10, wherein the water supply system (13) comprises:
- une unité d'écumage (2) ; et / ou  - a frothing unit (2); and or
- une unité de déshuilage (3) ; et / ou  - a deoiling unit (3); and or
- des moyens de traitement des contaminants minéraux (4) comprenant :  means for treating inorganic contaminants (4), comprising:
des moyens de précipitation d'ions contenus dans l'eau et d'élimination de la matière précipitée, comprenant de préférence des moyens d'adoucissement de l'eau par injection de chaux ; et / ou ion precipitation means in the water and removing the precipitated material, preferably comprising means for softening of water by injection of lime; and or
une résine échangeuse d'ions ; et / ou  an ion exchange resin; and or
une unité d'osmose inverse ; et / ou a reverse osmosis unit; and or
■ une unité d'évaporation ; et / ou  ■ an evaporation unit; and or
des moyens d'injection d'agents de cristallisation et de récupération d'espèces cristallisées et / ou means for injecting agents crystallization and recovery of crystalline species and / or
des moyens d'injection d'inhibiteurs de dépôt de silice. 12. Installation selon l'une des revendications 7 à 1 1 , dans laquelle la conduite de soutirage de vapeur (9) est connectée à une entrée d'un puits d'injection disposé dans une formation souterraine contenant des hydrocarbures. 13. Installation selon l'une des revendications 7 à 12, dans laquelle le système d'alimentation en eau (13) est alimenté au moins partiellement par une conduite de recyclage d'eau (1 ), connectée en sortie d'un système de récupération d'eau d'une installation de production d'hydrocarbures. the injection means of silica scale inhibitors. 12. Installation according to one of claims 7 to 11, wherein the vapor withdrawal pipe (9) is connected to an inlet of an injection well disposed in a subterranean formation containing hydrocarbons. 13. Installation according to one of claims 7 to 12, wherein the water supply system (13) is fed at least partially by a water recycle line (1), connected at the output of a system of water water recovery from a hydrocarbon production facility.
14. Installation selon l'une des revendications 7 à 13, comprenant une conduite de purge (14) connectée en sortie de la chaudière (8), ladite conduite de purge (14) alimentant optionnellement partiellement le système d'alimentation en eau (13). 14. Installation according to one of claims 7 to 13, comprising a purge pipe (14) connected at the outlet of the boiler (8), said purge line (14) optionally supplying the water supply system (13).
Procédé d'extraction d'hydrocarbures dans une formation souterraine, comprenant : A method of extracting hydrocarbons in a subterranean formation, comprising:
- la production de vapeur selon le procédé de l'une des revendications 1 à 6 ;  the production of steam according to the process of one of claims 1 to 6;
- l'injection de la vapeur produite dans au moins un puits d'injection disposé dans la formation souterraine ;  - The injection of steam produced in at least one injection well disposed in the subterranean formation;
- la récupération d'hydrocarbures et d'eau de production dans au moins un puits d'extraction disposé dans la formation souterraine ; et  the recovery of hydrocarbons and production water in at least one extraction well disposed in the underground formation; and
- le déshuilage de l'eau de production et l'utilisation de l'eau de production déshuilée en tant qu'eau d'alimentation dans le procédé de production de vapeur.  de-oiling of the production water and the use of de-oiled production water as feed water in the steam production process.
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