Brevet FR2112036A1 — publié le 19720616

La présente invention concerne une composition utile pour le traitement des pétroles bruts, notamment en vue de réduire leurspropriéti corrosivessur le matériel et d'empêcher l'obstrue- tion des circuits parcourus par ceux-ci. De plus, l'invention concerne un procédé de traitement du pétrole brut à l'aide d'une telle composition. tors de l'extraction, du transport ou du stockage du pétrole brut, un certain nombre de problèmes se posent à l'exploitant, ce problème étant particulièrement aigu lorsque le pétrole brut contient encore une proportion importante d'eau salée, de produits asphaltiques ou paraffiniques, c'est-à-dire lors de l'ex- traction même du pétrole brut à partir de la roche-mère ou de la roche-magasin. tes problèmes qui sont à résoudre sont alors les suivants - corrosion électrochimique des canalisations sous l'action de l'eau contenant des sels ou des acides tels que l'hydrogène sulfuré et le gaz carbonique; - corrosion par les bactéries sulfato-réductricés; - dépôts de produits paraffiniques; - dépôts de sels. Cesproblèmesse rencontrent tout aussi bien en ce qui conceme les conduites de surface qu'en ce qui concerne le tube utilisé pour la remontée à la surface des hydrocarbures. Pour lutter contre les phénomènes précités, il existe actuellement des méthodes chimiques qui font en général appel à l'addition de produits tensio-actifs convenablement choisis. C'est ainsi que, pour lutter contre les corrosions, on ajoute au pétrole brut des agents tensio-actifs cationiques, tandis que pour lutter contre les dépôts de paraffine,on incorpore dans le pétrole brut des agents tensio-actifs anioniques ou non-ioniques, et/ou des hauts polymères à channes latérales grasses, en solu- tion ou en émulsion, tandis que pour lutter contre les dépôts de sel, on ajoute des agents tensio-actifs de structure simple et/ou des polymères. de faible pqids moléculaire. Ces méthodes connues présentent les inconvénients suivants a) en raison des propriétés émulsionnantes des agents tensioactifs utilisés, l'émulsion d'eau et d'hydrocarbures est favorisez, de sorte que le temps de séjour du pétrole brut dans les bacs de décantation peut être augmenté, alors qu'on aurait intérêt pour d des raisons évidentes, à diminuer ce temps de séjour. b) il se forme fréquemment des émulsions visqueuses ou des gels lors de mise en contact des agents tensio-actifs avec les hydrocarbures et/ou avec l'eau. Ces phénomènes stexpliquent notamment par le fait qu'en fortes concentrations,par exemple de l'ordre de 100 parties par million, les agents tensio-actifs utilisés ont des propriétés émulsionnantes alors que vers 20 à 50 parties par million ils agissent conme briseurs d'émulsions. -Il en résulte que,bien que le mélange puisse se faire correctement dans certains cas,par exemple lorsque les agents tensio-actifs sont injectés avec précaution et en faible quantité à l'aide d'ure pompe doseuse dans une conduite de surface,il est la plupart du temps nécessaire de diluer considérablement les agents tensioactifs afin d'éviter la formation de telles émulsions visqueuses ou gels dans le mélange à traiter. c) les gels précité peuvent produire des colmatations,notam-- ment la colmatation de l'espace annulaire d'un puits de prétole, lorsque le produit de traitement est introduit dans cet espace,ce qui interdit le mélange de ce produit et du pétrole brut remontant par l'espace de ce puits. d) dans certains cas,les produits tensio-actifs ne commencent à agit eff@cacement que lorsque la couche liquide dans laquelle ils sont injectes est saturée en ces produits. La composition etle procédé de traitement selon la présente invention permettent de remédier à ces divers inconvénients, par le fait que, tout en réduisant les propriétés corrosives du pétrole brut sur le matériel et/ou en empêchant les dépôts, elle se mélange parfaitement au produit à t@aiter, sans prov@@uer l'apparition d' mulaion viequeuses ou de gels, ce qui permet l'éviter toute obstruction ou colmatage de canalisation. De plus cette composition ne peut agit de façon défav@@ als sur la séparation de l'eau de gisement. Cette conposition est caractérisée en c@@u'elle comprend : - au moins un agent tensio-actif ou un pol@mère choisi pour ses effets favorables dans la protection contre la corrosion et l'empêchement des obstructions; - au moins un composé à fonction alcool, phénol ou amide conférant à ladite composition la propriété d'éviter la formation d'un gel ou d'une émulsion en présence dudit agent tensio-actif, de pétrole brut et d'eau ou tout au moins permettant le mélange aisé de ladite composition aux associations de pétrole brut et d'eau. Selon une caractéristique de l'invention, le composé précité est notamment choisi parmi les alcools de type ROH dans lesquels R est une chaîne droite ou ramifiée ayant un à cinq atomes de carbone; ces alcools peuvent être primaires, secondaires ou tertiaires. Parmi ceux-ci on peut citer notamment l'alcool méthylique, l'alcool éthylique, 1 alcool propylique, l'alcool isopropylique, l'alcool butylique normal, l'alcool iso-butylique, etc... te composé à fonction alcool peut être un alcool monohydrique, dihydrique ou à plus de deux fonctions hydroxy. Selon une autre caractéristique de l'invention, ce composé à fonction alcool est choisi parmi les alcools polyoxyéthyiénés de formule: XO(CH2-CH20)n - CH2-CH2-OH dans laquelle n est un nombre entier allant de O " 100, et les alcools polyoxypropylénés de formule dans laquelle m est un'nombre entier allant de O à 5. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le composé à fonction alcool précité est choisi parmi les amino-alcools de formule dans laquelle R2 et R3 représentent chacun l'hydrogène, le radical méthyle, le radical éthyle ou un radical de formule (CH2CHSO)pH étant un nombre entier allant de 1 à 5. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le composé à fonction phénol précité est choisi parmi le phénol ordinaire, les crésols et les xylénols. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le composé à fonction amide précité est choisi parmi l'urée, la formamide, la diméthylformamide et l'acétamide. L'agent tensio-actif de la composition précitée est choisi suivant les critères indiqués plus haut, en fonction de l'objectif principal à atteindre, à savoir : lutte contre la corrosion, lutte contre les dépôts de paraffine ou lutte contre les dépôts de sel; la composition contiendra donc avantageusement, en même temps qu'au moins un composé à fonction alcool, phénol ou amide, un agent tensio-actif cationique, un agent tensio-actif anionique ou non-ionique et/ou un agent tensio-actif de structure simple tel qu'un savon; de plus elle pourra contenir, de façon en soi connue, un haut polymère à chaine grasse pour lutter contre le dépôt de paraffine et un polymère de fable poids moléculaire pour lutter contre les dépôts de sels. te procédé de traitement du pétrole brut selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter dans le pétrole brut une composition du type précité; ce procédé permet simultanément de réduire les propriétés corrosives sur le matériel ou d'empêcher la formation de dépôts sur celui-ci ainsi que d'interdire l'obstruction des circuits, notamment dep canalisations parcourues par le fluide brut. Dans un mode de réalisation préféré de ce procédé, visant à obtenir les résultats précités dès l'étape d'extraction du pétrole, on injecte la composition précitée dans l'espace annulaire d'un puits de pétrole et on laisse ladite composition diffuser dans cet espace annulaire, puis dans l'espace central destiné à la remontée du pétrole brut, après passage des constituants de ladite composé tion par les communications existant entre cet espace annulaire et cet espace central. Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux, permettant de se dispenser de l'emploi d'une canalisation d'injection débouchant à la partie inférieure du puits de pétrole, on réalise l'incorporation de la composition-précitée à la partie supérieure dudit espace annulaire, en ayant soin de déterminer sa densité de telle sorte que celle-ci soit supérieure à celle des hydrocarbures du puits à traiter; si nécessaire, le réglage de la densité de ladite composition à la valeur désirée pourra être effectuée par incorporation d'eau et/ou de solvants chlorés. Enfin, le composé à fonction alcool, phénol ou amine précite sera choisi de telle sorte que sa solubilité dans les hydrocarbures soit relativement faible, de façon à éviter sa dilution dans les hydrocarbures séjournant dans a'espacé annulaire d'un puits de pétrole et d'accélérer l'arrivée du produit de traitement dans la production. L'incorporatIon de la composition précitée pourra se faire, lors de 1-' extraction du pétrole, soit de façon continue, soit de façon discontinue; un traitement discontinu est cependant préférable. Dans le cas d'un traitement discontinu, la quantité de produit de traitement est de préférence comprise entre 2,5 parties par million et 60 parties par million des parties (en volume) d'hydrocarbures (en régime dynamique on introduira donc une nouvelle quantité de produit de traitement en un point donné du circuit lorsque le débit écoulé (en volume) puis la dernière incorpora- tion sera compris entre 1.000.000/2,5 et 1.000.000/60 fois le olume de produit précédemment incorporé). D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description des exemples suivants Exemple 1 On prépare la composition suivante, plus spécialement destinée à empêcher la formation de dépôts paraffinîques sur les conduites parcourues par le pétrole brut (les parties indiquées sont des parties pondérales) - 40 parties d'éthylène-glycol - 8 parties d'urée --52 parties d'eau - 120 partiesd'nn savon acide gras de "tall oilt' (mélange d'acides gras et d'acides colophaniques constituant un résidu de l'industrie papetière) et de diéthanolamine.Cette composition est mise en qeuvre selon le procédé suivant Elle est introduite à 1'aide d'une pompe doseuse dans l'espace annulaire d'un puits pétrolier comportant essentiellement deux tubes coaxiaux déterminant ledit espace annulaire ainsi qu'un espace central de remontée du pétrole brut, lesdits tubes étant à protéger contre le dépôt de paraffine; le débit de composition utilisée est de 30 parties par million de parties, en poids,- de l'effluent total (pétrole brut, eau, et constituants de la composition précitée). Cette composition passe sans aucune difficulté à l'intérieur du tube central de remontée du pu? pétrole en passant par les perfora- tions situ-~s dans la partie extrême de ce tube et/ou par l'extrémité ouverte de ce tube. Exemple 2 On prépare une composition destinée plus spécialement à élimi ner les bactéries sulfato-réductrlces, cette composition contenant (les parties indiquées ci-dessous sont des parties pondérales) - 20 parties d'alcool isopropylique - 12 parties d'éthylène-glycol - 38 parties de xylénol - 30 parties d'eau - 40 parties de chlorure de triméthyl-stéaryl ammonium - 60 parties d'acétate de laurylamine. Cette composition est utilisée à raison de 5 parties par million de parties de l'effluent total. Elle est versée à cet effet par lZextrémité supérieure de l'espace annulaire d'un puits pétrolier, une fois par jour. Tant que dure ce traitement, la recherche des bactéries sulfato-réductrices reste négative, alors que cette recherche se révèlait positive avant le traitement. Exemple 3 Une composition selon la présente invention, destinée plus spécialement à inhiber la corrosion des conduites par l'eau salée et par les gaz acides (SH2 et CO2) contenus dans le pétrole brut, est préparée en mélangeant. les constituants subTants (les parties indiquées ci-dessous sont des parties pondérales) : - 50 parties d'acétate de stéarylamine - 10 parties d'éthylène-glycol - 20 parties de diéthylène-glycol - 20 parties d'eau Cette composition est utilisée à raison de 20 g par m2 de surface métallique à protéger; elle est versée par l'extrémité supérieure de ltespace annulaire du puits de pétrole une fois par semaine. Be dosage du fer contenu dans lteffluent montre tout d'abord lors de la première incorporation, une élévation de la teneur en fer qui est due au décapage des parois métalliques, puis au bout de deux à trois semaines, la teneur en fer tombe à moins de 10 % de la valeur qu'elle avait avant le début du traitement selon l'invention. Exemple 4 Une composition selon la présente invention, destinée plus spécialement à inhiber le dépôt des sels minéraux saturant l'eau de'gisement est préparée en mélangeant à chaud (les parties indiquées ci-dessous sont des parties pondérales) - 100 parties d'urée - 100 parties d'eau - 40 parties de dihydroxyéthyl stéarylamine Be produit réactionnel est coulé dans des moules cylindriques permettant d'obtenir des bâtonnets de 2 cm de diamètre et de 10 cm de long. Ces bâtonnets sont introduits par le tube d'extraction du pétrole pendant un arrêt de la production une fois par semaine à un taux de 100 parties par million calculé sur la teneur en eau du pétrole brut et sur la production. L'intervalle de temps de production entre deux décolmatages du puits passe de 15 jours à 3 mois. Bien que les exemples de traitement donnés ci-dessus concernent tous l'introduction de la composition selon l'invention dans.l'espace annulaire d'un puits de pétrole à l'effet de traiter le pétrole brut dès la partie amont du tube de remontée de ce pétrole vers la surface, il est bien évident qu'un tel traitement peut être mis en oeuvre, 'conformément à la présente invention, par introduction d'une composition du type précité dans le pétrole brut, à un stade quelconque entre son extraction et son raffinage, cette incorporation pouvant se faire notamment au sein de conduites ou canalisations ou au sein de récipients tels que par exemple des récipients de stockage. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. R E V E N D I C A T-I 0 N S I.- Composition pour le traitement du pétrole brut, notamment en vue de réduire ses propriétés corrosives sur le matériel et/ou d'empêcher l'obstruction des circuits parcourus par celui-ci, caractérisée en ce qu'elle comprend - au moins un agent tensio-actif ou un polymère choisi pour ses effets favorables dans la protectIon contre la corrosion et l'empêchement des obstructions, - au moins un composé à fonction alcool, phénol ou amide conférant à ladite composition la propriété d'éviter la formation d'un gel ou d'une émulsion en présence dudit agent tensio-actif, de pétrole brut et d'eau. 2.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé précité est choisi parmi les alcools de type ROR dans lesquels R est une channe droite ou ramifiée ayant 1 à 5 atomes de carbone. 3. - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé précité est choisi parmi les alcools polyoxyéthylénés de formule HO-(CH2-CH2O)n-CH2 - CH2-OH n etant un nombre entier compris entre O et 100, et les alcools polyoxypropylénés de formule m étant un nombre entier compris entre O et 5. 4.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé précité est choisi parmi les amino-alcools de formule chacun des radicaux o et R3 étant choisi parmi l'hydrogène, le radical méthyle, le radical éthyle et les radicaux de formule (CH2 CH;,O)pH, p étant un nombre entier compris entre 1 et 5. 5.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé précité est choisi parmi le phénol ordinaire, les crésols et les xylénols. 6.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé précité est choisi parmi l'urée, la formamide, la diméthylformamide et l'acétamide. 7.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient de l'eau et/ou des@solvants chlorés pour ajuster la densité de ladite composition à la valeur désirée. 8.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient au moins un agent tensio-actif cationique et un agent tensio-actif anionique ou non-ionique. 9.- Composition selon a revendication 1, caractérisee en ce qu'elle contient un haut polymère à chaînes latérales grasses. 10.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient un polymère de faible-poids moléculaire. 11.- Procédé de traitement des pétroles bruts, en vue de réduire leurs propriétés corrosives sur le matériel et/ou d'empêcher l'obstruction des circuits parcourus par ceux-ci, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter dans ledit pétrole brut une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 12.- Procédé selon la evendlcation 11, caractérisé en ce qu'il consiste à envoyer ladite composition dans l'espace annulaire d'un puits de pétrole et à laisser ladite composition diffuser dans cet espace annulaire et dans l'espace central destiné à la remontée du pétrole brut, après passage par les communications entrant entre cet espace annulaire et cet espace central. 13.- Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'addition de ladite composition est effectuée à la partie supérieure dudit espace annulaire. 14.- Procédé selon l'une des revendications 1; à 13,caractérisé en ce que ladite composition est inJectée de façon Intermittente. 15.-- Procédé selon 11 'une des revendications i à 14,caractérisé en ce que la quantité de ladite composition incorporée dans le pétrole le brut est comprise entre 2,5 et 60 parties -oar million de parties de pétrole brut, en poids.