Brevet FR2231584A1 — publié le 19741227

L'invention concerne un procédé pour le recou rement, imperméable aux gaz et à la vapeur d'eau, de liquides t de solides dans des entrep6ts souterrains tels que cavernes de sel, pour le recouvrement de parois de cavités lors du stockage de produits gazeux et/ou de liquides, ou pour la consoli .ration de formations de terrain meubles, lors des travaux de Jerrassement. Pour le stockage du gaz de ville ou du gaz naturel dans des cavernes de sel, on creuse des espaces vides dans les massifs de sel et on emploie l'huile comme moyen de commande pour la conduite du processus de saumurage. Après le saumurage, il se forme au fond de la caverne un dépit de fond composé de constituants de sel insolubles (tels que anhydrite, argile et eau), qui ne peut pas être enlevé et qui est recouvert d'une couche d'huile. Lors du stockage du gaz, la couche d'huile est traversée par la vapeur d'eau, qui pénètre dans le gaz stocké. Le gaz humide provoque la corrosion du système de canalisation, ainsi que dans le cas de gaz naturel, la formation d'hydrates gazeux, qui obstruent les conduites. On contact des dispositifs de séchage du gaz, qui sont installés à fleur de terre dans les entrep8ts caverneux et dont le r81e est d'abaisser au minimum la teneur en eau ou vapeur d'eau dans le gaz. On connaît également des procédés pour la diminution des pertes de vapeur apparaissant à la surface des liquides volatils, qui consistent à répandre à la surface de ces couches des substances de recouvrement flottantes, sous forme de mousse. Etant donné que les stockages dans des cavernes sont prévus pour 11 approvisionnement en gaz dans des périodes de ointe, le nombre d'heures d'utilistion d'une caverne est d'environ 800 heures par an. Si L'entrepôt de gaz est utilisé en cas dtavarie, il faut compter avec un prélèvement de gaz extrêmement elevé d'ou une diminution supplémentaire du nombre d'heures isutilisation. L'installation de séchage du gaz est calculée le le prérevement de quantités de gaz maximales. Mais l'installation de séchage ne peut fonction wsze;- économiquement avec des durées d'utiiisation aussi courtes. Un autre inconvénient est la formation d'hydrates gazeux lors de la décompression du gaz humide à la tête de la sonde, par suite du refroidissement, qui provoque des engorgements de la canalisation, entre la sonde et l'installation de séchage. Afin d'éviter la formation d'hydrates, on est obligé de monter sur les sondes des dispositifs d'injection de méthanol, qui rendent le procédé de séchage du gaz encore moins économique. Lorsqu'on recouvre la saumure avec des substances flottantes mousseuses, on diminue seulement l'évaporation de l'eau. En outre, cette couche de mousse ne remplit sa fonction que pendant une durée limitée, étant donné que l'eau atteint par capillarité la surface de séparation de mousse/gaz et s'évapore ensuite dans 11 espace gazeux, sans rencontrer d'obseacles. Le but de l'invention est de faire l'économie des investissements élevés, entraînés par l'installation des dispositifs de séchage du gaz ainsi que des dispositifs d'injec- tions de méthano, nécessaires pour éviter la formation d'hydrate gazeux, en empêchant le contact entre la saumure demeurant dans la caverne et le gaz stocké et en provoquant la formation de corps solides ou de formations géologiques imperméables aux gaz et à l'eau, par l'apport d'un agent approprié. A cet effet, l'invention concerne un procédé pour le recouvrement, imperméable aux gaz et à la vapeur d'eau, de liquides et de solides dans des entreptts souterrains tels que cavernes de sel, pour. le recouvrement de parois de cavités lors du stockage de produits gazeux et/ou de liquides, ou pour la consolidation de formations de terrain meubles, lors des travaux de terrassement, caractérisé en ce qu'un agent polymérisant ou non polymérisant (agent de recouvrement) ou un mélange des deux groupes de ces agents est injecté par un tube concentrique à un tube de forage dans des espaces vides souterrains. Selon l'invention, cet objectif est réalisé en disposant sur la surface de la saumure, par une ouverture tubulaire dans la caverne, une couche de 10 mm de hauteur d'un mélange de styrène et de peroxyde de cyclohexanone avec un activateur au cobalt. Grâce à l'addition de l'activateur au cobalt (composé organique de cobalt qu'on trouve dans le commerce), la polymérisation du styrène s'effectue avec une rapidité suffisante, à la température de 200 C régnant dans la caverne, et les constituants de l'huile se trouvant au-dessus de la saumure se polymérisent et sont incorporés dans le polymérisat. L'incorporation de l'huile dans le polymérisat staccrott avec l'augmentation de la teneur en activateur dans le styrène.La teneur en peroxyde de cyclohexanone dans le styrène doit être juste assez élevée pour que la polymérisation s'effectue avec une rapidité suffisante. Un excès de peroxyde dans le styrène donne un polymérisat dur et cassant. Le polymérisat doit être élastique, en raison des influences mécaniques du terrain apparaissant dans les cavernes lors du stockage du gaz. On a observé qu'on obtient une couche élastique au-dessus de la saumure, lorsqu'on ajoute au styrène 0,5 % en masse de peroxyde de cyclohexanone et 2,0 fio en masse d'activateur au cobalt. Ce polymérisat est imperméable à la vapeur d'eau, sa densité s'élève à environ 1,05 g/cm3. La durée de durcissement (de polymérisation) est d'environ 35 jours. La polymérisation doit commencer seulement après l'introduction des produits dans la caverne. Pour le recouvrement, on peut utiliser un agent polymérisant ou non polymérisant ou un mélange des deux groupes de produits. Grâce au procédé selon l'invention, on peut, par un processus technologique simple, disposer au-dessus de la saumure demeurant dans les entrepôts souterrains une couche élastique qui interdit complètement le contact entre le gaz et la saumure. Ainsi, on empêche le gaz de s'humidifier et on peut pratiquement se dispenser dés installations à fleur de terre pour le séchage du gaz, nécessiteFnt de gros investissements. L'agent de couverture possède de bonnes propriétés d'écoulement garantissant le complet recouvrement de la saumure résiduaire et il adhére bien aux corps solides, comme par exemple les roches salines. Les mouvements mécaniques du terrain ne provoquent pas de fissures, gracie à 11 élasticité de la couche de protection, de sorte que celle-ci dure longtemps. Après l'élimination de la saumure de la caverne, on mélange le styrène avec 0,5 fo en masse de peroxyde de cyclohexanone et 2,0 ss en passe d'activateur au cobalt et on le presse par un tuyau dans la caverne. La quantité de styrène est meslwée de manière à former sur la saumure une couche de 10 mm. Ensuite, on peut retirer le tuyau. Au bout de 35 jours, la polymé- risation du styrène est terminée, et sur la surface de la saumure est formée une couche élastique, imperméable à la vapeur d'eau. Bien entendu, l'invention ntest pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit, à partir duquel on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le recouvrement, imperméable ?ux gaz et à la vapeur d'eau, de liquides et de solides dans des entrep8ts souterrains tels que cavernes de sel, pour le recouvrement de parois de cavités lors du stockage de produits gazeux et/ou de liquides, ou pour la consolidation de formations de terrains meubles, lors des travaux de terrassement, caractérisé en ne qu'un agent polymérisant ou non polymérisant (agent de recouvrement) ou un mélange des deux groupes de ces agents est injecté par un tube concentrique à un tube de forage, dans des espaces vides souterrains. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise un mélange de styrène avec 0,5 % en poids de peroxyde de cyclohexanone et 2,0 fio en poids d'un activateur au cobalt.