Brevet FR2989969A1 — publié le 20131101

PROCEDE ET INSTALLATION DE TRAITEMENT D'UNE EAU PRODUITE LORS DE L'EXPLORATION ET DE LA PRODUCTION PETROLIERE ET/OU GAZIERE. L'invention est relative à un procédé de traitement d'une eau produite lors de l'exploration et de la production pétrolière et/ou gazière, pour une récupération des hydrocarbures dans cette eau. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de traitement selon lequel l'eau produite est soumise à une séparation des hydrocarbures au moyen d'un système membranaire. Un procédé de ce genre est décrit notamment par US 2010/0 264 068. D'après ce procédé connu, un système de filtration membranaire est mis en oeuvre directement en sortie d'un séparateur triphasique assurant une séparation entre eau, huile et gaz. La séparation triphasique constitue une étape de départ donnant une eau qui contient encore des hydrocarbures. Les concentrations d'hydrocarbures en sortie d'un séparateur triphasique sont variables et de nombreux pics avec des valeurs de concentration en hydrocarbures élevées peuvent être observés. Or, un système membranaire de filtration est ajusté pour fonctionner dans des conditions relativement fixes. En sortie d'un séparateur triphasique, l'eau produite peut contenir des concentrations en hydrocarbures de plusieurs grammes par litre, voire des dizaines de grammes par litre en cas de dysfonctionnement du séparateur, ce qui a pour effet de colmater très rapidement un système membranaire et impose un nettoyage intensif des membranes pour les décolmater ; il en résulte une immobilisation de l'installation et un impact négatif sur la durée de vie des membranes. L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé du genre défini précédemment qui, tout en assurant une séparation efficace des hydrocarbures grâce au système membranaire, permet de réduire les interventions de nettoyage et de décolmatage, d'augmenter la durée de vie des membranes et de réduire la consommation énergétique. Selon l'invention, un procédé de traitement d'eau produite lors de l'exploration et de la production pétrolière et/ou gazière, pour une récupération des hydrocarbures dans cette eau, procédé selon lequel l'eau provenant du séparateur triphasique est soumise à une séparation des hydrocarbures au moyen d'un système membranaire, est caractérisé en ce que : - avant filtration sur le système membranaire, l'eau produite est soumise à une séparation primaire par flottation naturelle avec écrémage pour récupérer les hydrocarbures flottés, - l'eau produite sortant de la séparation primaire est soumise à la séparation sur système membranaire selon une filtration tangentielle ; - et le concentrat provenant de la filtration tangentielle est recyclé vers la séparation primaire. De préférence, lors de la séparation primaire, une extraction et/ou un raclage de fond des solides déposés sous forme de boues est effectué. La filtration tangentielle, exposée notamment page 301, tome 1, du Mémento technique de l'eau, 10e édition, DEGREMONT, consiste à faire circuler l'eau brute le long des membranes, en forme de gaines cylindriques, sous une pression au moins égale à la pression transmembranaire pour que de l'eau traverse les membranes et constitue un filtrat. Un taux de récupération en eau filtrée est défini par le rapport : [production de filtrat/eau entrant dans le système de filtration]. Dans le cas où le taux d'hydrocarbures libres dans l'eau en sortie de la séparation primaire est relativement stable, le taux de récupération en filtration tangentielle membranaire peut être fixé. Dans le cas où le taux d'hydrocarbures libres dans l'eau en sortie de la séparation primaire est relativement variable, le taux de récupération en filtration tangentielle membranaire est asservi à une mesure du contenu en hydrocarbures entrant dans le système membranaire. Avantageusement, le taux d'hydrocarbures est mesuré par un ensemble de mesure du taux d'hydrocarbures à l'entrée du système membranaire, et l'ensemble de mesure commande la vitesse d'une pompe d'alimentation du système membranaire et/ou l'ouverture d'une vanne sur la sortie du concentrat ou du filtrat, en fonction du taux d'hydrocarbures, pour ajuster le débit de filtrat dans une canalisation de sortie à la mesure du taux d'hydrocarbures libres. Le concentrat est évacué du système membranaire par une sortie à laquelle est raccordée la conduite assurant le recyclage du concentrat vers l'unité de séparation primaire, cette conduite étant éventuellement équipée d'une vanne dont le degré d'ouverture est commandé par l'ensemble de mesure. Les membranes utilisées sont, de préférence, des membranes polymériques résistant à des températures supérieures à 100°C, et avantageusement rétrolavables. Les membranes sont soumises périodiquement, en particulier toutes les heures, à un balayage à l'eau chaude à des températures supérieures à 50°C. Les membranes peuvent être soumises périodiquement à un rétrolavage à l'eau chaude, à des températures supérieures à 50°C. De préférence, l'eau de rétrolavage est chauffée par une injection de vapeur d'eau. Les membranes peuvent être soumises à un rétrolavage à la vapeur. L'invention est également relative à une installation pour la mise en oeuvre du procédé défini précédemment, caractérisée en ce qu'elle comporte un système membranaire qui comprend : - une pompe d'alimentation et de pressurisation du système, - un arrangement membranaire comprenant au moins un module de membranes en configuration tangentielle, - au moins une conduite de recyclage du concentrat vers une unité de séparation primaire assurée par un réservoir avec écrémage et, de préférence, avec récupération des boues. L'ouvrage de séparation primaire comprend au moins un réservoir d'eau produite équipé d'écrémeurs et d'une extraction des boues ou d'intercepteurs à plaques (PPI, CPS). Avantageusement, l'installation comporte un ensemble de mesure du taux d'hydrocarbures à l'entrée du système membranaire, et l'ensemble de mesure commande la vitesse de la pompe d'alimentation et/ou l'ouverture d'une vanne sur la sortie du concentrat ou du filtrat, en fonction du taux d'hydrocarbures, pour ajuster le débit de filtrat dans une canalisation de sortie à la mesure du taux d'hydrocarbures libres. Le concentrat peut être évacué du système membranaire par une sortie à laquelle est raccordée la conduite assurant le recyclage du concentrat vers une unité de séparation primaire, cette conduite étant éventuellement équipée d'une vanne dont le degré d'ouverture est commandé par l'ensemble de mesure. Les ouvrages de séparation primaire peuvent comprendre les équipements suivants, dont la liste n'est pas exhaustive : réservoirs d'eau produite équipés d'écrémeurs et d'une extraction des boues ; intercepteurs à plaques (PPI, CPS) ; des API (Institut Américain du Pétrole), et des DCI (Intercepteur Circulaire Degrémont). Une unité de pré-filtration est avantageusement prévue pour éliminer les solides, avec un seuil de coupure de 50 pm à 3 mm. Un ensemble d'instrumentation et de régulation est avantageusement prévu pour permettre le contrôle et le fonctionnement du système membranaire. Un système de nettoyage en place (NEP) des membranes peut être prévu et composé d'un bac, d'un ensemble de pompage, d'une pré-filtration et d'un ensemble d'instrumentation et de contrôle. L'installation peut comporter, pour un rétrolavage à la vapeur, un dispositif d'injection de vapeur installé sur la conduite de recyclage du concentrat, tandis qu'une vanne est installée sur cette conduite, en aval du dispositif selon le sens d'écoulement du concentrat en filtration normale. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : Fig. 1 est un schéma d'une installation de traitement d'eau produite lors d'une exploitation pétrolière et/ou gazière, mettant en oeuvre le procédé de l'invention. Fig. 2 est un schéma à plus grande échelle du système membranaire de l'installation selon l'invention, en cours d'exploitation. Fig. 3 montre, semblablement à Fig. 2, le système membranaire lors d'un balayage à l'eau chaude. Fig. 4 montre, semblablement à Fig. 2, le système membranaire lors d'un rétrolavage à l'eau chaude. Fig. 5 montre, semblablement à Fig. 2, le système membranaire lors d'un rétrolavage chimique à l'eau chaude. Fig. 6 illustre schématiquement le système membranaire lors d'un rétrolavage à la vapeur. Fig. 7 est un schéma illustrant un exemple de fonctionnement du système membranaire de l'invention, et Fig. 8 est un schéma semblable à celui de Fig. 7, illustrant le fonctionnement dans des conditions différentes. En se reportant à Fig. 1, on peut voir un schéma d'une installation mettant en oeuvre le procédé de l'invention qui consiste à traiter une eau produite lors de l'exploration et de la production pétrolière et/ou gazière, pour séparer les hydrocarbures de l'eau, ce procédé permettant de maximiser la récupération des hydrocarbures en évitant la production de boues huileuses qui seraient générées par une flottation induite avec coagulants et floculants. L'eau produite traverse une unité 1 de séparation triphasique fournissant des phases relativement bien séparées consistant en du pétrole ou de l'huile, du gaz et de l'eau. En dépit de la séparation assurée par l'unité 1, l'eau reste chargée en hydrocarbures et est dirigée, par une conduite 2, vers une unité 3 de séparation primaire par flottation naturelle, sans utilisation de coagulant ni de floculant. L'unité 3 peut être réalisée sous forme d'un réservoir d'eau produite équipé d'un système d'écrémage en surface de la nappe d'eau, et de récupération des boues décantées dans le fond du réservoir. Le système de récupération peut être constitué par un racleur, ou un dispositif analogue qui permet de récupérer les particules solides décantées. En variante, l'unité 3 peut être constituée par la combinaison d'un tel réservoir d'eau produite avec un séparateur primaire type CPI (Intercepteur à plaques ondulées), PPI (Intercepteur à plaques parallèles), CPS (Séparateur à plaques ondulées), API (Institut Américain du Pétrole), DCI (Intercepteur Circulaire Degrémont), hydrocyclone ou tout autre équipement réalisant une fonction similaire. Les hydrocarbures récupérés par le système d'écrémage de l'unité 3 sont évacués par une conduite 4 et récupérés, tandis que les boues sont évacuées par une conduite 5 vers une unité de traitement non représentée. L'eau qui arrive par la conduite 2 peut comporter plus de 10 g/L d'hydrocarbures libres. L'eau qui sort de l'unité 3, par une conduite 6, contient en général moins de 1 g/L (1 gramme par litre) d'hydrocarbures libres et notamment entre 100 et 500 mg/L. Toutefois, des pics occasionnels dépassant nettement le 1 g/L dans la conduite 6 peuvent être tolérés par le système. La conduite 6 introduit l'eau à l'entrée d'un système membranaire 7. Le filtrat sort du système 7 par une canalisation 8, tandis que le concentrat sort par une canalisation 9 et est recyclé vers l'unité 3 de séparation primaire. Le taux d'hydrocarbures libres dans le filtrat ou perméat sortant par la canalisation 8 est inférieur à 10 mg/L. Les membranes du système 7, en forme de gaines cylindriques, travaillent en configuration tangentielle et sont choisies pour résister au colmatage par les hydrocarbures libres. Ces membranes sont constituées de préférence par des membranes polymériques, en particulier en PTFE (polytétrafluoroéthylène), PES (polyéthersulfone) ou PAN (polyacrylonitrile). Selon la configuration tangentielle, le flux d'eau passe le long des membranes, parallèlement à celles-ci, sous une pression suffisante pour surmonter la pression transmembranaire et permettre le passage d'une quantité d'eau constituant le filtrat. Les membranes pour filtration tangentielle sont de préférence du type "out-in", c'est-à-dire que l'eau à traiter circule à l'extérieur des membranes et que le filtrat est récupéré à l'intérieur des membranes, la filtration s'effectuant de l'extérieur vers l'intérieur des membranes. Dans certains cas d'effluents très concentrés, les membranes « in-out » pourront également donner des résultats satisfaisants. Les membranes utilisées sont des membranes rétrolavables et résistant à des températures supérieures à 100°C, ce qui permet, selon les types d'eau huileuse rencontrés, de mettre en place différentes procédures de lavage. La configuration tangentielle du système membranaire permet d'adapter le taux de récupération, qui correspond au rapport [production de filtrat/eau entrant dans le système], en fonction du contenu d'hydrocarbures obtenus en sortie 6 de la séparation primaire 3. Dans le cas où le taux d'hydrocarbures libres en sortie de la séparation primaire 3 est relativement stable, le taux de récupération du système membranaire 7 peut être fixé. Par contre, si le taux d'hydrocarbures libres en sortie de l'unité 3 est relativement variable, le taux de récupération peut être asservi à une mesure du contenu en hydrocarbures libres entrant dans le système membranaire 7. Comme illustré sur Fig. 2, le système membranaire 7 comprend une pompe 7a d'alimentation et de pressurisation d'un ensemble membranaire 7b comprenant une série de modules 7c à membranes en configuration tangentielle. L'ensemble 7b comporte au moins un module 7c et généralement plusieurs modules tangentiels. Le refoulement de la pompe 7a est relié par une conduite 10 à l'entrée 11 de l'ensemble membranaire 7b. Une vanne V-1 est installée sur la conduite 10. La pompe 7a est entraînée par un moteur électrique dont la vitesse de rotation est commandée par un variateur 12. Un ensemble 13 de mesure est prévu pour mesurer la concentration en hydrocarbures de l'eau qui circule dans la conduite 6 vers l'entrée de la pompe. L'ensemble 13 commande, en fonction du taux d'hydrocarbures mesuré, le variateur 12 pour ajuster le débit de filtrat dans la canalisation 8 à la mesure du taux d'hydrocarbures libres, et ainsi asservir le taux de récupération. Le concentrat est évacué de l'ensemble membranaire 7b par une sortie 14 à laquelle est raccordée la canalisation 9 assurant le recyclage du concentrat vers l'unité 3 de séparation primaire. La conduite 9 est équipée d'une vanne V-2 dont le degré d'ouverture est commandé par l'ensemble de mesure 13. En alternative, le contrôle peut être réalisé par la vanne V-3. Une unité de pré-filtration 6a peut être installée sur la conduite 6 pour éliminer les solides, de préférence avec un seuil de coupure de 50 pm à 3 mm. Le variateur 12, l'ensemble de mesure 13 et les vannes V-1, V-2, V-3 constituent un ensemble d'instrumentation et de régulation permettant le fonctionnement et le contrôle du système membranaire 7. Un système de nettoyage en place des membranes est avantageusement composé d'un bac 16 (Fig.4) pour eau filtrée, d'un ensemble de pompage, d'une pré-filtration et d'un ensemble d'instrumentation et de contrôle. Ce système de nettoyage en place est maintenant décrit plus en détail avec référence aux Fig. 3 à 6. Balayage à l'eau chaude (Fig.3) Lors d'un balayage à l'eau chaude, l'effet recherché est un flux tangentiel plus important que lors de la filtration normale, couplé à une augmentation de la température de l'eau. Le flux plus important permet la création d'un régime plus turbulent qui, mécaniquement, favorise l'élimination des dépôts en surface des membranes. Une augmentation de la température augmente la solubilité des hydrocarbures dans l'eau et facilite leur détachement par l'action mécanique. Ce balayage à l'eau chaude est réalisé, comme illustré sur Fig. 3, sans apport d'eau externe mais avec l'eau brute, selon les étapes suivantes : - la vitesse du flux tangentiel est augmentée par augmentation de la vitesse de rotation de la pompe 7a, - et une plus grande ouverture des vannes V-1 et V-2 est commandée, alors que la vanne V-3, sur la sortie de filtrat, est partiellement ou totalement fermée, tandis qu'une vanne 9a sur le retour vers l'unité primaire 3 est ouverte. La température de l'eau brute, qui arrive par la conduite 6, est augmentée par une injection directe 15 de vapeur dans la conduite 6. Ces conditions : [vitesse de balayage et température de l'eau brute augmentées], sont maintenues pendant quelques secondes à quelques minutes, généralement moins de 5 min. Puis, un retour aux conditions normales de fonctionnement est assuré par arrêt de l'injection de vapeur 15, et réajustement des vannes V-1, V-2 et V-3 et de la vitesse de rotation de la pompe 7a aux valeurs qui ont précédé le balayage. Ce balayage à l'eau chaude permet de récupérer partiellement les conditions de perméabilité des membranes sans pour autant interrompre totalement la production du système membranaire lorsque la vanne V-3 reste partiellement ouverte. Le balayage à l'eau chaude ne crée pas de flux à rejeter puisque le flux du traitement peut être retourné par la canalisation 9 vers l'unité 3 de séparation primaire. Rétrolavage à l'eau chaude (Fig.4) L'objectif du rétrolavage à l'eau chaude est de nettoyer en profondeur les membranes en faisant passer, en sens inverse du sens de filtration, de l'eau filtrée et chauffée. Le rétrolavage à l'eau chaude utilise de l'eau filtrée par le système membranaire 7 et qui est, en général, collectée dans un réservoir 16 (Fig. 4) de stockage d'eau traitée, ou dans un réservoir spécifique, dédié au rétrolavage. Une pompe 17 (Fig. 4) dont l'aspiration est reliée à un orifice de sortie du réservoir 16 par une conduite 18 débite le liquide dans une conduite 19, munie d'une vanne 19a et reliée à la conduite 9 menant à l'orifice de sortie 14 du système membranaire 7. La vanne V-2 est située entre l'orifice 14 et le raccordement entre les canalisations 19 et 9. Une injection 20 de vapeur est prévue pour chauffer l'eau de rétrolavage. Cette injection de vapeur 20 est effectuée de préférence sur la conduite 18, et permet de chauffer l'eau de rétrolavage sans devoir chauffer l'eau du réservoir 16. Le rétrolavage à l'eau chaude est plus efficace qu'un rétrolavage à l'eau non chauffée car l'effet mécanique de détachement des hydrocarbures est facilité par la plus grande solubilité des hydrocarbures dans l'eau à température élevée, et l'agitation mécanique créée par la température fluidifiant les hydrocarbures. Les eaux issues du rétrolavage à l'eau chaude sortent par la conduite 8 à laquelle est raccordée, en aval de la vanne V-3, une conduite 21 munie d'une vanne 21a, prévue pour assurer un retour de l'eau de rétrolavage vers l'unité de séparation primaire 3. Une vanne 8a est installée sur la conduite 8 en aval du branchement de la conduite 21 pour contrôler le débit d'eau filtrée vers le réservoir 16. Le rétrolavage à l'eau chaude s'effectue comme expliqué ci-après. La pompe 7a est arrêtée et la vanne V-1 est fermée de telle sorte que le système membranaire 7 ne reçoit plus d'eau brute à son entrée 11. Les vannes V-2, V-3 et 19a sont placées dans une position d'ouverture ajustée. La vanne 21a est ouverte tandis que les vannes 8a et 9a sont fermées. La pompe 17 est mise en marche et sa vitesse de rotation est ajustée pour obtenir le débit de rétrolavage souhaité. L'injection 20 de vapeur est mise en marche pour augmenter la température de l'eau de lavage. Ces conditions de fonctionnement sont maintenues pendant quelques secondes à quelques minutes, généralement moins de 1-0 5 min. Pour l'arrêt du rétrolavage, l'injection de vapeur 20 est stoppée, la pompe 17 est arrêtée, et les vannes sont réajustées dans la position de filtration tandis que la pompe 7a est remise en marche. 2 98996 9 9 Rétrolavage chimique (Fig.5) Selon le type d'eau à traiter et le type de colmatage résultant sur la membrane, un rétrolavage utilisant des produits chimiques tels que des bases, des surfactants, des oxydants ou d'autres produits chimiques peut s'avérer 5 occasionnellement nécessaire pour restaurer une perméabilité suffisante de la membrane. Fig. 5 est un schéma simplifié illustrant la partie de l'installation prévue pour un tel rétrolavage chimique. Les éléments de Fig. 5 identiques ou jouant des rôles analogues à ceux de Fig. 4 sont désignés par les mêmes 10 références numériques sans que leur description soit reprise. L'eau utilisée pour le rétrolavage chimique est prise du même réservoir 16 que dans le cas d'un rétrolavage à l'eau chaude. Un dispositif 22 d'injection de produit chimique est raccordé à la conduite 19 reliée au refoulement de la pompe 17. L'injection de produits chimiques est ainsi réalisée 15 en ligne, après le passage par l'injection directe 20 de vapeur si l'on souhaite utiliser de l'eau chaude en même temps que le lavage chimique. L'eau filtrée recueillie dans le réservoir 16 peut en outre être soumise à un traitement d'adoucissement ou de déminéralisation, en particulier lorsque la composition chimique de l'eau filtrée occasionne un risque de précipitation 20 lors du mélange avec les produits chimiques utilisés pour le lavage. Selon la nature des produits chimiques utilisés, les eaux issues du rétrolavage chimique peuvent être renvoyées en tête de la séparation primaire, ou doivent subir un traitement avant rejet. En cas de colmatage profond des membranes, le rétrolavage 25 chimique est maintenu pendant plusieurs heures. Pour éviter une consommation trop importante de produits chimiques, une boucle de recirculation (non représentée) peut être mise en place. Un rétrolavage chimique à l'eau chaude s'effectue comme suit. La pompe 7a est arrêtée et la vanne V-1 est fermée. Les vannes V-2 30 et V-3 sont ajustées. La vanne 8a est fermée, tandis que la vanne 21a est ouverte ainsi que la vanne 19a. La vanne 9a est fermée. La pompe 17 est mise en marche et sa vitesse de rotation est ajustée pour obtenir le débit de rétrolavage souhaité. Une injection facultative de vapeur 20 peut avoir lieu pour augmenter la température de l'eau de lavage et maintenir des conditions 35 pendant quelques secondes à quelques minutes (généralement moins de 10 min). Le ou les produit(s) chimique(s) approprié(s) est (sont) injecté(s) par le dispositif d'injection 22, avec maintien des conditions pendant quelques secondes à quelques minutes. Si une recirculation est nécessaire, la vanne 8a est ouverte tandis que la vanne 21a est fermée, puis les conditions sont maintenues pendant quelques minutes à quelques heures. L'injection de produits chimiques et de vapeur est ajustée en continu par mesure de la température de l'eau et par un indicateur du ou des produit(s) chimique(s) ajouté(s), par exemple le pH si le produit est de la soude. Pour faire cesser le rétrolavage, l'injection de vapeur 20 est arrêtée de même que celle de produits chimiques. La pompe 17 est arrêtée et les vannes sont réajustées dans la position de filtration, et la pompe 7a est remise en marche. Pour un rétrolavage chimique à température normale, le dispositif d'injection de vapeur 20 est arrêté. Rétrolavage à la vapeur (Fig.6) Selon les configurations du site d'exploration et de production pétrolière, et en particulier sur un site au large du littoral (offshore) où la présence de réservoirs de stockage n'est pas souhaitable en raison du surpoids qu'ils entraînent, le rétrolavage peut alors être effectué directement avec de la vapeur d'eau comme illustré par le schéma de Fig. 6. Dans ce cas, l'installation est simplifiée, le dispositif 20 d'injection de vapeur étant installé sur la conduite 9, tandis qu'une vanne 23 est installée sur cette conduite, en aval du dispositif 20 selon le sens d'écoulement du concentrat en filtration normale. Une conduite 24 de dégazage, munie d'une vanne 25, est raccordée au point haut du système membranaire 7. Le rétrolavage à la vapeur est effectué comme suit. La pompe 7a est arrêtée, la vanne V-1 est fermée ainsi que la vanne 23. Les vannes V-2 et V-3 sont ouvertes. De la vapeur basse pression est injectée par le dispositif 20 à contrecourant pendant quelques secondes à quelques minutes (jusqu'à 5 min). Puis, l'injection de vapeur est arrêtée et les vannes sont réajustées dans leur position de filtration. La filtration est reprise progressivement par augmentation de la pression de refoulement de la pompe 7a avec dégazage de l'air accumulé dans le système par ouverture de la vanne 25 qui est ensuite refermée. Lors du rétrolavage à la vapeur, les eaux de rétrolavage récupérées par la conduite 8 sont renvoyées en tête du traitement primaire, dans l'unité 3. L'invention, par la combinaison de l'étape de séparation primaire par flottation naturelle (sans coagulant, et sans floculant) et de la filtration tangentielle sur membrane, permet d'obtenir un fonctionnement efficace grâce au lissage de la charge en hydrocarbures à la sortie de la séparation primaire. Les variations de taux d'hydrocarbures en sortie de cette séparation primaire peuvent être contenues dans une fourchette de l'ordre de 0,2 à 1 g/L que les membranes peuvent traiter, sans qu'il se produise rapidement un colmatage. Par contre, en sortie d'un séparateur triphasique, la concentration d'hydrocarbures dans l'eau peut atteindre plusieurs grammes par litre, voire des dizaines de grammes par litre, ce qui aurait pour effet de colmater très rapidement un système membranaire et imposerait un nettoyage intensif des membranes avec, pour conséquence, une immobilisation de l'installation et un impact négatif sur la durée de vie des membranes. La présence d'une séparation primaire permet aussi de réaliser le recyclage des hydrocarbures récupérés par écrémage lors de la séparation primaire. En l'absence d'une séparation primaire, le concentrat du système membranaire devient un déchet qui doit être rejeté ou traité. L'invention permet d'éviter une étape de traitement supplémentaire tout en assurant un bon fonctionnement du système membranaire. De plus, l'invention prévoit une régulation du taux de récupération du système membranaire de telle façon que les conditions de fonctionnement du système soient relativement constantes. Cette régulation est basée sur la mesure, du contenu en hydrocarbures de l'alimentation du système membranaire, par l'ensemble 13 (Fig. 2) qui assure la régulation par une action sur la pompe d'alimentation 7a et/ou sur la vanne V-2 de concentrat. La régulation porte sur le taux de récupération du système membranaire. De cette manière, on évite d'avoir, notamment sur les dernières membranes du système, des conditions de fonctionnement inadéquates, telles que de trop fortes concentrations en hydrocarbures, qui conduiraient à un colmatage rapide des membranes. Fig. 7 et 8 sont des schémas illustrant la régulation du taux de récupération. Selon Fig. 7, le système membranaire 7 est configuré pour 35 fonctionner avec un taux de récupération de 50 % pour une eau comportant en entrée du système 0,2 g/L d'hydrocarbures. En considérant une alimentation de 100 m3/h, le débit de perméat ou filtrat, pour un taux de récupération de 50 °A, sera de 50 m3/h avec une concentration de 10 mg/L en hydrocarbures. Le recyclage du concentrat s'effectuera selon un débit de 50 m3/h, avec une concentration d'environ 0,4 g/L. On considère maintenant un changement de conditions à l'entrée du 5 système membranaire 7, par exemple une baisse de la concentration en hydrocarbures à 0,1 g/L, comme illustré sur Fig. 7. Cette variation est détectée par l'ensemble de mesure 13 qui commande une augmentation de la vitesse de rotation de la pompe 7a (pour assurer une augmentation de la pression d'entrée) et/ou un ajustement de la vanne V-2 de concentrat de sorte que le 10 taux de récupération passe à 75 %. Ainsi, pour un débit de 100 m3/h à 0,1 g/L à l'entrée du système, le débit de perméat ou filtrat sera de 75 m3/h toujours à 10 mg/L tandis que le débit de recyclage du concentrat sera de 25 m3/h pour une concentration d'environ 0,4 g/L d'hydrocarbures. 15 Exemples de mise en oeuvre de l'invention Description d'un site pour la mise en oeuvre de l'invention 20 On a pris l'exemple d'un site à terre (onshore) de production pétrolière classique avec flottateurs IGF (Induced Gas Flottator/ flottateur à gaz induit) utilisant coagulant et floculant préalablement à la flottation. La production est de 230 000 barils (1 baril environ 159 litres) par jour de brut avec un taux de production d'eau de 15% environ, soit 34 500 barils par jour d'eau produite, en 25 sortie du séparateur triphasique. L'eau produite est stockée dans un ensemble de deux réservoirs d'eau produite de 20 000 barils chacun, fonctionnant en série, chaque réservoir pouvant être isolé lorsque l'un d'entre eux est en nettoyage. En sortie des réservoirs d'eau produite, le contenu en hydrocarbures 30 oscille entre 51 mg/L et 2119 mg/L avec une moyenne sur l'année de 626 mg/L. Le système de traitement en place par IGF, directement en sortie des réservoirs d'eau produite permet d'obtenir un taux d'hydrocarbures libres oscillant entre 5 mg/L et 230 mg/L avec une moyenne sur l'année de 34 mg/L.Les hydrocarbures libres rejetés dans les boues huileuses des flottateurs IGF 35 représentent donc en moyenne 3,4 tonnes par jour. Et les boues produites par le traitement atteignent environ 17 tonnes par jour. Description du pilote Sur ce site de production pétrolière classique, un pilote selon l'invention est installé à la place des équipements en place, et donne les résultats suivants. Le pilote réalisé sur site est un système membranaire comportant deux modules de membranes, chaque module de membranes comportant une surface membranaire de 20 m2, le système étant soumis à une pression transmembranaire de 0,2 à 1 bar. Le taux de conversion choisi varie entre 30 % et 95 °A, le flux entre 15 et 200 L/m2/h (litre /mètre2/heure), la vitesse de balayage des membranes oscillant entre 0,5 et 3 m/s. La température de l'eau produite varie entre 30 et 95°C. L'eau produite est pré-filtrée avec un filtre à cartouche à coupure de 50 pm à 2 mm. Le pilote est placé en aval du réservoir d'eau produite, l'eau traitée étant recueillie à mi-hauteur dans le réservoir d'eau produite. Les concentrats sont retournés dans le réservoir d'eau produite. Le réservoir est équipé d'un système de récupération des huiles, et fait office de séparation primaire. Modes de lavage Après ajustement des paramètres, le mode opératoire de lavage des membranes suivant a été mis en place. 1/ Toutes les heures, un balayage pendant 30 secondes : Un balayage (flush) à l'eau produite chauffée de plus de 10°C par rapport à la température de l'eau produite au moment du balayage, et une diminution du flux de 0 à 10 L/m2/h par abaissement de la pression 25 transmembranaire de 0 à 1 bar. 2/ Une fois toutes les 24 heures, un rétrolavage à Peau filtrée chaude avec un flux de rétrolavage de 10 à 100 L/m2/h appliqué pendant 30 secondes. Lorsque la pression transmembranaire initiale après rétrolavage est 30 supérieure de 0,1 à 0,8 bar à la pression initialement observée lors des conditions de démarrage du pilote, des combinaisons des nettoyages suivants ont été utilisées pour retrouver entre 90 % et 99 % des performances initiales des membranes. 35 2a/ Rétrolavage à Peau chaude de 30 secondes à 3 heures Rétrolavage avec une solution chauffée entre 40°C et 95°C de soude à 2 % durant 30 s à 3 h. Lors du rétrolavage chimique, durant les premières secondes, l'eau de lavage est renvoyée vers l'égout (car elle est la plus 2 98996 9 14 chargée en hydrocarbures détachés de la membrane), puis la boucle est fermée pour continuer le lavage. L'eau utilisée pour le rétrolavage à la soude a été préalablement adoucie pour éviter les précipitations potentielles sur les membranes. 5 2b/ Rétrolavage à la vapeur En utilisant de la vapeur à très basse pression entre 0 et 1 bar et à basse température entre 100 et 120°C durant 0 à 5 min. 10 Performances obtenues En régime stable, l'eau filtrée contenait entre 2 et 31 mg/I avec une moyenne de 12 mg/L d'hydrocarbures libres, ce qui a permis la récupération de 614 mg/L d'hydrocarbures en moyenne. Ce résultat implémenté à l'échelle du site permettrait la récupération de 24 barils de pétrole et éviterait la production 15 d'environ 17 t de boues par jour. L'invention présente plusieurs avantages. Récupération des hydrocarbures En sortie de la séparation primaire, l'eau contient environ 100 à 20 500mg/L d'hydrocarbures. Selon le procédé de l'invention, lors de la filtration par les membranes, le filtrat ou perméat contient peu d'hydrocarbures libres puisque l'on peut obtenir selon le type d'hydrocarbures des réjections supérieures à 99 %. La majorité des hydrocarbures se retrouve donc dans le concentrat qui est retourné vers l'unité 3 de séparation primaire. Les hydrocarbures sont récupérés par flottation naturelle, lors de cette séparation primaire, et ils sont par conséquent totalement remis dans la production et donc valorisables. Au contraire, dans le cas d'une séparation par flottation induite, avec coagulant et floculant, les hydrocarbures après cette séparation se retrouvent sous la forme de boues huileuses considérées comme un déchet qu'il faut traiter, stocker et disposer. Adaptabilité du procédé Selon le contenu d'hydrocarbures libres dans l'eau, le système membranaire peut être ajusté pour travailler avec des taux de récupération plus ou moins élevés. Ceci permet d'assurer que les membranes ne se retrouvent pas dans des conditions de travail non viables, notamment sous de trop fortes concentrations d'hydrocarbures entraînant un colmatage trop rapide des membranes. Consommation réduite de produits chimiques L'absence de coagulants et de floculants pour la séparation secondaire, réalisée avec le système membranaire, permet d'effectuer des économies sur le coût d'opération de la filière et surtout simplifie la logistique dans le cas d'un site distant ou difficile d'accès comme une plateforme pétrolière ou un forage éloigné des infrastructures de transport. Qualité d'eau traitée L'eau filtrée au travers des membranes présente des caractéristiques au regard de la teneur en hydrocarbures et matières en suspension favorable pour une utilisation ultérieure telle que : - la réinjection directe pour la récupération secondaire, - la production de vapeur, après déminéralisation de l'eau, - ou la disposition à l'environnement avec ou sans traitements complémentaires. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'eau produite, lors de l'exploration et de la production pétrolière et/ou gazière, pour une récupération des hydrocarbures dans cette eau, procédé selon lequel l'eau provenant d'une séparation triphasique est soumise à une séparation des hydrocarbures au moyen d'un système membranaire, caractérisé en ce que : - avant filtration sur le système membranaire (7), l'eau produite est soumise à une séparation primaire (3) par flottation naturelle avec écrémage pour récupérer les hydrocarbures flottés, - l'eau produite sortant de la séparation primaire (3) est soumise à la séparation sur système membranaire (7) selon une filtration tangentielle ; - et le concentrat provenant de la filtration tangentielle est recyclé (9) vers la séparation primaire. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de la séparation primaire, une extraction et/ou un raclage de fond des solides déposés sous forme de boues est effectué. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans le cas où le taux d'hydrocarbures libres dans l'eau en sortie de la séparation primaire (3) est relativement stable, le taux de récupération en filtration tangentielle membranaire est fixé. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans le cas où le taux d'hydrocarbures libres dans l'eau en sortie de la séparation primaire (3) est relativement variable, le taux de récupération en filtration tangentielle membranaire est asservi à une mesure (13) du contenu en hydrocarbures entrant dans le système membranaire (7). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le taux d'hydrocarbures est mesuré par un ensemble de mesure (13) du taux d'hydrocarbures à l'entrée du système membranaire, et l'ensemble de mesure (13) commande la vitesse d'une pompe (7a) d'alimentation du système membranaire et/ou l'ouverture d'une vanne (V-2) sur la sortie (9) du concentrat, en fonction du taux d'hydrocarbures, pour ajuster le débit de filtrat dans une canalisation (8) de sortie à la mesure du taux d'hydrocarbures libres. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le concentrat est évacué du système membranaire (7) par une sortie (14) à laquelle est raccordée la conduite (9) assurant le recyclage du concentrat vers l'unité (3) de séparation primaire, cette conduite (9) étant équipée d'une vanne (V-2) dont le degré d'ouverture est commandé par l'ensemble de mesure (13). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les membranes utilisées sont des membranes polymériques résistant à des températures supérieures à 100°C, et de préférence des membranes rétrolavables. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les membranes sont soumises périodiquement, en particulier toutes les heures, à un balayage à l'eau chaude à des températures supérieures à 50°C. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les membranes sont soumises périodiquement à un rétrolavage à l'eau chaude, à des températures supérieures à 50°C. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'eau de rétrolavage est chauffée par une injection (20) de vapeur d'eau. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les membranes sont soumises à un rétrolavage à la vapeur. 12. Installation pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un système membranaire (7) qui comprend : - une pompe (7a) d'alimentation et de pressurisation du système, - un arrangement membranaire (7b) comprenant au moins un module de membranes en configuration tangentielle, - au moins une conduite (9) de recyclage du concentrat vers une unité de séparation primaire (3) assurée par un réservoir avec écrémage et, de préférence, avec récupération des boues. 13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'ouvrage de séparation primaire comprend au moins un réservoir d'eau produite équipé d'écrémeurs et d'une extraction des boues ou d'intercepteurs à plaques (PPI, CPS). 14. Installation selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble de mesure (13) du taux d'hydrocarbures à l'entrée du système membranaire (7), et en ce que l'ensemble de mesure (13) , commande la vitesse d'une pompe (7a) d'alimentation du système membranaire et/ou l'ouverture d'une vanne (V-2) sur la sortie (9) du concentrat, en fonction du taux d'hydrocarbures, pour ajuster le débit de filtrat dans une canalisation (8) de sortie à la mesure du taux d'hydrocarbures libres. 15. Installation selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisée en ce que le concentrat est évacué de l'ensemble membranaire (7) par une sortie (14) à laquelle est raccordée la conduite (9) assurant le recyclage du concentrat vers l'unité (3) de séparation primaire, cette conduite (9) étant équipée d'une vanne (V-2) dont le degré d'ouverture est commandé par l'ensemble de mesure (13). 16. Installation selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisée en ce qu'elle comporte, pour un rétrolavage à la vapeur, un dispositif (20) d'injection de vapeur installé sur la conduite (9) de recyclage du concentrat, tandis qu'une vanne (23) est installée sur cette conduite, en aval du dispositif (20) selon le sens d'écoulement du concentrat en filtration normale.