Caractérisation analytique et thermodynamique de fluides de gisements pétroliers.

Analytical and thermodynamic characterization of oilfield fluids.

• Auteur / Autrice : Mathieu Touzet
• Direction : Véronique Lazzeri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phénomènes critiques (physique)

Chromatographie en phase gazeuse

Réservoirs d'hydrocarbures

Résumé

L’étude de caractérisation des fluides de gisement est une étape importante dans l’ingénierie pétrolière. Néanmoins, la complexité de leur composition ainsi que les conditions de pression et de température auxquelles se trouvent les échantillons rendent délicat leur analyse. Les protocoles classiques en GC, contraignant à travailler à basse pression, engendrent différentes séparations de phase qu’il est nécessaire d’analyser indépendamment avant de procéder à une recombinaison des résultats. Ce procédé a fait l’objet d’une étude qui a mis en lumière un pic d’incertitudes pour des composés dits intermédiaires. La conception et le développement d’un prototype d’échantillonnage très haute pression a permis de s’affranchir de ces séparations de phase puisqu’il autorise un prélèvement jusqu’à une pression de 1000 bars. Les résultats obtenus sur différents types d’échantillons sont probants, avec une réduction des incertitudes et un gain de temps dans le protocole. En parallèle, deux méthodes visant à déterminer les propriétés critiques de pseudoconstituants ont été comparées. Il s’agit des règles de mélange dites classiques et une méthode de contribution de groupes. S’il s’avère que les écarts demeurent minimes pour les coupes de composés considérés, des écarts assez nets sont observés pour des composés aux valeurs de propriétés éloignées.

The study of characterization of hydrocarbon fluids is an important stage in oil engineering. Nevertheless, the complexity of their composition as well as the conditions of pressure and temperature in which the samples are, make delicate their analysis. The classic protocols in GC, forcing to work at low pressure, engender phase separations which have to be analyzed independently before proceeding to a recombination of the results. A study of this process revealed a peak of uncertainties for intermediate compounds. The conception and the development of a very high-pressure sampling prototype allowed avoiding these phase separations thanks to a sampling limitation of 1000 bars. The results obtained on various types of fluids are convincing, with a reduction of uncertainties and a saving of time in the protocol. In parallel, two methods aiming to predict critical properties of pseudo-compounds were compared. It’s about the classical mixing rules and a group contribution method. If it turns out that deviations remain small for the studied cuttings, rather large deviations are observed for compounds with different values of properties.