Résumé -L'approche colloïdale : une voie prometteuse pour la modélisation des dépôts d'asphaltènes -Il est généralement admis que les asphaltènes existent dans les bruts sous forme dissoute et particulaire et que les bruts asphalténiques se comportent en solution comme des systèmes colloïdaux. L'objectif de ce travail était de vérifier qu'en présence d'écoulement et au sein d'une matrice poreuse, les asphaltènes conservent ce comportement colloïdal. Pour cela, nous avons étudié expérimentalement la cinétique du dépôt en milieux poreux en fonction des paramètres pertinents tels que la vitesse, l'état d'agrégation des asphaltènes, le contenu en résines et l'origine de l'huile. L'étude a été menée à la fois sous des conditions bien contrôlées avec des systèmes modèles et sous des conditions plus représentatives de l'application avec des huiles réelles et des roches d'affleurement. Les résultats obtenus nous ont permis d'établir que le dépôt des asphaltènes obéit effectivement aux mêmes lois cinétiques que le dépôt des colloïdes en milieux poreux. Ils nous ont permis de proposer des lois cinétiques de type lois d'échelle de la forme η ∝ Aγ -s , η étant l'efficacité du dépôt et γ le cisaillement. Les exposants, s, sont des exposants universels caractéristiques des régimes de dépôt alors que les pré-facteurs A englobent l'ensemble des autres caractéristiques spécifiques au système considéré (asphaltènes et milieux poreux). Ces lois cinétiques montrent que l'épaisseur du dépôt, qui se fait par multicouche, croît fortement lorsque le cisaillement diminue. Par conséquent, si les conditions sont favorables, la formation rapide d'un dépôt épais est attendue lors de la récupération des bruts lourds dans des formations très perméables et à des faibles vitesses d'écoulement. Un tel dépôt peut donc avoir un impact significatif sur l'efficacité de la récupération des bruts lourds. L'estimation de cet impact devrait donc faire partie intégrante de l'évaluation et de l'optimisation de tout procédé de récupération. À cette fin, l'approche dite « Colloïdale » constitue une voie nouvelle et prometteuse pour la modélisation du dépôt et de l'endommagement associé. Abstract
Bubble coalescence and the effect of electrolytes on this phenomenon have been previously studied. This interfacial phenomenon has attracted attention for reactor design/operation and enhanced oil recovery. Predicting bubble coalescence may help prevent low yields in reactors and predict crude oil recovery. Because of the importance of bubble coalescence, the objectives of this work were to improve the accuracy of measuring the percentage of coalescing bubbles and to observe the interfacial gas-liquid behavior. An experimental setup was designed and constructed. Bubble interactions were monitored with a visualization setup. The percentage of air bubble coalescence was 100% in distilled water, about 50% in 0.1 M sodium chloride (NaCl) aqueous solution, and 0% in 0.145 M NaCl aqueous solution. A reduction of the contact gas-liquid area was observed in distillate water. The volume of the resulting bubble was the sum of the original bubble volumes. Repulsion of bubbles was observed in NaCl solutions exceeding 0.07 M. The percentage of bubble coalescence diminishes as the concentration of NaCl chloride increases. High-speed video recording is an accurate technique to measure the percentage of bubble coalescence, and represents an important advance in gas-liquid interfacial studies.
TX 75083-3836, U.S.A., fax 01-972-952-9435. AbstractApplication of many EOR technologies provokes productivity decline due to asphaltene deposition leading to wellbore plugging and flow restriction in tubing, flow lines and production facilities. The present study aims at investigating the kinetics of asphaltene deposition using both model system and actual crude oil. Experiments were performed by injecting asphaltenic fluids into capillaries and outcrop sandstones. The effect of flow rate, presence of resins and asphaltene aggregation were investigated.It was experimentally evidenced that asphaltene deposition is a continuous process that results in multilayer deposition. It was demonstrated that asphaltene deposition takes place according to the well-known scaling law of Diffusion Limited Deposition (DLD) regime. The results demonstrated that multilayer deposition might be hindered by shear rate. It was shown that, above a first critical shear rate (lower critical shear rate) that depends on asphaltene aggregation state, the multilayer deposition kinetic is slowed down upon increasing injection flow rate. The flow rate dependence switches from -2/3 to -5/3 power law. This latter exponent is thought to encompass the classical -2/3 dependence of the DLD regime and the effect of asphaltene detachment that, therefore, varies as the flow rate to the power -1. The results put into evidence the existence of an upper critical shear rate value beyond which multilayer deposition is totally hindered. The value of this critical shear rate depends on resin content and varies exponentially with solvent quality.In conclusion, the experimental results showed that the "colloidal approach" is a valuable route for asphaltene deposition modeling that can be used to develop a more realistic asphaltene near-wellbore damage model that takes into account the actual physics of the process.L. Nabzar, M.E. Aguilera, and Y. Rajoub, Inst. Français du Pétrole
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