Colloidal Structural Evolution from Stable to Flocculated State of Asphaltene Solutions and Heavy Crudes

Espinat, D.; Rosenberg, Elisabeth; Scarsella, Marco; Barré, Loı̈c; Fenistein, Denis

doi:10.1007/978-1-4899-1615-0_5

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“…These values are close to ones found in [11] and [9]. The fractal dimension has been calculated with the four different Relations (5,6,7,8) (Table 2).…”

Section: Small Angle X-ray Scatteringsupporting

confidence: 85%

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Composition and Heavy Oil Rheology

Pierre

Barré

Pina

et al. 2004

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

102

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Résumé -Rhéologie des bruts lourds en relation avec leur composition -La forte demande en énergie conduit les industries pétrolières à exploiter les réserves de bruts lourds et extralourds. Ces bruts sont en particulier caractérisés par leur forte viscosité qui rend leur transport en surface impossible sous leur état naturel (pertes de charge importantes). Plusieurs méthodes de traitement existent ; afin de les améliorer, il est nécessaire de comprendre l'origine de ces fortes viscosités. Notre démarche a été de réa-liser des études rhéologiques et structurales (diffusion de rayons X ou SAXS) afin de relier les propriétés macroscopiques et microscopiques des bruts lourds. Nous avons étudié l'influence des deux composés les plus lourds et les plus polaires des bruts que sont les asphaltènes et les résines. Les résultats ont montré le rôle prépondérant des asphaltènes sur la viscosité des bruts lourds. Deux régimes de viscosité, confirmés en SAXS, ont montré l'existence d'une concentration critique à partir de laquelle les asphaltènes ne sont plus des particules indépendantes et se recouvrent. Le rôle des résines a été développé dans un solvant aromatique puis en ajoutant une molécule modèle des résines : le nonylphénol. Il a été montré que la pré-sence de résines réduit l'influence des asphaltènes sur la viscosité. Leur mode d'action sur les asphaltènes est double : d'une part, elles ont un rôle stabilisant en recouvrant les asphaltènes ; d'autre part, elles ont un effet dissociant en diminuant la taille des asphaltènes et en réduisant leur masse. L'influence des résines a été également confirmée dans le brut réel. Enfin, il a été montré que l'addition modérée d'un alcool dans un solvant aromatique réduisait l'association des asphaltènes. Abstract -Composition and Heavy Oil Rheology -Increasing energy demand persuades oil companies to exploit heavy crude oil and extra-heavy crude oil resources. These crudes are essentially characterized by high viscosity that makes impossible surface transportation in their natural state (high pressure drops). Our investigation procedure was to perform both rheological and structural experiments (Small Angle X-ray Scattering SAXS) in order to

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“…These values are close to ones found in [11] and [9]. The fractal dimension has been calculated with the four different Relations (5,6,7,8) (Table 2).…”

Section: Small Angle X-ray Scatteringsupporting

confidence: 85%

“…In a larger scale, curves are almost the same in the dilute regime but in the concentrated regime, the intensity decreases, showing that structure has changed. This has already been observed in [9].…”

Section: Small Angle X-ray Scatteringsupporting

confidence: 69%

Composition and Heavy Oil Rheology

Pierre

Barré

Pina

et al. 2004

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

102

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“…This model has been confirmed in numerous publications: Sheu and Storm (1995); Espinat et al (1998), Savvidis et al (2001). Image of asphaltene aggregates in solution (taken from Yen, 1981).…”

Section: Image Of Asphaltene Solutionssupporting

confidence: 69%

“…Since asphaltenes are absorbent materials, these techniques are limited to dilute asphaltene solutions. The principle used in these techniques consists in measuring the brightness of the scattered beam against wavelength (λ) and angle of observation (θ) which define the wave vector Q according to: Espinat et al (1998) provide an exhaustive description of the information which can be deduced from scattering measurement. The results of such measurements can be divided into two types: those which are dependent on an interpretation model and those which are not.…”

Section: Colloidal Structure Of Aphaltenes In Solutionmentioning

confidence: 99%

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Characterisation of Asphaltenes and Modelling of Flocculation – State of the Art

Pina¹,

Mougin²,

Béhar³

2006

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

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Résumé -Caractérisation des asphaltènes et modélisation de la floculation -État de l'Art -Ce travail présente un état de l'art concernant la floculation des asphaltènes avec deux grands items : la caractérisation des asphaltènes dans différents milieux et la modélisation de la floculation. Cette revue commence par une caractérisation des asphaltènes proprement dite puis des caractérisations de ces derniers dans des solvants synthétiques ou des bruts. Nous insistons sur les techniques de détermination de masses molaires et de diffraction. L'incidence d'un ajout de bon/mauvais solvant est également discutée. La seconde partie de cette revue concerne la modélisation de la floculation. Elle examine les différents modèles de la littérature avant de présenter celui de Szewczyk et Béhar (1999) et son intégration dans un simulateur de réservoir. Les modèles disponibles requièrent encore des données expérimentales délicates à acquérir et un effort de recherche doit être réalisé pour améliorer cet état de fait. Abstract -Characterisation of Asphaltenes and Modelling of Flocculation -State of the Art -This document describes a state of the art concerning the flocculation of asphaltenes with two major sections: characterisation of asphaltenes in various environments and modelling of flocculation. This review starts with the characterisation of asphaltenes as such, then their characterisation in synthetic solvents or crudes. Emphasis is placed on molar mass determination and diffraction techniques. The impact of adding a good/poor solvent is also discussed. The second part of this review is dedicated to modelling.We first examine the various models in the literature before describing the Szewczyk and Béhar (1999) model and its integration in a reservoir simulator. The models available still require experimental data which is difficult to collect and further research is needed to improve this situation.Petroleum Industry Applications of Thermodynamics Applications de la thermodynamique dans l'industrie pétrolière

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Contribution of Small-Angle X-Ray and Neutron Scattering (SAXS and SANS) to the Characterization of Natural Nanomaterials

Barré

2015

X-Ray and Neutron Techniques for Nanomaterials Characterization

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Colloidal Structural Evolution from Stable to Flocculated State of Asphaltene Solutions and Heavy Crudes

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Composition and Heavy Oil Rheology

Composition and Heavy Oil Rheology

Characterisation of Asphaltenes and Modelling of Flocculation – State of the Art

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