Caractérisation des effluents d’expérimentations EOR (Enhanced Oil Recovery) grâce à des techniques de microfluidique analytique

La recuperation assistee du petrole par voie chimique (cEOR, chemical Enhanced Oil Recovery) est l'une des methodes utilisees pour repondre a la demande croissante de petrole. Parmi les methodes de cEOR, on retrouve la voie tensioactive. Cette derniere consiste a injecter une formulation aqueuse, contenant des tensioactifs, afin d’obtenir des tensions interfaciales ultra basses (typiquement < 10-2 mN / m) entre l’eau et le petrole, et ainsi mobiliser le petrole piege par les forces capillaires dans le reservoir. Generalement, un scan de salinite est effectue en laboratoire afin de determiner la salinite optimale (S*) de la formulation permettant l’obtention d’une tension interfaciale minimale. Ensuite, la formulation optimale est evaluee par un test appele « coreflood » qui est effectue dans des conditions (Pression et Temperature) tres proches de celles du reservoir sur un echantillon de roche. La performance d’une experimentation coreflood est evaluee par la determination de la quantite d’huile recuperee et de la quantite de tensioactifs retenue sur la roche (par adsorption). Ces deux parametres sont d’une importance primordiale pour confirmer la viabilite economique du procede cEOR. Actuellement, les effluents de coreflood sont collectes dans des tubes tout au long de l'experience et les analyses sont effectuees hors ligne. La quantite d'huile recuperee est mesuree par volumetrie (rapport eau/huile dans les tubes) ou par RMN. Les tensioactifs sont doses dans la phase aqueuse par dosage a la hyamine ou par HPLC. Il est a noter que ces analyses peuvent etre difficiles a effectuer experimentalement car les effluents peuvent contenir des emulsions difficilement separables. De plus, on ignore si tous les tensioactifs sont bien en phase aqueuse ou bien s’ils sont partiellement pieges dans la phase huileuse. Pour surmonter ces difficultes et quantifier les deux parametres importants des experimentations coreflood, nous avons developpe une technique de mesure en ligne basee sur les outils microfluidiques. Le dispositif experimental comprend : une puce de dilution pour transferer les tensioactifs dans la phase aqueuse, une chambre d’observation permettant de quantifier le ratio eau/huile des effluents par analyse d’images, un dispositif de separation membranaire, et un spectrometre UV-visible en ligne pour le dosage des tensioactifs. Ce dispositif experimental a ete valide avec succes avec des melanges de fluides modeles (decane, saumures de NaCl et dodecylbenzenesulfonate de sodium SDBS) et a ete evalue sur des systemes reels (petrole brut et formulations de tensioactifs industriels). Finalement, il a ete teste dans les conditions representatives d’experimentations coreflood, en etant directement connecte a la sortie d’une carotte de roche lors d’un tel essai. Les resultats obtenus pendant ces travaux de these ont prouve l’efficacite du montage experimental pour faciliter la quantification des tensioactifs, presents dans les effluents des experimentations coreflood, et du volume d’huile recupere. Ils ont montre une claire amelioration par rapport aux protocoles de quantification actuellement appliques.