FR2577982A1 - Compositions a base de polymeres pour l'epaississement de solutions aqueuses, leurs procedes de preparation et leur application dans l'extraction du petrole - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A TRAIT AU DOMAINE DE L'EXTRACTION DU PETROLE. ELLE CONCERNE UNE COMPOSITION POLYMERIQUE HYDROSOLUBLE DOUEE D'UNE TRES BONNE DISPERSIBILITE ET D'UNE TRES BONNE SOLUBILITE DANS L'EAU, OBTENUE EN ASSOCIANT UN POLYMERE HYDROSOLUBLE ET UN ADJUVANT DE DISSOLUTION NON ACIDE. ELLE CONCERNE DEUX PROCEDES DE PREPARATION DE CES COMPOSITIONS POLYMERIQUES HYDROSOLUBLES. APPLICATION NOTAMMENT A LA RECUPERATION D'HYDROCARBURES DE FORMATIONS SOUTERRAINES.

Description

q La présente invention concerne des compositions à base de polymères pour

l'épaississement de solutions

aqueuses, et des procédés de préparation et d'utilisation.

de ces compositions. Elle a plus particulièrement trait à des compositions sèches de polymères hydrosolubles douées de très bonnes propriétés au contact de l'eau et à la dissolution. Divers polymères hydrosolubles ont été produits, qui présentent en solution aqueuse de très bonnes propriétés d'épaississement et de floculation pour des concentrations relativement basses en polymère. Ces polymères sont de plus en plus utilisés dans un certain nombre d'applications

industrielles, par exemple dans la clarification de solu-

tions aqueuses de sels d'uranium, dans le collage du papier et l'apprêtage des matières textiles, dans le traitement d'eaux usées et industrielles, comme agents stabilisants

pour des boues de forage et dans des procédés pour récu-

pérer des hydrocarbures de formations souterraines. Des polymères naturels (également appelés biopolymères) et des polymères synthétiques sont utiles dans de telles applications. Deux polymères naturels particulièrement utiles dans des opérations de récupération de pétrole sont le polymère homopolysaccharide appelé scléroglucane et le polymère hétéropolysaccharide appelé xanthaneo Des

exemples de polymères synthétiques comprennent des poly-

acrylamides (non hydrolysés, partiellement hydrolysés et totalement hydrolysés), un polyéthylène-oxyde, une

polyvinylpyrrolidine, un poly(sulfonate de 2-acrylamido-

méthylpropyle) et des copolymères d'acrylamide et de sulfonate de 2acrylamido-2-méthylpropyleo Divers agents polymériques modifiant la viscosité sont souvent disponibles dans le commerce sous forme de poudres, ou sous une autre forme solide finement divisée. Toutefois, ils sont très souvent utilisés en solution aqueuse. En conséquence, la matière polymérique solide doit être dissoute dans l'eau. Bien que les divers polymères soient plus ou moins solubles dans l'eau, on éprouve souvent des difficultés dans la préparation de solutions aqueuses de polymères à cause de la dissolution lente et incomplète d'un grand nombre de ces polymères. La dissolution d'un polymère en poudre dans

l'eau est gênée par la tendance de ce polymère à s'agglo-

mérer au moment o il entre en contact avec l'eau. Des grumeaux de matière solide sont formés par l'encapsulation du polymère non dissous dans un revêtement externe de polymère. Ce revêtement de polymère humide retarde la pénétration d'eau additionnelle jusqu'au polymère non

dissous. Bien que beaucoup de ces grumeaux soient finale-

ment dissous par agitation ininterrompue, il est fréquemment impossible d'agiter la solution pendant une période

suffisamment longue pour obtenir une dissolution totale.

Dans de nombreuses applications, des matières solides ne peuvent pas êtretolérées. Ainsi, les matières solides polymériques résiduelles doivent être enlevées par une opération séparée de filtration, ce qui a pour conséquence une prolongation du temps de préparation et une perte de polymère. La plupart des solutions aqueuses de ces polymères sont des liquides non newtoniens qui montrent un écoulement pseudoplastique dans des conditions de cisaillement. En raison de cette caractéristique, certains de ces polymères ont été adaptés à l'épaississement de

liquides aqueux utilisés dans divers procédés de stimula-

tion de puits et de récupération assistée de pétrole.

Les techniques de récupération assistée de pétrole (récupération secondaire et tertiaire de pétrole) utilisant des polymères modificateurs de viscosité comme agents influençant la mobilité, sont des techniques bien

connues. Dans des opérations représentatives de récupé-

ration secondaire, un lavage préalable à l'eau ou à la saumure est suivi d'une injection d'eau. L'injection d'eau seule dans un gisement (c'est-àdire d'eau qui ne contient pas d'agent influençant la mobilité) peut donner lieu à une "digitation". Une digitation apparaît lorsqu'un liquide moins visqueux est utilisé pour déplacer un liquide plus visqueux. Pour minimiser les effets de digitation, des agents polymériques modifiant la viscosité sont ajoutés à l'eau injectée pour permettre d'influencer la mobilité par l'élévation de la viscosité de l'eau injectée à une

valeur supérieure à celle du pétrole déplacé.

Des procédés de récupération chimique tertiaire utilisent de façon classique des micro-émulsions comme agents-de déplacement. Des microémulsions constituent une solution ou dispersion micellaire stable, transparente ou translucide d'huile, d'eau ou de saumure et d'au

moins un surfactant. Une boue contenant l'agent de dépla-

cement est injectée dans la formation par au moins un dispositif d'injection en une quantité efficace pour déplacer le pétrole. Un liquide moteur est ensuite utilisé pour pousser l'huile déplacée vers un dispositif de production. Des modificateurs de viscosité polymériques hydrosolubles peuvent être incorporés au liquide de déplacement, au iiquide moteur ou aux deux, comme moyen

permettant d'influencer la mobilité.

En outre, dans certains procédés de récupé ration de pétrole, des solutions de polymères hydrosolubles sont réticulées pour former des gels destines à obturer des zones de haute perméabilité ou zones de "perte de circulation". Ces gels d'obturation de zones à haute perméabilité peuvent être formés à la surface ou dans une formation souterraine par l'addition d'ions métalliques (tels que des ions chrome ou aluminium) à une solution

aqueuse de polymère.

Lorsque des agents modificateurs de viscosité polymériques en poudre sont dissous dans l'eau en vue d'une récupération assistée de pétrole ou pour d'autres usages, la viscosité apparente de la solution est nettement élevée, même en solution assez diluée. Toutefois, les polymères de haut poids moléculaire que l'on apprécie sont difficiles à dissoudre dans l'eau, notamment sur le terrain, dans les conditions qui règnent sur le site du puits, à cause de la tendance précitée du polymère solide en particules à s'agglomérer et à former des blocs au contact de l'eau. Du temps et de l'énergie sont par conséquent

nécessaires pour mélanger ou agiter le polymère partielle-

ment dissous dans une solution aqueuse, jusqu'à ce qu'il soit dissous en quasi-totalité. De même, l'effet bénéfique du polymère est atténué par une mauvaise dispersion de la matière solide dans la solution aqueuse. En outre, dans

des opérations de récupération assistée de pétrole,' l'injec-

tion de polymère solide dans une formation productrice peut

entraîner une obturation permanente de la structure.

Habituellement, le polymère non dissous est

enlevé de solutions aqueuses de polymère par filtration.

Deux types de filtres sont communément utilisés. L'un de ces filtres est une cartouche en acétate de cellulose qui peut être jetée. Une fois que ces filtres sont obturés, on s'en débarrasse. L'autre type de filtre communément utilisé est composé d'une toile d'acier inoxydable. Ces filtres en acier inoxydable sont réutilisables mais leur nettoyage est difficile et prend du temps. Par conséquent, la filtration par l'un ou l'autre des procédés nécessite une étape supplémentaire dans la préparation de la solution de polymère et a pour conséquence un gaspillage de polymère non dissous. Il est par conséquent souhaitable de trouver un moyen permettant de produire une solution aqueuse de polymère ayant la viscosité correcte, sans que soient produites des matières non dissoutes qui doivent être éliminées. En conséquence, divers appareils ont été

proposés pour effectuer la dissolution du polymère solide.

Plusieurs de ces dispositifs fonctionnent en créant un tourbillon dans lequel la matière solide polymérique est introduite en quantités suffisamment faibles pour que la dissolution soit effectuée en quasitotalité sans agglomé- ration ni formation de blocs. Toutefois, même avec le meilleur de ces dispositifs, la dissolution du polymère prend du temps, et un certain degré de coagulation se manifeste. Il en résulte qu'une filtration additionnelle est nécessaire pour assurer l'obtention d'une solution

aqueuse de polymère dépourvue de matières solides.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 3 402 137 fait conna tre un procédé de production d'un polyacrylamide hydrosoluble doué d'une très bonne disperu sibilité dans l'eau. Dans ce brevet, un polyacrylamide hydrosoluble en poudre sèche et un sel d'acide hydrosoluble à l'état sec sont mélangés pour former une poudre. Ce mélange en poudre peut ensuite être dissous pour produire des solutions aqueuses épaissies. Le sel d'acide est

ajouté au polymère en poudre pour en améliorer la disper-

sibilité lors de l'addition à des solutions aqueuses.

Toutefois, des solutions de polymère préparées conformément au brevet en question posent un problème en ce qu'il y a une élévation de la vitesse et du degré de dégradation du polymère par hydrolyse. Lorsque des polymères dissous sont dégradés, leur pouvoir épaississant est réduit et la

viscosité de la solution est abaissée.

La Demanderesse a découvert que la réunion d'une substance auxiliaire non acide de dissolution et d'un polymère hydrosoluble de haut poids moléculaire

produisait une composition de polymère ayant des caracté-

ristiques perfectionnées de contact avec l'eau et d'hydro-

solubilisation. Plus particulièrement, la Demanderesse a découvert qu'une composition polymérique perfectionnée formée d'un polymère sec finement divisé et d'un adjuvant de dissolution non acide sec finement divisé produisait un polymère qui se disperse et se dissout dans une solution aqueuse plus aisément et plus complètement que ne le font des polymères hydrosolubles seuls. En outre, la Demanderesse a découvert des procédés de production de telles compo- sitions polymériques perfectionnées à partir de polymère

hydrosoluble sec ou d'un bouillon de polymère hydrosoluble.

Des solutions de polymères préparées conformément à la présente invention ont une résistance notablement accentuée

à la dégradation des polymères par hydrolyse.

La présente invention propose des compositions polymériques sèches non acides qui peuvent être aisément dissoutes dans une solution aqueuse, et des procédés de préparation et d'utilisation de ces compositions. Les compositions polymériques de la présente invention sont des mélanges pratiquement secs d'un polymère et d'un adjuvant non acide de dissolution. Des solutions de polymères préparées avec de telles compositions ont une sensibilité notablement réduite à la dégradation des

polymères par hydrolyse.

En général, des surfactants (également appelés agents tensio-actifs) hydrosolubles non acides qui se dissolvent aisément et quasi totalement dans des solutions aqueuses, constituent des adjuvants de dissolution qui conviennent à la présente invention. De même, l'adjuvant de dissolution doit être une matière solide pratiquement sèche, capable d'être réduite à une forme finement divisée ou en poudre. Il peut être, en outre, souhaitable d'utiliser un adjuvant de dissolution qui est tolérant envers une eau dure, c'est-à-dire qu'il ne provoque pas de précipitation en présence d'ions polyvalents tels que les ions calcium et magnésium. En outre, des adjuvants de dissolution qui

sont thermiquement stables sont avantageux si les compo-

sitions polymériques qui les contiennent sont utilisées

dans des environnements à haute température.

Divers surfactants non acides peuvent être utilisés comme adjuvant de dissolution dans la présente

invention. Des exemples de ces surfactants sont le ligno-

sulfonate de calcium, le lignosulfonate d'ammonium, des sulfonatesde pétrole, un oléate de polyoxyéthylène, un laurate de polyoxyéthylène, un polyéthylèneglycol, et des copolymères séquences et greffés d'oxyde de propylène et d'oxyde d'éthylène. Le lignosulfonate de sodium est un

adjuvant de dissolution non acide particulièrement utile.

Les lignosulfonates sont des polyélectrolytes anioniques qui sont solubles dans l'eau et tolérants envers une eau

dure. Ils sont aussi thermiquement stables dans des envi-

ronnements à haute température. Les lignosulfonates sont des macromolécules édifiées par lune condensation complexe de motifs phénylpropane. Les groupes sulfonate sont attachés à la chaine latérale aliphatique, principalement è l'atome alpha de carbone. Les lignosulfonates sont hydrosolubles et ont des poids moléculaires allant de plusieurs milliers à environ 50 000 ou davantageo Les lignosulfonates sont faciles à obtenir coase sous-produits de l'industrie de

la pate à papier. De plus amples détails sur les ligno-

sulfonates et une énumération de lignosulfonates disponibles dans le commerce sont donnés dans le brevet des Etats-Unis

d'Amérique N 4 271 906.

Comme précédemment indiqué, des polymères naturels et synthétiques peuvent être utilisés pour former les compositions polymériques non acides sèches dont il est question dans le présent mémoire. Des exemples de polymères naturels (également appelés biopolymères) sont

la gomme guar, le scléroglucane et le xanthane. Le scléro-

glucane et le xanthane se sont montrés particulièrement intéressants à utiliser dans les compositions et les procédés de la présente invention. Des exemples de polymères synthétiques sont des polyacrylamides (non hydrolysés, partiellement hydrolysés et totalement hydrolysés), un

polyéthylène-oxyde, la polyvinylpyrrolidine, un poly(sul-

fonate de 2-acrylamidométhylpropyle) et des copolymères

d'acrylamide et de sulfonate de 2-acrylamido-2-méthyl-

propyle. Comme le démontrent les résultats d'essais rapportés dans les exemples 1-5 ci-dessous, les quantités relatives de polymère et d'adjuvant de dissolution réunies pour former les compositions polymériques de la présente invention peuvent varier selon le polymère et l'adjuvant de dissolution que l'on utilise, la solution aqueuse et

la viscosité finale désirée de la solution aqueuse épaissie.

Les rapports polymère: adjuvant de dissolution dans les essais effectués en utilisant un adjuvant de dissolution sont reproduits sur le tableau I. L'adjuvant de dissolution utilisé dans tous les essais rapportés sur le tableau I est le lignosulfonate de sodium (ERA-Petrolig 22 , produit

de la firme American Can Company).

TABLEAU I

RAPPORTS DU POIDS DE POLYMERE AU POIDS D'ADJUVANT DE

DISSOLUTION

Polymère Soluticn Adjuvant de Soluin Polymère dissolution aqueuse Solution N 2 10:1 saumure à 3,3 % Scléroglucane Solution N 4 10:1 saumure à 3,3 % Polyacrylamide Solution N 6 1:1 saumuire à 3,3 % Polyacrylamide Solution N 8 1:1 saumure à 3,3 % Scléroglucane Solution N 10 1:1 eau distillée Xanthane Solution N 11 10:1 eau distillée Xanthane Solution N 13 1:1 saumure à 3,3 % Scléroglucane Comme l'indiquent les essais récapitulés sur le tableau I, une amélioration de la dissolution de la composition polymérique sèche est positivement démontrée

pour des rapports en poids polymère: adjuvant de dissolu-

tion de 10:1 à 1:1. Toutefois, les compositions polyméri-

ques non acides sèches de la présente invention ne sont pas limités aux rapports en poids particuliers du tableau I et des exemples 1-5. Ces exemples sont proposés afin d'enseigner l'utilité et l'application des compositions et des procédés de la présente invention, et non pour

limiter leur portée.

Deux procédés de préparation des compositions polymériques perfectionnées de la présente invention sont révélés. Dans le premier procédé, un polymère sec en particules est mélangé avec un adjuvant de dissolution sec non acide. La composition polymérique résultante est

capable d'une très bonne dissolution dans un milieu aqueux.

Dans le second procédé, un adjuvant de dissolution non acide est ajouté à un bouillon de polymère. Ce bouillon contenant un polymère et l'adjuvant de dissolution est déshydraté pour former une poudre sèche. En cas de besoin, une composition polymérique sèche préparée conformément à l'un ou l'autre des procédés décrits ci-dessus peut être dissoute dans un milieu aqueuse plus aisément et plus

complètement que le polymère seul.

Les compositions polymériques de la présente invention peuvent être utilisées dans des procédés de récupération de pétrole tels que des procédés d'injection d'un liquide visqueux et des procédés de récupération

assistée de pétrole utilisant des micro-émulsions.

Dans l'exécution de l'injection d'un liquide

visqueux, une composition polymérique préparée conformé-

ment à la présente invention est dissoute dans de l'eau ou dans une saumure pour atteindre la viscosité désirée pour une opération particulière d'injection. L'eau ou la saumure épaissie peut être injectée dans le gisement pendant toute l'opération d'injection. Toutefois, on peut en général obtenir des résultats satisfaisants en ajoutant une composition de polymère à une portion seulement de l'eau ou de la saumure injectée dans le gisement. Cela aboutit à l'établissement d'une masse de solution visqueuse entourant le puits d'injection. De l'eau ou de la saumure 1 0

ordinaire sans la composition polymérique ni autre épais-

sissant peut ensuite être injectée en vue de faire avancer la masse de solution visqueuse dans le gisement vers un ou plusieurs puits de production desquels le brut déplacé est récupéré.

Dans la mise en oeuvre de procédés de récupé-

ration assistée de pétrole, une composition polymérique de

la présente invention peut être un composant d'une micro-

émulsion à une seule phase qui est introduite dans des formations souterraines pour améliorer la récupération du pétrole. En plus d'un composant polymérique, ces micro-émulsions sont également formées d'un composant aqueux, d'un surfactant et d'un composant huileux. Normalement,

une micro-émulsion particulière est conçue pour une forma-

tion souterraine donnée. Un procédé permettant de concevoir une microémulsion convenable est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 271 907. Apres la conception d'une micro-émulsion convenable, une masse d'eau ou de saumure épaissie ou non épaissie peut être injectée dans la formation avant l'injection de la micro-émulsion. Cette masse peut être épaissie avec une composition polymérique

de la présente invention. Ensuite, des bouchons de micro-

émulsion conçus pour le gisement particulier sont injectés

dans la formation. En général, les bouchons de micro-émul-

sion injectés dans la formation souterraine sont d'environ 0,02 à environ 2 VP (volumes des pores du gisement), de

préférence 0,05 à 0,5 VP. Après l'injection de la micro-

émulsion épaissie, de l'eau épaissie est avantageusement injectée dans la formation pour déplacer la micro-émulsion injectée dans la formation à travers un ou plusieurs puits de production. L'eau épaissie peut être de l'eau ou de la saumure ordinaire contenant une composition polymérique

de la présente invention ou un autre polymère.

L'utilisation des compositions polymériques de la présente invention est décrite ici dans des procédés il d'injection et de récupération assistée d"huile. Toutefois,

ces descriptions détaillées ne sont pas destinées à limiter

la composition polymérique à de tels usages. La composition polymérique de la présente invention offre au contraire des avantages distincts dans tout procédé nécessitant la dissolution deun polymère dans une solution aqueuseo De tels procédés comprennent la clarification de sels d2uranium, le collage du papier et l'apprêtage de matières textiles, le traitement dQeaux usées et d'eaux industrielles et des

opérations de forage.

Les essais ci-dessous ont été conduits afin de démontrer les très bonnes propriétés de dissolution et de modificat-ioLn de la viscosité de solutions aqueuses préparées avec les compositions polymériques sèches modifiées de la présente invention

EXEMPLE 1

Cet etxeple i démontre qualitativement les très bonnes propriétés de dissolution de compositions de la présente invention On a préparé deux fioles d&essai de 50 ml contenant 40 mi de saumure à 3,3 % (3 % de NaCI et 0,3 % de CaC!2)o On a ajouté à la première fiole 0,5 g de polymère scléroglucane sec (Actigum CS11 produit de la firme CECA, S.A. et que l'on peut obtenir auprès de

Jetco, Corsicana, Texas) pour former une solution N 1.

On a ajouté 0,5 g de polymère scléroglucanrse sec en mélange avec 0,05 g de lignosu!fnae de sodium sec (ERA-Petrolig 22, produit de la firme kmerican Can Company) à la seconde fiole pour former une solution N 2. Les deux fioles ont été bouchées et agitées a la main. Dans la première fiole, des grumeaux de polymère scléroglucarne agglutiné non dissous était présents dans la solution de saumure. Une agitation énergique continue n'est pas parvenue à dissoudre le polymère scléroglucane agglutiné. Dans la seconde fiole, au bout de quelques secondes d'agitation seulement, on n'a

pas observé de grumeaux de polymère agglutiné non dissous.

Cela prouve la dissolution quasi totale du mélange polymé-

rique sec.

Outre son action en faveur d'une dissolution aisée du polymère, l'utilisation du lignosulfonate de sodium atténue ou supprime la nécessité d'une agitation

prolongée et d'une filtration de la solution. De même,-

une dissolution plus complète du polymère signifie une utilisation plus efficace de ce dernier, attendu qu'il faut

moins de polymère pour obtenir une solution convenable.

On a observé en outre que la solution était stable au cours du temps. Le'mélange polymérique de la solution N 2 n'a pas précipité dans la solution au repos pendant plus de trois ans. Pendant la même période, le polymère ne s'est pas notablement dégradé. Pour démontrer la stabilité de solutions aqueuses préparées avec des compositions polymériques de la présente invention, on a mesuré la viscosité de la solution N 2 au début et à la fin d'une période de trois ans et demi en utilisant un viscosimètre à faible cisaillement (Contraves 30)

à 25 C et 11 s1. Au début de la période de trois ans et demi, la vis-

cosité de la solution N 2 a été trouvée égale à 37,3 mPa.s. A la fin

de cette période, la viscosité de la solution N0 2 était de 36,0 mPa.s.

Cela démontre qu'il n'y a essentiellement pas de dégradation du poly-

mère dans des solutions aqueuses contenant des cEpositions polymériques

de la présente invention.

EXEMPLE 2

Des essais semblables à ceux de l'exemple 1 ont été conduits en utilisant le polyacrylamide comme polymère synthétique. On a préparé quatre solutions. La solution N 3 a été préparée par addition de 0,5 g de polyacrylamide sec (Dow Pusher 700 de la firme Dow Chemical Company) à 40 ml de saumure à 3,3 % (3 % de NaCl et 0,3 % de CaCl2). On a préparé la solution N 4 par addition d'un mélange sec de 0,5 g de polyacrylamide sec (Dow Pusher 700 ) et de 0,05 g de lignosulfonate de sodium sec (ERAPetrolig 22) à 40 ml 25719k? de saumure à 3,3 %. Les deux solutions ont été agitées à la main. Aucune différence n'a été observée dans les capacités de dissolution des deux compositions; en fait, du polymère agglutiné non dissous est resté visible dans les deux solutions N 3 et N 4o On a préparé une solution N 5 en ajoutant 0,1 g de polyacrylamide (Dow Pusher 700 ) à 100 ml de saumure à 3,3 %o On a préparé la solution N 6 en ajoutant un mélange de 0,1 g de polyacrylamide (Dow Pusher 700O) et 0,1 g de lignosulfonate de sodium (EPRA-Petrolig 22) à ml de saumure à 3,3 %. Après agitation à la main pendant plusieurs minutes, du polymère non dissous a pu dtre observé dans les reux solutions N 5 et N 6. Les solutions N 5 et N 6 ont ensuite été placées séparément dans un régulateur de -vitesse transistorisé Cole-Palmer Modèle 4555-20 et agitées à 1500 tours par minute pendant minutes. Après l0agitation mécanique,8 la solution N 5

contenait encore des agrgalts visibles de polymère non-

dissous. Aucun aegrgat de polymère non dissous nL0 était visible dans la solution Ni 6 qui contenait un adjuvant de dissolution, Comnwie autre preuve de l'amélioration de la dissolution du polyacrylamide en présence d'un adjuvant de dissolution, on a mesuré la viscosité de la solution N 5 et de la solution N 6 à diverses vitesses nominales de cisaillement en utilisant un viscosimètre à faible cisaillement Contraves Low Shear 30 à 25 C.o Les résultats de cette mesure de viscosité sont récapitulés sur le

tableau II.

TABLEAU Il

VISCOSITES DE SOLUTIONS DE POLYACRYLAMIDE/LIGNOESULFONTrE DE SODIUM A

DIVERSES VITESSES DE CISAILLEMENT

Vitesse de Viscosité de la Viscosité de la cisaillement (s 1) solution N 5 (mPa.s) solution N 6 (mPaos)

1,75 2,00 3,40

4,39 2,05 3,30

11,02 1,99 3,03

27,70 1,92 2,93

69,50 1,86 2,79

Les viscosités élevées mesurées pour la solution N 6 (contenant un adjuvant de dissolution) indiquent la dissolution plus complète du polymère sec dans une solution aqueuse en présence d'un adjuvant de dissolution.

EXEMPLE 3

On a effectué des essais pour déterminer quan-

titativement l'effet du lignosulfonate de sodium comme adjuvant de dissolution dans la préparation d'une solution aqueuse de polymère à partir de polymère scléroglucane en

poudre sèche.

On a préparé une solution aqueuse de polymère (solution N 7) en ajoutant 0,15 g de scléroglucane sec (Actigum CS-11) à 100 ml de saumure à 3,3 % (3 % de NaCi

et 0,3 % de CaCl2) dans une éprouvette graduée. L'éprou-

vette a été agitée énergiquement à la main pour favoriser la dissolution du polymère. Après plusieurs minutes d'agitation, la solution contenait encore une quantité notable de grumeaux formes d'un agrégat de polymère non dissous, de diamètre allant de moins de 1 mm à environ 1 cm. On a laissé reposer la solution pendant une heure à la température ambiante (environ 25 C). A la fin de cette heure, on a déterminé pour la solution N 7 une viscosité

de 2,3 mPa.s en utilisant un viscosimètre à faible cisail-

lement Contraves 30 à une température de 25 C et à une vitesse nominale de cisaillement de 11 s1. Les résultats

des essais sont récapitulés sur le tableau III.

On a préparé une version modifiée de poudre e sèche de polymère de laprésente invention en mélangeant 0,15 g de polymère scléroglucane sec (Actigum CS-11) et

0,15 g de lignosulfonate de sodium sec (ERA-Petrolig 22 ).

Ce mélange polymérique sec modifié a été ajouté à 100 ml de saumure à 3,3 % (3 % de NaCl et 0,3 % de CaCl2) dans

une éprouvette graduée pour produire la solution No 8.

L'éprouvette a été secouée à la main pendant quelques

secondes. On n'a observé aucun grumeau de polymère agglu-

tiné non dissous. On a laissé reposer la solution à la température ambiante pendant 1 heure. A la fin de cette heure, on a mesuré une viscosité en solution de 21,3 mPa.s en utilisant un viscosimètre à faible cisaillement Contraves à une température de 25 C et à une vitesse de cisaille-

ment de 11 s- i Les résultats de ces essais sont reproduits sur le tableau III. Une comparaison entre la viscosité de la solution aqueuse de polymère sans lignosulfonate de sodium (2,3 mPa.s pour la solution N 7) et la viscosité de la solution aqueuse préparée avec un polymère modifié en poudre renfermant du lignosulfonate de sodium (21,3 mPa.s pour la solution N 8) démontre certains des avantages de la présente invention L'élévation d'un facteur presque égal à 10 de la viscosité de la solution aqueuse préparée en utilisant le polymère modifié en poudre démontre une

utilisation plus effective et plus efficace du polymère.

De même, l'amélioration de la viscosité de la solution NO 8, considérée conjointement avec l'absence d'agrégats visibles de polymère non dissous, indique qu'une dissolution plus complète est causée par l'incorporation de lignosulfonate

de sodium au polymère sec en poudre.

EXEMPLE 4

On a conduit les essais afin de déterminer l'incidence du lignosulfonate de sodium en tant qu'adjuvant de dissolution dans la préparation d'une solution aqueuse de polymère à partir de xanthane en poudre sèche. Trois solutions d'essai ont été préparées comme suit. Pour la solution N 9, 1 g de polymère xanthane sec (Xanflood, produit de Kelco, San Diego, Californie, division de la firme Merck Co.) a été mélangé avec 500 ml d'eau dans un

homogénéiseur Gifford-Wood à 60 volts pendant 1 minute.

Pour la solution No 10, 1 g de polymère xanthane sec

(Xanflood ) a été mélangé à la main avec 1 g de lignosul-

fonate de sodium sec (ERA-Petrolig 22R) et ce mélange sec a été

incorporé à 500 ml d'eau dans un homogénéiseur Gifford-

Wood à 60 volts pendant 1 minute. Pour la solution N 11, 1 g de polymère xanthane sec (Xanflood ) a été mélangé à la

main avec 0,1 g de lignosulfonate de sodium sec (ERA-

Petrolig 22) et ce mélange sec a été incorporé à 500 ml d'eau dans un homogénéiseur Gifford-Wood à 60 volts pendant

1 minute.

La viscosité de chacune des trois solutions d'essai a été mesurée au moyen d'un viscosimètre à faible

cisaillement Contraves 30 à la vitesse de 11 s- 1 à 25 C.

Les viscosités sont indiquées sur le tableau III. Le tableau III indique également les viscosités de toutes les solutions de polymère/lignosulfonate de sodium mesurées à une vitesse de cisaillement de 11 s 1 dans les exemples

1-5.

TABLEAU III

VISCOSITES DE SCLUTICNS DE POLYMERE/LIGNXSUtLFCtATE DE SCODIUM N de la Lignosulfonate viscosité solution Polyère de sodium ( s) (g) 2 0,5 g de scléroglucane 0,05 37,3 0,1 g de polyacrylamide 0 1,99 6 0,1 g de polyacrylamide 0,1 3,03 7 0,15 g de scléroglucane 0 2,3 8 0,15 g de scléroglucane 0,15 21,3 9 1 g de xanthane 0 95,02 1 g de xanthane 1 216, 08 11 1 g dexanthane 0,1 93,54 Une comparaison entre les solutions N 10 et N 9 indique que le lignosulfonate de sodium en quantités suffisantes améliore la dissolution du polymère xanthane sec, dans l'eau. Cela se traduit par une élévation notable de

la viscosité de la solution N 10 (qui contient du ligno-

sulfonate de sodium comme adjuvant de dissolution) par rapport à la viscosité de la solution N 9 (qui ne contient pas de lignosulfonate de sodium). Ainsi, une dissolution plus complète, plus rapide et plus efficace du polymère xanthane dans une solution aqueuse résulte de l'addition

d'une quantité suffisante de lignosulfonate de sodium.

EXEMPLE 5

Les essais suivants ont été exécutés pour démontrer que des solutions aqueuses de polymère préparées à partir de polymères secs modifiés conformément à la

présente invention sont utiles dans des procédés de récu-

pération de pétrole.

Avant l'utilisation dans des procédés d'injection et des procédés de récupération assistée de pétrole, on peut soumettre à une méthode de laboratoire en deux étapes des saumures rendues visqueuses pour déterminer l'aptitude de ces saumures à se propager dans le gisement sans obturation des pores de la formation. Dans la première étape du mode opératoire, que l'on appellera étape de préfiltrationg on fait passer la solution aqueuse de polymère b travers un milieu filtrant dont les espaces formes par les pores sont relativement grands (par exemple un filtre "Nuc!epore"

de 5 Dm). Cette étape simule la pratique réelle de la fil-

tration avant l'injection, et son but principal est d'éli-

miner les impuretés en particulier. Dans la seconde étape,

que l'on appellera étape expérimentale de capacité d'injec-

tion, on fait passer la solution aqueuse de polymère à travers un milieu filtrant dont les espaces formés par les pores sont relativement petits (par exemple un filtre "Versapor" Gelman de 1,2 dm). Cette étape indique l'aptitude

de la saumure à s'écouler à travers le gisement.

On a préparé une solution N 12 (identique à la solution N 7) et une solution N 13 (identique à la solution N 8). Les solutions N 12 et N 13 ont été toutes deux diluées à 300 mg/litre de polymère par l'addition de 400 ml de saumure à 100 ml de solution de polymère. Des essais de filtration semblables à ceux qui sont décrits ci-dessus ont été exécutés sur ces solutions diluées pour

éprouver leur utilité dans l'injection en vue de la récu-

pération de pétrole. Tous les essais de filtration décrits ci-dessous ont été conduits avec une chute de pression de

280 kPa de part et d'autre du filtre.

400 ml de solution N 12 diluée ne contenant pas de lignosulfonate de sodium ont été chargés dans un

récipient sous pression relié à un milieu filtrant "Nucle-

pore" de 5.m ayant un diamètre de 47 mm. Le filtre s'est rapidement obturé. Moins de 10 des 400 ml ont traversé le filtre avant l'obturation. Cela indique l'existence d'agrégats ou de grumeaux notables de polymère scléroglucane non dissous qui, lors de l'injection dans une formation d'hydrocarbures au cours de procédés de récupération de pétrole, tendraient à encrasser l'appareillage et à obturer

les pores de la formation.

400 ml de solution N 13 diluée ont tout d'abord été filtrés à travers un filtre "Nuclepore" de 5 Nm dans l'étape de préfiltration décrite cidessus. Ensuite, on a fait passer cette solution N 13 préfiltrée à travers un filtre "Versapor " Gelman de 1,2 Nm et 47 mm de diamètre dans l'essai de capacité d'injection décrit ci-dessus. Les

résultats de l'essai sont reproduits sur le tableau IV.

TABLEAU IV

REULTATS DES ESSAIS SUR FILTRE "VERSAPOR" óPLMAN POUR LA SOLUTION NI 13

Temps écoulé Volume accumulé (s) (ml)

7,08 100

17,39 200

24,05 250

32,11 300

48,31 400

Un débit de 100 ml/min à travers le filtre d'essai normal indiquerait que le polymère scléroglucane est correctement dissous dans la solution aqueuse et se propage bien dans la formation. 400 ml de solution N 13 ont traversé le filtre d'essai en moins d'une minuter démontrant ainsi que la solution N 13 est un liquide

d'injection correcte pour la récupération de pétrole.

Il va de soi que la présente invention n 'a été décrite qu'à titre explicatif mais nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent y être apportées

sans sortir de son cadre.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Composition à base de polymère hydrosoluble solide finement divisé, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange d'un polymère hydrosoluble et d'un adjuvant de dissolution hydrosoluble non acide.

2. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport en poids du polymère hydrosoluble à l'adjuvant de dissolution hydrosoluble non acide se situe dans l'intervalle de 10:1 à environ 1:1.

3. Composition suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le polymère hydrosoluble est choisi dans le groupe comprenant le scléroglucane, le xanthane,

un polyacrylamide et tout mélange de ces polymère&.

4. Composition suivant la revendication 1,

caractérisée en ce que l'adjuvant de dissolution hydroso-

luble non acide est le lignosulfonate de sodium.

5. Composition de polymère hydrosoluble solide finement divisé, caractériséen ce qu'elle est formée de particules finement divisées d'un polymère hydrosoluble et de particules finement divisées d'un adjuvant de dissolution

hydrosoluble non acide.

6. Procédé de préparation d'un mélange polymé-

rique, caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger un polymère hydrosoluble solide finement divisé avec un adjuvant de dissolution non acide solide finement divisé pour former un mélange pratiquement homogène dans lequel le rapport du poids de polymère hydrosoluble au poids

d'adjuvant de dissolution non acide se situe dans un inter-

valle d'environ 10:1 à environ 1:1.

7. Procédé suivant la revendication 6, carac-

térisé en ce que-le polymère hydrosoluble est le scléro-

glucane, le xanthane, un polyacrylamide et tout mélange

de ces polymères.

8. Procédé suivant la revendication 6, carac-

térisé en ce que l'adjuvant de dissolution non acide est

le lignosulfonate de sodium.

9. Procédé de préparation d'une composition polymérique déshydratée, caractérisé en ce qu'il consiste (a) à préparer un bouillon de polymère, (b) à ajouter un adjuvant de dissolution non acide audit bouillon de polymère

pour former un mélange pratiquement homogène, (c) à déshy-

drater ledit mélange homogène pour produire une composition solide et (d) à transformer ladite composition solide en

particules finement divisées.

10. Procédé suivant la revendication 9, carac-

térisé en ce que le polymère hydrosoluble est le scléro-

glucane, le xanthane, un polyacrylamide et tout mélange

de ces polymères.

11. Procédé suivant la revendication 9, carac-

térisé en ce que l'adjuvant de dissolution non acide est

le lignosulfonate de sodium.

12. Solution aqueuse destinée à être injectée dans une formation souterraine pour la récupération d'hydrocarbures de ladite formation, caractérisée en ce qu'elle comprend un polymère hydrosoluble, un adjuvant

de dissolution non acide et un solvant aqueux.

13. Solution aqueuse suivant la revendication 12, caractérisée en ce que le rapport du poids de polymère hydrosoluble au poids d'adjuvant de dissolution non acide

se situe dans un intervalle d'environ 10:1 à environ 1:1.

14. Solution aqueuse suivant la revendication 12, caractérisée en ce que le polymère hydrosoluble est le scléroglucane.

15. Solution aqueuse suivant la revendication 12,

caractérisée en ce que le solvant aqueux est une saumure.

16. Solution aqueuse suivant la revendication 12, caractérisée en ce que l'adjuvant de dissolution non acide

est le lignosulfonate de sodium.

17. Procédé de récupération de pétrole brut d'une formation souterraine pénétrée par au moins un système d'injection et au moins un système de production, caractérisé en ce qu'il consiste à injecter une solution aqueuse formée d'un solvant aqueux, d'une quantité efficace de polymère hydrosoluble pour influencer la mobilité et d'un adjuvant de dissolution non acide, à faire mouvoir le pétrole déplacé à travers la formation et à récupérer

ce pétrole par le système de production.

18. Procédé suivant la revendication 17,

caractérisé en ce que le solvant aqueux est une saumure.

19. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce que l'adjuvant de dissolution non

acide est le lignosulfonate de sodium.