Effect of Added Surfactants on the Dynamic Interfacial Tension Behaviour of Alkaline/Diluted Heavy Crude Oil System Effet de l’ajout de tensioactifs sur le comportement dynamique de la tension interfaciale du système solution alcaline/brut dilué

Abstract

This study has been undertaken to get a better understanding of the interactions between Enhanced Oil Recovery (EOR) surfactants used in chemical flooding and in situ surfactants present in an heavy oil. We report an experimental study of dynamic Interfacial Tension (IFT) behaviour of diluted heavy oil/surfactant enhanced-alkaline systems. The dynamic IFT was measured using pendant drop and spinning drop tensiometers. The dynamic IFT between diluted heavy oil and alkaline solution (pH 11) with no added surfactant increased sharply with time, which was attributed to the transfer of the in situ surfactant (produced by saponification of the acids groups present in the crude oil) across the oil/water interface. The addition of Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate (SDBS) above the Critical Micellar Concentration (CMC ~ 0.002%), changed completely the dynamic IFT behaviour of the diluted heavy oil as the IFT strongly decreased and finally reached a plateau, of about 1.5 × 10-3 mN/m at a concentration of only 0.02%. We attributed the efficiency of SDBS to a synergistic effect between the in situ surfactant and the added surfactant that form a mixed interfacial monolayer, which is very efficient in decreasing the IFT to ultra low values and in resisting mass transfer across the oil/water interface. Cette étude a été réalisée pour mieux comprendre les interactions entre les tensioactifs utilisés pour la récupération assistée de pétrole et les tensioactifs in situ présents dans le brut. Nous expérimentons le comportement dynamique des tensions interfaciales (mesurées par les méthodes de goutte pendante et goutte tournante) entre le brut lourd dilué et les solutions alcalines avec ajout de tensioactif. La tension interfaciale dynamique entre le brut dilué et une solution alcaline (pH 11) sans ajout de tensioactif croît fortement au cours du temps, cette augmentation est attribuée au transfert des tensioactifs in situ (produits par saponification des fonctions acides présent dans le brut) au travers de l’interface brut/eau. L’ajout de sulfonate de sodium dodécyl benzène (SDBS), à une concentration supérieure à la concentration micellaire critique (CMC ~ 0,002 %) change complètement le comportement dynamique de la tension interfaciale, elle diminue fortement pour atteindre finalement une valeur plateau de 1,5 × 10-3 mN/m. L’efficacité du SDBS est attribuée à l’interaction entre les tensioactifs in situ et les tensioactifs ajoutés qui forment une couche interfaciale mixte qui permet d’obtenir des tensions interfaciales ultra basses et de s’opposer au transfert de masse à l’interface brut/eau.