Equilibres de phases dans les systèmes fluides petroliers-eau Phase Equilibria in Oil-Water Systems

Abstract

Nous présentons quelques résultats obtenus à partir du logiciel FHYD qui permet le traitement des mélanges eau-fluides pétroliers, avec la détermination de la nature des phases (huile-gaz-eau-hydrate) thermodynamiquement stables dans des conditions données de température et de pression, ainsi que de la quantité, de la composition de ces différentes phases et de leurs propriétés. Ce logiciel permet le tracé automatique des diagrammes de phases et nous présentons des exemples, depuis les systèmes binaires (eau-éthane), ternaires (eau-méthane-propane) jusqu'aux fluides les plus complexes. La présence de sels (chlorure de sodium) dissous est envisagée, ainsi que le calcul des conditions de dépôt du sel solide. Des exemples de problèmes pétroliers sont cités (gaz de séparateur saturé en eau, huile saturée en eau dans les conditions de gisement, huile en présence d'eau salée). Les estimations sur les quantités d'hydrate formées et leurs compositions sont comparées à des données expérimentales et aux résultats obtenus par d'autres logiciels. Le programme FHYD pourrait permettre une représentation plus réaliste de l'évolution des fluides pétroliers et des propriétés de transport de leurs différentes phases dans les modèles de simulation des conduites polyphasiques. This article presents a selection of results obtained with the FHYD program. This software allows simulation of mixtures composed of petroleum fluids and water, with determination of the nature of thermodynamically stable phases (oil-gas-water-hydrate) under given conditions of temperature and pressure, along with the quantity, composition and properties of these different phases. Additionally, the program can automatically produce phase diagrams. Several examples of these have been included here, ranging from binary systems (water-ethane) and ternary systems (water-methane-propane) to the most complex petroleum fluids. The presence of dissolved salts (sodium chloride) has also been taken into consideration, as well as the calculation of conditions for the deposition of solid salt. A number of petroleum problems are highlighted: water-saturated separator gas, water-saturated oil in reservoir conditions, and oil in the presence of salt water. Estimates for the quantities and the composition of hydrates formed are compared with experimental data and with results obtained using other software. The FHYD program can serve to give a more realistic representation of petroleum fluid behaviour with more accurate determination of the transportation properties of their different phases, which is essential for the new generation of simulation models for multiphase pipeline design and operation.