Application of Alkaline Waterflooding to a High Acidity Crude Oil Application de l'injection d'eau alcaline au cas d'un pétrole brut à forte acidité

Abstract

The main objective of this work was to study the enhanced recovery of a high acidity crude oil (South Geisum crude) by alkaline solutions. Different properties of South Geisum crude oil, namely acidity, interfacial tension, and contact angle, were investigated. Displacement tests were carried out to study the effect of alkaline slug concentration, slug size, oil alkali type, and temperature viscosity on recovery. South Geisum crude oil is a highly acidic crude (4. 38 mg KOH/g). It was found that the interfacial tension between crude oil and formation water decreases with increasing alkaline concentration until it reaches a minimum, after which it increases again with a further increase in alkaline concentration. Interfacial tension between crude oil and displacement water also decreases with increasing alkaline concentration. Contact angle measurements indicated oil-wetting conditions that increase by the addition of alkaline solutions. Displacement floods showed that, at the early stages of displacement, oil recovery increases with increasing alkaline concentration until it reaches a maximum at 4 % by weight NaOH concentration. Also, at such early stages, an excessive increase in alkaline concentration results in lower oil recovery. On the other hand, after the injection of many pore volumes of water, oil recovery is almost the same regardless of the alkaline concentration. It was found also that oil recovery increases with increasing alkaline slug size until it reaches a maximum at 15 % PV, after which increasing slug size results in decreasing oil recovery (this result has not as yet been reported in the literature). Sodium hydroxide slugs produce more oil recovery than sodium carbonate slugs. Oil recovery increases with increasing temperature (from 25 to 55°C) and decreasing oil viscosity. Cet article traite de la récupération, au moyen de solutions alcalines, d'un pétrole brut à forte acidité (brut de Geisum-Sud). Différentes propriétés du pétrole brut de Geisum-Sud ont été étudiées, telles que l'acidité, la tension interfaciale et l'angle de contact. On a effectué des essais de déplacement pour étudier l'effet sur la récupération, de la concentration, de la taille et de la viscosité du bouchon alcalin ainsi que du type d'alcali utilisé et de la température. Le pétrole brut de Geisum-Sud a un indice d'acidité élevé (4,38 mg KOH/g). On a constaté que la tension interfaciale entre le pétrole brut et l'eau et gisement diminuait lorsque la concentration alcaline augmentait pour atteindre un minimum puis qu'elle augmentait à nouveau avec l'accroissement de la concentration alcaline. La tension interfaciale entre le pétrole brut et l'eau d'injection diminue également avec l'augmentation de la concentration d'alcali. Les mesures d'angle de contact indiquent des conditions de mouillabilité à l'huile qui augmentent avec l'addition de solutions alcalines. Les expériences de déplacements montrent qu'au début du déplacement, la récupération du pétrole augmente avec l'accroissement de la concentration alcaline, pour atteindre un maximum à une concentration de NaOH de 4% en poids. Par ailleurs, au début du déplacement, une augmentation excessive de la concentration alcaline entraîne une moindre récupération d'huile. Par contre, après l'injection de nombreux volumes de pores d'eau, la récupération est presque la même, quelle que soit la concentration alcaline injectée. On a également trouvé que l'on récupère plus d'huile lorsque la taille des bouchons de soude augmente, jusqu'à atteindre un maximum pour une taille de 15% du volume des pores; ensuite, l'accroissement de la taille des bouchons entraîne une diminution de la récupération (ce résultat n'a pas encore paru dans la littérature). Les bouchons de soude produisent une meilleure récupération que les bouchons de carbonate de soude. Enfin, la récupération d'huile augmente avec l'accroissement de la température (de 25 à 55°C) ou la diminution de viscosité de l'huile brute.