Le problème des hydrates dans le contexte de la production et du transport polyphasiques des pétroles bruts et des gaz naturels. Première partie : physico-chimie de la formation et de la dissociation des hydrates Hydrates Problem Within the Framework of Multiphase Production and Transport of Crude Oils and Natural Gases. Part One: Physical-Chemistry of Hydrates Formation and Dissociation

Abstract

L'exploitation en mer des gisements de combustibles fossiles fluides a amplifié le besoin d'accroître nos connaissances sur les hydrates qui sont susceptibles de boucher les installations de production, de traitement et de transport. Dans cette publication, la structure moléculaire des hydrates I, II et H est rappelée, ensuite l'analyse physico-chimique de leur formation est succinctement décrite tant sur les plans thermodynamique que cinétique. Enfin, les remèdes possibles aux problèmes rencontrés par les compagnies opératrices sont indiqués, essentiellement les inhibiteurs thermodynamiques classiques tels que les alcools ou les sels qui diminuent la température de formation des hydrates, et les additifs dispersants qui évitent la croissance et/ou l'agglomération des cristaux. Pour terminer, une boucle pilote de circulation originale est présentée, ses caractéristiques qui permettent la validation des additifs dispersants dans des conditions hydrodynamiques et physico-chimiques représentatives étant soulignées. Offshore exploitation of fossil fluid fuels has emphasized the need of improving our knowledge on hydrates which can plug production, treatment and transport facilities. In this paper, the molecular structure of I, II and H hydrates is recalled, then the physical-chemistry of their formation is briefly reviewed from both the thermodynamic and the kinetic points of view. Finally, the possible remedies to the problems met by operating companies are described, mainly classical thermodynamic inhibitors such as alcohols or salts which decrease the hydrates formation temperature, and dispersant additives which avoid crystals growth and/or agglomeration. At last an original circulation loop at pilot scale is presented, its characteristics which allow the testing of dispersant additives under representative hydrodynamic and physico-chemical conditions being outlined.