Formation, stabilité et cassage des mousses non aqueuses : Contribution à l'étude des mousses pétrolières

Les mousses rencontrées dans l’industrie pétrolière comptent parmi les mousses les plus complexes et problématiques. Lors de la production du pétrole brut, la présence de mousses stables peut entraîner de gros problèmes dans les équipements de traitement en surface à cause de la dépressurisation et de la nucléation de bulles provenant du gaz naturellement dissous dans le fluide de réservoir. Cette mousse peut rapidement occuper la moitié du volume des séparateurs et provoquer des dommages opérationnels graves, liés à des difficultés de contrôle des niveaux, à l’entraînement de liquide dans la ligne gaz et à l’entraînement de gaz dans la ligne liquide. Le contrôle de ces mousses pétrolières constitue donc un véritable enjeu, et les diverses solutions proposées sont basées sur l’utilisation de moyens physiques (chauffage, utilisation d’internes spécifiques) mais surtout sur l’utilisation d’additifs antimousses ou démoussants et plus particulièrement de silicones PDMS. Cependant, il n’existe pas encore d’optimisation possible de ces traitements du fait du manque d’études détaillées sur le comportement de ces systèmes complexes. L’objectif principal de ce travail a donc été de contribuer à la compréhension des mécanismes de formation, de stabilisation et de rupture des mousses non aqueuses et plus particulièrement des mousses de pétrole brut. Dans un premier temps, nous avons développé une nouvelle méthodologie expérimentale permettant de former des mousses représentatives des mousses pétrolières afin de comparer quantitativement différents systèmes moussants à base de pétroles bruts ainsi que l’efficacité de différentes familles d’additifs chimiques. Ensuite, nous avons étudié les cinétiques de cassage et développé un modèle de type sigmoïde permettant de décrire les courbes expérimentales de manière satisfaisante, et ouvrant la voie à une analyse quantitative de ces systèmes. Grâce à ce type de modélisation, il est possible de comparer l’efficacité des additifs chimiques en tant que démoussants et/ou antimousses et donc d’optimiser le choix du meilleur additif requis.Enfin ces développements permettent de proposer une première analyse de l’influence des caractéristiques physico chimiques de ces systèmes complexes sur leurs propriétés de moussage.