Etude de la cinetique de dissolution de la dolomite en milieu neutre a tres acide influence de l'affinite chimique

An experimental study of dolomite dissolution kinetics at acidic and neutral conditions influence of chemical affinity

• Auteur / Autrice : MAUD GAUTELIER
• Direction : Jacques Schott
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

L'objectif de ce travail est d'ameliorer notre connaissance des mecanismes qui controlent la dissolution de la dolomite et d'etablir les lois cinetiques qui decrivent la vitesse de dissolution de ce mineral en milieu acide caracteristique des reservoirs petroliers soumis a la fracturation acide. Une etude de l'influence de l'affinite chimique de la reaction sur la vitesse de dissolution de la dolomite dans des conditions de ph proches de la neutralite a aussi ete effectuee. Au cours de cette etude, un reacteur de type mixed-flow couple a la technique du disque tournant a ete developpe. Les essais de dissolution menes sur une dolomite de la haute vallee de l'aude entre ph = 0,4 et 4 dans l'intervalle de temperature 25-80c et pour des vitesses de rotation du disque comprises entre 210 et 1000 tr/mn ont abouti a la determination des principaux parametres cinetiques de la reaction de dissolution : ordre de la reaction par rapport a l'activite des protons a la surface, constante chimique et energie d'activation. Ces essais ont montre que la vitesse de dissolution de la dolomite dans des solutions de concentration en acide comprise entre 10##4 et 10##1 mol/l peut etre decrite par une expression de la forme : r = k#1(a#h#+)#n#s#u#r#f ou n prend une valeur inferieure a 1 et qui augmente avec la temperature. En milieu tres acide, n diminue fortement et la vitesse de dissolution tend a devenir independante du ph. Nous avons montre que la dissolution est controlee par la reaction chimique a ph 1, par le transport des protons dans la solution aux ph eleves et qu'un controle mixte s'etablit pour 2 ph 4. Ce controle de la dissolution par la diffusion des reactifs est du a la valeur fractionnaire de n. L'etude de la dissolution de la dolomite dans une large gamme d'affinite chimique de la reaction, a, a 80c et 6,3 ph 7,2 montre que la vitesse de dissolution est inversement proportionnelle a (a#c#o#2##3)#2 et peut etre exprimee, dans le cadre de la theorie de l'etat transitoire par : r = k#+/(a#c#o#2##3)#2 + k#=#+(1 exp(a/rt)).