Influence des transitions d’ordre sur les propriétés thermodynamiques des fluides pétroliers

Order transitions in petroleum fluids thermodynamic properties

• Auteur / Autrice : Angeles Yackow
• Direction : Henri Planche
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermodynamique

Loi des phases et équilibre

Mots clés libres

Thermodynamique pétrolière

Fluides pétroliers

Résumé

La tendance actuelle des études PVT pétrolières veut remplacer les mesures des propriétés physiques des fluides par des prédictions. Pourtant, les modèles proposés ne sont pas transposables fluide à fluide : ils doivent être ajustés cas par cas, et ils n’ont pas un vrai caractère prédictif. La phénoménologie de ces fluides est complexe, et les causes doivent en être recherchées au cœur de la matrice hydrocarbonée. Le projet concerne l’étude de cette physique observée sous un angle encore peu abordé, à savoir les transitions de structure (architecture de l'organisation moléculaire) qui peuvent affecter certaines phases fluides. Ces transitions induisent le caractère atypique du raccordement critique liquide/vapeur des fluides pétroliers. Elles contrôlent leur PMMT (pression minimale de miscibilité totale), ainsi que les ségrégations supercritiques. Elles peuvent gravement affecter le point de trouble ou la viscosité des huiles, ou encore le taux de gonflement et la sédimentabilité des gels de solides hydrocarbonés transportés par les pipelines. Ces transitions de structure n'ayant pas d'équivalent modèle dans les mélanges simples d'hydrocarbures, on a travaillé à partir d'une banque de cas de fluides pétroliers réels.

The current trends of research in petroleum thermodynamics want to replace PVT measurements by predictions made with the help of special thermodynamic models. However, these models cannot always be directly applied : their model parameters need to be adjust fluid by fluid. This phenomena cannot be explained without taking into account the hydrocarbon matrix physics. The purpose of this project is to study the hydrocarbon matrix physics and their order transitions or the changes in the molecular organisation within the hydrocarbon phase. These transitions might be responsible for different phenomena such as atypical critical point links, different MMP (Minimal Miscibility Pressure) for similar fluids or supercritical segregations. Moreover, the hydrocarbon structure changes might also influence the swelling ratios and the sedimentation of hydrocarbon solids. These order transitions do not occur in simple systems (a system with few known constituents), that is why this work was done with a real petroleum fluid database.