Study of water-oil interface (exchange of compounds) by potentiometric titration, FT-IR and mass spectroscopy

Abstract

Dans l’industrie pétrolière, lors de l’exploration, de la production et du raffinage, la présence de mélange multiphasique (gaz-eau-huile-roche) est inévitable. La phase aqueuse (qui peut être une eau de production), est souvent réinjectée dans le réservoir afin d’améliorer l’extraction, tout en limitant l’impact environnemental et la consommation d’eau. Cette réinjection permet une assistance à l’efficacité de l’extraction. Avant d’être raffinée une huile doit être séparée de la fraction aqueuse qui la compose. Ce procédé est, suivant l’origine des huiles, plus ou moins délicat à réaliser en raison de la présence de composés stabilisant le mélange eau-huile. L’objectif de ce stage est de les étudier pour mieux comprendre l’origine de ce phénomène de stabilisation et les paramètres qui le régisse. La spectrométrie de masse est de plus en plus utilisée dans l’industrie pétrolière notamment depuis les améliorations des techniques d’introduction permettant maintenant l’ionisation de nombreuses familles de composés présents dans un brut. Ce bond technologique profite aussi de l’apparition de nouveaux analyseurs de masse permettant d’accéder à des informations toujours plus complète (haute résolution, mobilité ionique…). La complémentarité de l’ensemble de ces techniques, associée à un couplage chromatographique sont nécessaires afin de mieux appréhender une matrice pouvant contenir plus de 25 000 composés sur plus de 6 ordres de grandeurs et pouvant interagir fortement entre eux. Le but de ce stage s’articulera autour du développement de techniques de chromatographie liquide à ultra haute pression couplées à des techniques de spectrométrie de masse (MS et MS/MS, Haute résolution) afin de mieux décrire le transfert des composés eau-huile dans différentes conditions physiques et chimiques (température, pH de la phase aqueuses, salinité,…). Un mélange type d’acides naphténiques sera utilisé dans un premier temps sur un mélange modèle (eau : solvant) avant d’utiliser la méthode développée sur des eaux réelles.