Phase behaviour in water/hydrocarbon mixtures involved in gas production systems

Inside wells, natural gases frequently coexist with water. The gases are in equilibrium with the sub-adjacent aquifer. Many problems are associated with the presence of water during the production, transport and processing of natural gases. Accurate knowledge of the thermodynamic properties of the water/hydrocarbon and water-inhibitor/hydrocarbon equilibria near the hydrate forming conditions, at sub-sea pipeline conditions and during the transport is crucial for the petroleum industry. An apparatus based on a static-analytic method combined with a dilutor apparatus to calibrate the gas chromatograph (GC) detectors with water was used to measure the water content of binary systems (i.e.: water -methane, ethane- water, nitrogen -water...) as well of a synthetic hydrocarbon gas mixture (i.e.: 94% methane, 4% ethane and 2% n-butane) with and without inhibitor. This same apparatus was also used generate data of methane, ethane, propane, n-butane and nitrogen solubility in water and also the solubilities of a synthetic mixture in water. In-house software has been developed in order to fit and model the experimental data
Dans les gisements, en cours de production ou dans les conduites de transport, les gaz naturels se trouvent fréquemment au contact d'une phase aqueuse. Les conditions sont telles que les pressions peuvent atteindre de très haute valeur dans une large gamme de températures. La connaissance du comportement des systèmes "eau-hydrocarbures" est donc essentielle à la profession profession pétrolière ainsi que celles des systèmes "eau-hydrocarbures-inhibiteur thermodynamique " pour lesquelles les données sont rares. Des mesures de teneur en eau ont été réalisées dans les phases vapeurs de différents systèmes d'hydrocarbures: méthane et éthane, et dans un mélange d'hydrocarbures gazeux (méthane 94%, éthane 4%, n-butane 2%) dans des conditions proches de la formation d'hydrates (de 258.15 à 313.15 K et jusqu'à 34.5 MPa) en présence ou non d'inhibiteurs tels que le méthanol ou l'éthylène glycol. Des mesures de solubilités de gaz des principaux constituants du gaz naturel ont été effectuées dans une large gamme de pressions et de températures. Ces mesures ont été effectuées avec deux techniques expérimentales, une technique statique-analytique avec échantillonnage de phases et une technique synthétique avec cellule à volume variable. Pour réaliser le traitement des données un logiciel a été développé, ce logiciel a permis l'ajustement et le traitement des résultats expérimentaux.