[go: up one dir, main page]

WO2002042182A1 - Method for separating two fluids and storage tank - Google Patents

Method for separating two fluids and storage tank Download PDF

Info

Publication number
WO2002042182A1
WO2002042182A1 PCT/FR2001/003592 FR0103592W WO0242182A1 WO 2002042182 A1 WO2002042182 A1 WO 2002042182A1 FR 0103592 W FR0103592 W FR 0103592W WO 0242182 A1 WO0242182 A1 WO 0242182A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluids
emulsion
membrane
tank
tank according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2001/003592
Other languages
French (fr)
Inventor
Christine NOÏK
Linda Cloutier
Jean Falcimaigne
Xavier Rocher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Saipem SA
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Bouygues Offshore SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN, Bouygues Offshore SA filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority to AU2002218380A priority Critical patent/AU2002218380A1/en
Publication of WO2002042182A1 publication Critical patent/WO2002042182A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00Large containers
    • B65D88/54Large containers characterised by means facilitating filling or emptying
    • B65D88/58Large containers characterised by means facilitating filling or emptying by displacement of walls
    • B65D88/60Large containers characterised by means facilitating filling or emptying by displacement of walls of internal walls
    • B65D88/62Large containers characterised by means facilitating filling or emptying by displacement of walls of internal walls the walls being deformable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00Large containers
    • B65D88/78Large containers for use in or under water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G5/00Storing fluids in natural or artificial cavities or chambers in the earth

Definitions

  • It relates more particularly to the storage of petroleum at sea, i.e.
  • This floating support generally comprises
  • the risers rise to the surface in a cavity
  • drilling bay central floating support
  • wellbay central floating support
  • this zone is where the amplitudes of the
  • the barge includes ballasts
  • FDPSO barges can measure up to 350 m in length, 65m in width and can have a height at the level of the plating which can reach and
  • Such barges have a deadweight tonnage that can
  • the present invention makes it possible to carry out mixed storage of
  • the present invention relates to a method of separating two
  • a stable emulsion is made from at least two non-liquid
  • the emulsion is placed at the interface between the two fluids so as to
  • the emulsion can be obtained from at least one of the stored fluids,
  • the invention also relates to a storage tank for two fluids
  • the membrane consisting of at least one
  • the emulsion can be obtained from at least one of the stored fluids.
  • the two stored fluids may be immiscible, such as oils and
  • the emulsion can be stabilized with at least one stabilizing product
  • the stabilizer can be chosen from the following group:
  • the stabilizer may be the result of the
  • the tank according to the invention can be placed in a floating support
  • the method according to the invention consists in creating, at the level of the plane of
  • the method advantageously applies to two fluids
  • the membrane according to the invention consists of an emulsion
  • the pseudo-membrane is preferably produced on site during the
  • the volume of the tank which is preferably an inert gas, such as
  • FIG. 1 is a sectional front view of a floating support FDPSO to
  • FIG. 2 is a sectional front view of a terrestrial reservoir of
  • Figure 1 shows in section in front view a FDPSO 1 equipped with a
  • the port tank 8a is completely full and has in its upper part 9 only
  • starboard 8b is shown with a different filling level.
  • Figure 2 shows in section in front view a terrestrial tank 20
  • the water 10 is then in the upper part of the tank and the fluid
  • the method consists, among other things, of setting up a known volume
  • the principle is to create a
  • Oil A is mainly composed of saturated products and resins
  • oil B is defined as a paraffinic type oil.
  • hydrocarbon and water are little or not "contaminated” by the opposite phase.
  • Stabilizing products can be:
  • said fluids a pseudo membrane
  • said pseudo membrane may be
  • the invention thus applies to all types of products, such as

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

The invention concerns a method for separating two fluids stored in a tank by interposition of a membrane between the two fluids. The invention is characterised in that it comprises the following steps which consist in: making a stable emulsion from at least two immiscible liquids; placing said emulsion at the interface between the two fluids so as to constitute said membrane. The invention also concerns a tank comprising a separating membrane.

Description

METHODE DE SEPARATION DE DEUX FLUIDES ET RESERVOIR DE STOCKAGEMETHOD FOR SEPARATING TWO FLUIDS AND STORAGE TANK

La présente invention concerne généralement le domaine du stockage deThe present invention generally relates to the field of storage of

deux produits dans un même réservoir.two products in one tank.

La présente invention concerne plus particulièrement le domaine duThe present invention relates more particularly to the field of

stockage d'un produit non miscible avec de l'eau douce ou de l'eau de mer.storage of a product immiscible with fresh water or sea water.

Elle concerne plus particulièrement le stockage de pétrole en mer, soit àIt relates more particularly to the storage of petroleum at sea, i.e.

bord d'un support lottant installé en surface, d'un pétrolier ou d'unedge of a floating support installed on the surface, of an oil tanker or

chimiquier, soit au sein d'une structure fixe reposant sur le fond de la mer.chemical tanker, either within a fixed structure resting on the seabed.

Dès que la profondeur d'eau devient importante, l'exploitation desAs soon as the water depth becomes significant, the exploitation of

champs de production, notamment des champs pétroliers s'effectue en généralproduction fields, especially oil fields are generally carried out

à partir de supports flottants. Ce support flottant comporte en général desfrom floating supports. This floating support generally comprises

moyens d'ancrage pour rester en position malgré les effets des courants, desanchoring means to stay in position despite the effects of currents,

vents et de la houle. Il comporte aussi en général des moyens de stockage et dewinds and swell. It also generally comprises means of storage and

traitement du pétrole, ainsi que des moyens de déchargement vers desoil processing, as well as means of unloading to

pétroliers de transport. Ces derniers se présentent à intervalle régulier pourtransport tankers. The latter appear at regular intervals to

effectuer l'enlèvement de la production. L'appellation de ces supports flottantsremove production. The name of these floating supports

de type barge est le terme anglo-saxon de "Floating Production Storageof barge type is the Anglo-Saxon term of "Floating Production Storage

Offloading" (signifiant "moyen flottant de stockage, de production et deOffloading "(meaning" floating means of storage, production and

déchargement") ci-après abrégé par le sigle usuel de "FPSO". De nombreusesunloading ") hereinafter abbreviated by the usual acronym" FPSO ".

variantes ont été développées tels les bouées de type « SPARs », longs cigares flottants verticaux, maintenus en position par des ancrages caténaires, ouvariants have been developed such as “SPARs” type buoys, long cigars vertical floats, held in position by catenary anchors, or

encore les TLPs ("Tension Leg Platform"), plates-formes à lignes d'ancrageagain the TLPs ("Tension Leg Platform"), platforms with anchor lines

tendues, lesdites lignes étant en général sensiblement verticales.taut, said lines being generally substantially vertical.

Les têtes de puits sont souvent réparties sur la totalité du champ et lesThe well heads are often distributed over the entire field and the

conduites de production, posées sur le fond de la mer, relient chaque tête deproduction lines, laid on the sea floor, connect each head of

puits à un emplacement fixe, à la verticale duquel le support flottant estwell at a fixed location, vertically above which the floating support is

positionné en surface. Les conduites de liaisons fond-surface sont alorspositioned on the surface. The bottom-surface connection pipes are then

appellées "riser". Certains puits sont situés à la verticale du support flottant etcalled "riser". Some wells are located vertical to the floating support and

l'intérieur du puits est alors accessible directement depuis la surface. Dans cethe interior of the well is then accessible directly from the surface. In this

cas la tête de puits équipée de son "arbre de Noël" peut être installée encase the wellhead equipped with its "Christmas tree" can be installed in

surface, à bord du support flottant. On peut alors effectuer, à partir d'unsurface, on board the floating support. We can then perform, from a

appareil d'intervention installé sur ledit support flottant, toutes les opérationsintervention device installed on said floating support, all operations

de forage, de production et de maintenance du puits pendant toute la durée dedrilling, production and maintenance of the well throughout the duration of

vie du puits. On parle alors de tête de puits sèche, ou aérienne, et l'on ajoute lawell life. We then speak of a dry or aerial wellhead, and we add the

fonction forage (Drilling) au support flottant et le FPSO devient FDPSO.drilling function (floating drilling) and the FPSO becomes FDPSO.

On connaît le brevet FR 2.754.011 décrivant une barge et un système deWe know the patent FR 2,754,011 describing a barge and a system of

guidage pour conduite reliant ladite barge au fond de la mer au niveau de têtesguide for pipe connecting said barge to the bottom of the sea at head level

de puits en accès direct.wells with direct access.

Dans les FDPSOs, les risers remontent en surface dans une cavitéIn the FDPSOs, the risers rise to the surface in a cavity

centrale du support flottant appelée baie de forage ou "wellbay" ou encorecentral floating support called drilling bay or "wellbay" or

"moon pool". La cavité traverse la coque verticalement de part en part sur une"moon pool". The cavity crosses the hull vertically right through

hauteur d'environ trente mètres, avec un tirant d'eau d'environ vingt mètres, et se trouve située généralement proche de l'axe du support flottant, à égaleheight of about thirty meters, with a draft of about twenty meters, and is located generally close to the axis of the floating support, at equal

distance de ses extrémités. En effet cette zone est celle où les amplitudes desdistance from its ends. In fact, this zone is where the amplitudes of the

mouvements et les accélérations sont les plus faibles lorsque le navire estmovements and accelerations are lowest when the ship is

soumis aux phénomènes de roulis, de tangage et de lacet.subject to roll, pitch and yaw phenomena.

Dans les FPSO conventionnels, le tirant d'eau varie entre une valeurIn conventional FPSOs, the draft varies between a value

minimale correspondant à des citernes de stockage du brut vides, par exempleminimum corresponding to empty crude storage tanks, for example

juste après un transfert de cargaison vers un pétrolier enleveur, et une valeurright after a cargo transfer to an oil tanker, and a value

maximale correspondant à des cuves complètement pleines, par exemple justemaximum corresponding to completely full tanks, for example just

avant l'arrivée dudit pétrolier enleveur.before the arrival of the said oil tanker.

Dans une barge de stockage à têtes de puits en surface, on cherche àIn a storage barge with surface well heads, we seek to

travailler à tirant d'eau constant pour minimiser les mouvements relatifswork at constant draft to minimize relative movements

entre ladite barge et lesdites têtes de puits en surface, car les liaisons assuréesbetween said barge and said wellheads on the surface, because the connections ensured

en général par des flexibles, doivent rester le plus compact possible et doncin general by hoses, must remain as compact as possible and therefore

présenter une longueur optimale. Pour cela, la barge comporte des ballastshave an optimal length. For this, the barge includes ballasts

supplémentaires qui permettent d'ajuster de manière continue la flottabilitéwhich allow the buoyancy to be continuously adjusted

globale pour que le tirant d'eau reste sensiblement constant quel que soit leoverall so that the draft remains substantially constant whatever the

niveau de chargement de cuves de pétrole brut. Cette disposition conduit à unloading level of crude oil tanks. This provision leads to a

encombrement de ballast considérable qui nécessite une augmentationconsiderable ballast congestion which requires an increase

importante de la taille de la barge. En effet, il faut sensiblement le mêmesignificant size of the barge. Indeed, it takes substantially the same

volume de ballast que de stockage de brut, ce qui induit des surcoûtsballast volume than crude storage, which leads to additional costs

considérables dans la construction de ces barges flottantes. Par exemple, cesconsiderable in the construction of these floating barges. For example, these

barges FDPSO peuvent mesurer jusqu'à 350 m de longueur, 65m de largeur et peuvent posséder une hauteur au niveau du bordé pouvant atteindre etFDPSO barges can measure up to 350 m in length, 65m in width and can have a height at the level of the plating which can reach and

dépasser 35 m. De telles barges ont un tonnage de port en lourd pouvantexceed 35 m. Such barges have a deadweight tonnage that can

atteindre et dépasser 500000 TPL.reach and exceed 500,000 DWT.

On connaît aussi les plateformes gravitaires installées en mer du nord,We also know the gravity platforms installed in the North Sea,

lesquelles stockent dans leur embase du pétrole brut mélangé à de l'eau dewhich store crude oil mixed with water from their base

mer. Les différences de densité des fluides sont suffisantes pour créer un plansea. The differences in fluid density are sufficient to create a plan

de dissociation entre eau de mer et pétrole brut, sans qu'il se forme de mélangedissociation between seawater and crude oil, without mixing

de type emulsion, car le support est fixe.emulsion type, because the support is fixed.

Au contraire, un support flottant est soumis à des mouvements quiOn the contrary, a floating support is subjected to movements which

créent, surtout au contact des parois des cuves, des agitations importantes quicreate, especially in contact with the walls of the tanks, significant agitation which

peuvent transformer rapidement le plan de séparation en emulsion de typecan quickly transform the separation plan into a type emulsion

mayonnaise, dont l'épaisseur, incontrôlable, ne manquera pas de créer desmayonnaise, whose thickness, uncontrollable, will not fail to create

dysfonctionnements majeurs lors de la vidange au maximum les cuves, ou lorsmajor malfunctions when emptying the tanks as much as possible, or when

du remplissage au maximum. Dans le premier cas on risque d'envoyer defilling as much as possible. In the first case we risk sending

l'émulsion vers le pétrolier enleveur, dans le second cas, on peut rejeter à lathe emulsion to the oil tanker, in the second case, we can reject

mer, en plus de l'eau de ballast, une certaine quantité de brut qui va créer dessea, in addition to ballast water, a certain amount of crude oil which will create

pollutions inacceptables.unacceptable pollution.

Ainsi, la présente invention permet de réaliser un stockage mixte deThus, the present invention makes it possible to carry out mixed storage of

deux produits, de telle manière que lors des mouvements de fluides, au courstwo products, so that during the movement of fluids, during

des phases de remplissage et de soutirage, ou en cas d'agitation de la structurefilling and withdrawal phases, or when the structure is agitated

du réservoir, les phénomènes de mélange du type emulsion incontrôlée soientof the tank, mixing phenomena of the uncontrolled emulsion type are

réduits au minimum, voire même quasiment éliminés. La présente invention concerne une méthode de séparation de deuxreduced to a minimum, or even almost eliminated. The present invention relates to a method of separating two

fluides stockés dans un réservoir par l'intercalation d'une membrane entre lesfluids stored in a tank by the intercalation of a membrane between the

deux fluides. Dans la méthode, on effectue les étapes suivantes :two fluids. In the method, the following steps are carried out:

- on fabrique une emulsion stable à partir d'au moins deux liquides non- a stable emulsion is made from at least two non-liquid

miscibles,miscible

- on place l'émulsion à l'interface entre les deux fluides de façon à- the emulsion is placed at the interface between the two fluids so as to

constituer la membrane.constitute the membrane.

L'émulsion peut être obtenue à partir d'au moins un des fluides stockés,The emulsion can be obtained from at least one of the stored fluids,

et de préférence avec les deux.and preferably with both.

On peut placer l'émulsion sur la surface du premier fluide de plus petiteYou can place the emulsion on the surface of the first smaller fluid

masse volumique, avant de remplir le réservoir avec le deuxième fluide.density, before filling the reservoir with the second fluid.

L'invention concerne aussi un réservoir de stockage de deux fluidesThe invention also relates to a storage tank for two fluids

séparés par une membrane, la membrane étant constituée par au moins uneseparated by a membrane, the membrane consisting of at least one

couche d'émulsion stable.stable emulsion layer.

L'émulsion peut être obtenue à partir d'au moins un des fluides stockés.The emulsion can be obtained from at least one of the stored fluids.

Les deux fluides stockés peuvent être non miscibles, tels des huiles et deThe two stored fluids may be immiscible, such as oils and

l'eau.the water.

L'émulsion peut être stabilisée avec au moins un produit stabilisantThe emulsion can be stabilized with at least one stabilizing product

spécifique.specific.

Le stabilisant peut être choisi parmi le groupe suivant :The stabilizer can be chosen from the following group:

- des polymères à chaînes macromoléculaires de nature mixte hydrophile- polymers with macromolecular chains of hydrophilic mixed nature

/hydrophobe ; - des composés lourds naturels comme les résines, asphaltènes et/ hydrophobic; - natural heavy compounds such as resins, asphaltenes and

paraffines existants dans les huiles brutes ;existing paraffins in crude oils;

- des composés paraffiniques de longueur de chaîne définie modifié par- paraffinic compounds of defined chain length modified by

un composé hydrophile,a hydrophilic compound,

- et leurs mélanges.- and their mixtures.

Dans une variante, le stabilisant peut être le résultat de laAlternatively, the stabilizer may be the result of the

polymérisation d'au moins deux monomères, chacun étant soluble dans un seulpolymerization of at least two monomers, each being soluble in a single

desdits fluides stockés.said stored fluids.

Le réservoir selon l'invention peut être disposé dans un support flottantThe tank according to the invention can be placed in a floating support

d'exploitation pétrolière.of oil exploitation.

La méthode selon l'invention, consiste à créer, au niveau du plan deThe method according to the invention consists in creating, at the level of the plane of

séparation de deux fluides, une membrane destinée à jouer le rôle de barrièreseparation of two fluids, a membrane intended to act as a barrier

entre les deux fluides. La méthode s'applique avantageusement à deux fluidesbetween the two fluids. The method advantageously applies to two fluids

non miscibles. Par liquides non miscibles, il faut comprendre que les liquidesimmiscible. By immiscible liquids, it should be understood that liquids

en question sont mutuellement non solubles ou partiellement solublesin question are mutually insoluble or partially soluble

seulement. Par emulsion, il faut comprendre une dispersion d'un liquide dansonly. By emulsion, it is necessary to understand a dispersion of a liquid in

un autre liquide. La membrane selon l'invention est constituée d'une emulsionanother liquid. The membrane according to the invention consists of an emulsion

fine et stable, compatible avec les deux produits non miscibles, de préférencefine and stable, compatible with the two immiscible products, preferably

réalisée à partir d'une combinaison de ces deux fluides et qui sera qualifiéemade from a combination of these two fluids and which will be qualified

dans la suite de la description de "pseudo-membrane". La stabilisation d'une telle emulsion peut se faire principalement par l'ajout d'additif du type tensioin the following description of "pseudo-membrane". The stabilization of a such emulsion can be done mainly by the addition of tensio type additive

actif.active.

La pseudo-membrane est de préférence réalisée sur site lors duThe pseudo-membrane is preferably produced on site during the

démarrage de la production. Par exemple, les cuves étant remplies aux troisstart of production. For example, the tanks being filled three times

quarts, juste avant de commencer le transfert du pétrole brut, on réalise dansquarters, just before starting the transfer of crude oil, we realize in

un mélangeur une emulsion composée de pétrole brut associé à de l'eau dea mixer an emulsion composed of crude oil combined with water

mer, et éventuellement d'additifs stabilisants.sea, and possibly stabilizing additives.

Le mélange ainsi obtenu est répandu à la surface de l'eau de ballastageThe mixture thus obtained is spread over the surface of the ballast water

de façon à créer un écran entre l'eau de mer et le gaz constituant le reste duso as to create a screen between the sea water and the gas constituting the rest of the

volume de la cuve, lequel est de préférence un gaz inerte, tel que les résidus devolume of the tank, which is preferably an inert gas, such as

combustion de carburant dans l'air. Après mise en place de la pseudocombustion of fuel in the air. After setting up the pseudo

membrane, la cuve est complètement remplie avec du pétrole brut.membrane, the tank is completely filled with crude oil.

Pour assurer un minimum de perturbation lors des mouvements deTo ensure a minimum of disturbance during the movements of

fluides, toute variation du volume de pétrole brut devant être compensée parfluids, any change in the volume of crude oil to be offset by

un même volume d'eau de mer, on alimentera et prélèvera avantageusementthe same volume of sea water, we will feed and draw advantageously

l'eau de mer dans la cuve par la méthode dite en source, c'est à dire à partirseawater in the tank by the so-called source method, i.e. from

d'une canalisation débouchant près du fond de la cuve et équipée d'una pipe opening near the bottom of the tank and fitted with a

dispositif permettant de minimiser les remous. De même, lesdevice to minimize eddies. Likewise,

approvisionnements et prélèvements de pétrole brut se feront près du plafondcrude oil supplies and withdrawals will be near the ceiling

de la cuve et les canalisations seront équipées de dispositifs similairesof the tank and the pipes will be fitted with similar devices

permettant de minimiser les remous. Ainsi, dans cycles successifs de remplissage et de prélèvement, la pseudoallowing to minimize the eddies. Thus, in successive filling and sampling cycles, the pseudo

membrane, possédant une densité intermédiaire entre l'eau de mer et lemembrane, having an intermediate density between seawater and

pétrole brut, restera naturellement au plan de jonction entre l'eau de mer et lecrude oil, will naturally remain at the junction between seawater and

pétrole brut et évitera la formation de mélange, par exemple de type emulsioncrude oil and will avoid the formation of a mixture, for example of the emulsion type

sur des épaisseurs incontrôlées.on uncontrolled thicknesses.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente inventionOther features and advantages of the present invention

apparaîtront à la lecture de la description détaillée de certains modes dewill appear on reading the detailed description of certain modes of

réalisation qui va suivre, nullement limitatifs, illustrée par les figures ci-aprèsembodiment which follows, in no way limiting, illustrated by the figures below

annexées, parmi lesquelles :appended, among which:

- la figure 1 est une coupe en vue de face, d'un support flottant FDPSO à- Figure 1 is a sectional front view of a floating support FDPSO to

double bordé, mais sans double fond, équipé de risers à têtes de puits endouble plating, but without double bottom, equipped with risers with well heads in

surface et d'un derrick de forage, dont les cuves de stockage mixte bâbord etsurface and a drilling derrick, including port and mixed storage tanks

tribord sont équipées de la pseudo membrane selon l'invention,starboard are equipped with the pseudo membrane according to the invention,

- la figure 2 est une coupe en vue de face d'un réservoir terrestre de- Figure 2 is a sectional front view of a terrestrial reservoir of

stockage mixte équipé de la pseudo membrane, de moyens de remplissage et demixed storage equipped with the pseudo-membrane, means of filling and

soutirage et de mesure de la position de l'interface entre liquides.withdrawal and measurement of the position of the interface between liquids.

La figure 1 représente en coupe en vue de face un FDPSO 1 équipé d'unFigure 1 shows in section in front view a FDPSO 1 equipped with a

derrick 2 et de deux risers à têtes de puits en surface 3, guidés en 4 au niveauderrick 2 and two risers with wellheads on the surface 3, guided in 4 at level

du plancher de circulation 5 situé dans la wellbay 6. Des équipements decirculation floor 5 located in wellbay 6.

traitement 7 sont installés sur le pont principal. La cuve bâbord 8a est complètement pleine et comporte dans sa partie haute 9 uniquement dutreatment 7 are installed on the main deck. The port tank 8a is completely full and has in its upper part 9 only

pétrole brut, et dans sa partie basse uniquement de l'eau de mer 10, la pseudocrude oil, and in its lower part only sea water 10, the pseudo

membrane 11 étant située à l'interface entre les deux fluides. Le réservoirmembrane 11 being located at the interface between the two fluids. The reservoir

tribord 8b est représenté avec un niveau de remplissage différent.starboard 8b is shown with a different filling level.

La figure 2 représente en coupe en vue de face un réservoir terrestre 20Figure 2 shows in section in front view a terrestrial tank 20

pour le stockage mixte en présence d'eau, d'un fluide de densité supérieure à 1.for mixed storage in the presence of water, a fluid with a density greater than 1.

L'eau 10 se trouve alors dans la partie supérieure du réservoir et le fluideThe water 10 is then in the upper part of the tank and the fluid

lourd 21 est confiné dans la partie basse, la pseudo membrane 11 se trouvant àheavy 21 is confined in the lower part, the pseudo-membrane 11 being located

l'interface entre les deux fluides.the interface between the two fluids.

Une conduite de remplissage et soutirage 22a, équipée à son extrémitéA filling and withdrawal line 22a, equipped at its end

d'un dispositif 23a limitant les remous lors des transferts de fluide lourd, estof a device 23a limiting eddies during transfers of heavy fluid, is

située en partie basse du réservoir. Un dispositif similaire 22b-23b est installélocated in the lower part of the tank. A similar device 22b-23b is installed

en partie haute et permet les transferts du fluide léger, ici décrit comme étantin the upper part and allows transfers of the light fluid, here described as being

de l'eau douce.fresh water.

Un capteur 24, par exemple de type sonar ou radar de niveau, estA sensor 24, for example of the sonar or level radar type, is

installé au sommet du réservoir et permet de mesurer la position de l'interface.installed at the top of the tank and allows the position of the interface to be measured.

Les variations de densité et d'absorption permettent de localiserVariations in density and absorption allow localization

successivement le fond de la cuve, les faces inférieures et supérieures de lasuccessively the bottom of the tank, the lower and upper faces of the

pseudo membrane. De tels dispositifs étant connus de l'homme de l'art dans lepseudo membrane. Such devices being known to those skilled in the art in the

domaine de la mesure de niveau ne seront pas développés plus en détails ici.level measurement area will not be developed in more detail here.

Selon l'invention, il est proposé de créer une barrière "naturelle" entreAccording to the invention, it is proposed to create a "natural" barrier between

deux fluides par formation d'une zone émulsionnée en utilisant les propriétés naturelles du système pétrole brut/eau de mer, ces propriétés pouvant êtretwo fluids by forming an emulsified zone using the properties of the crude oil / seawater system, these properties can be

renforcées par la présence d'adjuvants stabilisants, ou même d'émulsifiants.reinforced by the presence of stabilizing additives, or even emulsifiers.

Le procédé consiste, entre autres, à mettre en place un volume connuThe method consists, among other things, of setting up a known volume

d'émulsion formé dans des moyens spécifiques, lesdits moyens permettant deof emulsion formed in specific means, said means making it possible to

contrôler la nature de ladite emulsion. Le principe est connu et largementcontrol the nature of said emulsion. The principle is known and widely

utilisé dans de nombreuses industries, telle la cosmétique ou l'alimentaire, etused in many industries, such as cosmetics or food, and

consiste à mélanger des volumes déterminés de phases huile et eau enconsists in mixing determined volumes of oil and water phases in

appliquant une énergie mécanique connue. Dans le cas des bruts pétroliersapplying known mechanical energy. In the case of crude oil

contenant naturellement des produits de type tensio actifs, sous l'effet denaturally containing surfactant-type products, under the effect of

l'agitation, il y a formation de gouttes puis de gouttelettes jusqu'à une tailleagitation, there is formation of drops then droplets up to a size

critique correspondant à la fin du processus d'émulsification. Il est largementcritical corresponding to the end of the emulsification process. It is largely

connu que plus on souhaite des gouttes de faibles tailles, plus l'agitation doitknown that the more small drops are desired, the more the agitation must

être importante. Dans ce cas, on sous-entend que plus une emulsion est fineto be important. In this case, we mean that the finer the emulsion

plus elle est stable, néanmoins, la taille critique de gouttelettes n'est pas lethe more stable it is, however, the critical droplet size is not the

seul paramètre déterminant pour la stabilisation d'une emulsion.the only determining parameter for stabilizing an emulsion.

Il existe commercialement un nombre important d'appareil permettantThere are commercially a large number of devices allowing

de fabriquer des émulsions. Par exemple, un appareil de typeto make emulsions. For example, a device like

"homogénéisateur" soumet au liquide sous haute pression une énergie de"homogenizer" submits an energy of high pressure to the liquid

mélange au passage d'une pompe et de valve. Le principe est de créer unmixing with the passage of a pump and valve. The principle is to create a

régime d'écoulement de type turbulent à nombre de Reynolds élevé.turbulent flow regime with high Reynolds number.

En s'aidant du savoir-faire actuel sur les émulsions pétrolières, de façonWith the help of current know-how on petroleum emulsions,

peu dépendante de la nature de l'huile dans la mesure où il existe des produits tensio actifs naturels comme les résines , asphaltènes, il est possible delittle dependent on the nature of the oil insofar as there are products natural surfactants such as resins, asphaltenes, it is possible to

fabriquer un système émulsionné stable en apportant au mélange demanufacture a stable emulsified system by bringing the mixture of

composants une énergie suffisante, en général importante. Ainsi, on confère aucomponents sufficient energy, generally important. So we give the

système émulsionné la stabilité recherchée pour que la pseudo membraneemulsified system the stability sought so that the pseudo membrane

remplisse dans le temps la fonction de séparation des deux produits.performs the separation function of the two products over time.

Dans l'exemple suivant, deux types caractéristiques d'huile, ont étéIn the following example, two characteristic types of oil have been

mélangés à de l'eau de mer dans un ratio de 1 en utilisant un agitateur àmixed with seawater in a ratio of 1 using a

hélice tournant à 10000 tours/minute. La nature, ainsi que la stabilité depropeller rotating at 10,000 rpm. The nature, as well as the stability of

l'émulsion formée, ont été analysées. L'ensemble est résumé dans le tableauthe emulsion formed, were analyzed. The whole is summarized in the table

suivant :next :

Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001

Figure imgf000013_0002
L'huile A est principalement composées de produits saturés et de résines
Figure imgf000013_0002
Oil A is mainly composed of saturated products and resins

et est définie comme une huile de type paraffinique. Par comparaison, l'huile Band is defined as a paraffinic type oil. By comparison, oil B

contient des composés asphaltèniques et moins de composés saturés, elle est decontains asphaltenes and less saturated compounds, it is

ce fait plus visqueuse.this makes it more viscous.

La tendance à former des émulsions stables, en particulier pour l'huileThe tendency to form stable emulsions, especially for oil

B, est caractéristique de la présence de composés lourds tels que lesB, is characteristic of the presence of heavy compounds such as

asphaltènes dans le brut.asphaltenes in the rough.

Suivant l'énergie de mélange apportée au système Brut/eau, même pourDepending on the mixing energy supplied to the Gross / water system, even for

des huiles peu asphaltèniques mais contenant des résines comme l'huile A, uneoils with low asphaltenes but containing resins such as oil A, a

emulsion stable existe créant ainsi une séparation entre les phasesstable emulsion exists thus creating a separation between the phases

hydrocarbure et eau. De plus, dans le cas de cette huile A, les phaseshydrocarbon and water. In addition, in the case of this oil A, the phases

hydrocarbure et eau sont peu ou pas "contaminée" par la phase opposée.hydrocarbon and water are little or not "contaminated" by the opposite phase.

De plus, après ou en même temps que la formation de l'émulsion, il estIn addition, after or at the same time as the emulsion is formed, it is

nécessaire de la stabiliser. Pour cela il est préférable d'ajouter des produits denecessary to stabilize it. For this it is better to add products from

type stabilisant qui vont fixer les interfaces huile/eau c'est à dire stabiliser lesstabilizer type which will fix the oil / water interfaces, i.e. stabilize the

gouttelettes. Les produits stabilisants peuvent être:droplets. Stabilizing products can be:

du type polymère: chaînes macromoléculaires de nature mixteof the polymer type: macromolecular chains of mixed nature

hydrophile /hydrophobe ;hydrophilic / hydrophobic;

des composés lourds naturels comme les résines , asphaltènes etheavy natural compounds like resins, asphaltenes and

paraffines existants dans les bruts ;paraffins existing in crudes;

des composés paraffiniques de longueur de chaîne définie modifiéparaffinic compounds of modified defined chain length

par un composé hydrophile ; On peut aussi stabiliser les gouttes en créant in situ dans l'émulsion, unwith a hydrophilic compound; You can also stabilize the drops by creating in situ in the emulsion, a

film de polymère autour des gouttes. Pour cela on injecte dans la phase huilepolymer film around the drops. For this we inject into the oil phase

un composé partiellement soluble et dans la phase eau, un autre composé, luia partially soluble compound and in the water phase another compound

aussi partiellement soluble dans sa phase d'injection. Les deux produits sontalso partially soluble in its injection phase. Both products are

les principes actifs sous forme de monomères d'une réaction rapide dethe active ingredients in the form of monomers of a rapid reaction of

polymérisation qui, du fait de la solubilité de ces produits, ne se fera qu'àpolymerization which, due to the solubility of these products, will only take place

l'interface des phases huile et eau. Cette réaction de polymérisation de typethe interface of the oil and water phases. This type polymerization reaction

inter faciale est connue et utilisée dans les techniques dites d'encapsulationinter facial is known and used in so-called encapsulation techniques

des émulsions. On peut se référer au document FR 2 590 185 cité ici enemulsions. We can refer to the document FR 2 590 185 cited here in

référence.reference.

La pseudo membrane a été décrite dans ses détails, dans le cas deThe pseudo membrane has been described in detail, in the case of

stockage mixte entre de l'eau et un pétrole brut, mais on ne sortira pas dumixed storage between water and crude oil, but we will not get out of

cadre de la présente invention dès lors que l'on stocke deux produits nonframework of the present invention when two non-stored products are stored

miscibles de densité différente et que l'on crée au niveau de l'interface entremiscible with different density and which are created at the interface between

lesdits fluides une pseudo membrane, ladite pseudo membrane pouvant êtresaid fluids a pseudo membrane, said pseudo membrane may be

réalisée à partir d'autres fluides que les fluides stockés, dans la mesure où cesmade from fluids other than stored fluids, insofar as these

produits restent compatibles avec le fluide de densité supérieure et le fluide deproducts remain compatible with the higher density fluid and the

densité inférieure.lower density.

L'invention s'applique ainsi à tous types de produits, tels que l'huile deThe invention thus applies to all types of products, such as

colza, le trichloréthylène, de produits dangereux de toutes natures, ou toutrapeseed, trichlorethylene, dangerous products of all kinds, or any

autre produit industriel, alimentaire ou autre, pour lequel un stockage mixteother industrial, food or other product, for which mixed storage

pourrait être requis. might be required.

Claims

REVENDICATIONS 1. Méthode de séparation de deux fluides stockés dans un réservoir par1. Method for separating two fluids stored in a tank by l'intercalation d'une membrane entre les deux fluides, caractérisée enthe intercalation of a membrane between the two fluids, characterized in ce que l'on effectue les étapes suivantes :what we do the following steps: - on fabrique une emulsion stable à partir d'au moins deux liquides- a stable emulsion is made from at least two liquids non miscibles,immiscible, - on place ladite emulsion à l'interface entre les deux fluides de- said emulsion is placed at the interface between the two fluids façon à constituer ladite membrane.so as to constitute said membrane. 2. Méthode selon la revendication 1, dans laquelle ladite emulsion est2. Method according to claim 1, wherein said emulsion is obtenue à partir d'au moins un desdits fluides stockés.obtained from at least one of said stored fluids. 3. Méthode selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle on place3. Method according to one of claims 1 or 2, in which one places ladite emulsion sur la surface du premier fluide de plus petite massesaid emulsion on the surface of the first fluid of smaller mass volumique, avant de remplir ledit réservoir avec le deuxième fluide.by volume, before filling said reservoir with the second fluid. 4. Réservoir de stockage de deux fluides séparés par une membrane,4. Storage tank for two fluids separated by a membrane, caractérisé en ce que ladite membrane est constituée par au moinscharacterized in that said membrane consists of at least une couche d'émulsion stable.a stable emulsion layer. 5. Réservoir selon la revendication 4, dans lequel ladite emulsion est5. Tank according to claim 4, wherein said emulsion is obtenue à partir d'au moins un desdits fluides stockés.obtained from at least one of said stored fluids. 6. Réservoir selon l'une revendications 4 ou 5, dans lequel lesdits deux6. Tank according to one of claims 4 or 5, wherein said two fluides sont non miscibles, tels des huiles et de l'eau. fluids are immiscible, such as oils and water. 7. Réservoir selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel l'émulsion7. Tank according to one of claims 4 to 6, in which the emulsion est stabilisée avec au moins un produit stabilisant spécifique.is stabilized with at least one specific stabilizing product. 8. Réservoir selon la revendication 7, dans lequel ledit stabilisant est8. Tank according to claim 7, wherein said stabilizer is choisi parmi le groupe suivant :chosen from the following group: - des polymères à chaînes macromoléculaires de nature mixte- polymers with macromolecular chains of mixed nature hydrophile /hydrophobe ;hydrophilic / hydrophobic; - des composés lourds naturels comme les résines, asphaltènes et- natural heavy compounds such as resins, asphaltenes and paraffines existants dans les huiles brutes ;existing paraffins in crude oils; - des composés paraffiniques de longueur de chaîne définie modifié- paraffinic compounds of modified defined chain length par un composé hydrophile,with a hydrophilic compound, - et leurs mélanges.- and their mixtures. 9. Réservoir selon la revendication 7, dans lequel ledit stabilisant est le9. Tank according to claim 7, wherein said stabilizer is the résultat de la polymérisation d'au moins deux monomères, chacunresult of the polymerization of at least two monomers, each étant soluble dans un seul desdits fluides stockés.being soluble in only one of said stored fluids. 10. Réservoir selon l'une des revendications 4 à 9, disposé dans un10. Tank according to one of claims 4 to 9, arranged in a support flottant d'exploitation pétrolière.floating oil exploitation support. 11. Réservoir selon l'une des revendications 4 à 9, disposé dans un11. Tank according to one of claims 4 to 9, arranged in a support fixe d'exploitation pétrolière. fixed oil exploitation support.
PCT/FR2001/003592 2000-11-24 2001-11-16 Method for separating two fluids and storage tank Ceased WO2002042182A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2002218380A AU2002218380A1 (en) 2000-11-24 2001-11-16 Method for separating two fluids and storage tank

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR00/15200 2000-11-24
FR0015200A FR2817168B1 (en) 2000-11-24 2000-11-24 METHOD FOR SEPARATING TWO FLUIDS AND STORAGE TANK

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002042182A1 true WO2002042182A1 (en) 2002-05-30

Family

ID=8856845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2001/003592 Ceased WO2002042182A1 (en) 2000-11-24 2001-11-16 Method for separating two fluids and storage tank

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2002218380A1 (en)
FR (1) FR2817168B1 (en)
WO (1) WO2002042182A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1122975A (en) * 1965-08-10 1968-08-07 Bethlehem Steel Corp Method and apparatus for the storage of petroleum
US3869388A (en) * 1973-06-25 1975-03-04 Continental Oil Co Oil water separation
FR2590185A1 (en) * 1985-11-15 1987-05-22 Raffinage Cie Francaise Process for stabilising an initially unstable emulsion of two immiscible liquids, application to the collection of a sample of this emulsion and device for their use

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1122975A (en) * 1965-08-10 1968-08-07 Bethlehem Steel Corp Method and apparatus for the storage of petroleum
US3869388A (en) * 1973-06-25 1975-03-04 Continental Oil Co Oil water separation
FR2590185A1 (en) * 1985-11-15 1987-05-22 Raffinage Cie Francaise Process for stabilising an initially unstable emulsion of two immiscible liquids, application to the collection of a sample of this emulsion and device for their use

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002218380A1 (en) 2002-06-03
FR2817168A1 (en) 2002-05-31
FR2817168B1 (en) 2002-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2655011C2 (en) Deepwater production system
BE1005868A3 (en) BIMODAL EMULSION OF OIL SUCH AS CRUDE OIL IN WATER AND PROCESS FOR ITS PREPARATION.
US6817809B2 (en) Seabed oil storage and tanker offtake system
US3327667A (en) Moored production-storage tank
OA10656A (en) Plate-forme d'exploitation pétrolière en mer
CN103912245A (en) Deepwater drilling production vertical oil storage platform and operating method thereof
WO2019197739A1 (en) Device and method for determining the phase interface level in a tank
OA12820A (en) Système de colonne montante reliant deux installations sous-marines fixes à une unité de surface flottante.
US8753521B2 (en) Offshore oil spill remediation and recovery system
BRPI0921610B1 (en) METHOD FOR SEPARATING FIRST AND SECOND FLUID IMISCIBLE
FR2804162A1 (en) Sub-sea riser assembly has float(s) around upper part of conduit, floating guide at surface and stabilizer at level of lowest float and adjacent part of conduit
AU2003208405A1 (en) Floating semi-submersible oil production and storage arrangement
WO2002042182A1 (en) Method for separating two fluids and storage tank
JPS5932904A (en) Liquid-liquid separating apparatus
FR2525176A1 (en) HALF-IMMEREDE SEA DRILLING STRUCTURE
US9327805B2 (en) Vertical oil storage system and its method for deepwater drilling and production
Agrawal et al. A new criterion for predicting headwave instability of an oil slick retained by a barrier
US4014358A (en) Loading and unloading of combustible liquids on, and from tanker ships
US7004211B2 (en) Method and device for reducing the separation of volatile organic compounds from oil during filling of tanks
FR2726859A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING HYDROCARBONS FROM A PLATFORM WITH TENSITIVE LINES
GB2169220A (en) Preparation of crude oil emulsions
CA2514171A1 (en) Method of immobilising hydrocarbons inside submerged containers or of transporting said hydrocarbon to the surface, using the properties of supercritical fluids at a great depth
US20220056346A1 (en) A method for desalting produced hydrocarbons
Halkyard et al. The" Box Spar" Floating Production, Drilling, Storage, and Offloading Vessel for the Gulf of Mexico and Brazil
FR2495219A1 (en) Enhanced oil recovery from heterogeneous formations - by injecting graded sequence of 3 slugs contg. surfactants, opt. formed from the oil

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP