Oil-in-water emulsions are currently being investigated to facilitate the transport of viscous heavy oils. The behavior of these emulsions is largely controlled by the interfaces between oil drops and water. The surface-active components of crude oil, such as asphaltenes and naphthenic acids, compete among themselves at these interfaces and also with possibly added synthetic surfactant emulsifier. Here, we present a study of dynamic interfacial tension of interfaces between water and a model oil (toluene) in which variable amounts of asphaltenes are solubilized. We show that pH has a strong influence on interfacial properties of asphaltenes at the oil/water interface. At high or low pH, asphaltenes functional groups become charged, enhancing its surface activity. The influence of lower-molecular-weight surface-active species, such as the natural naphthenic acids contained in maltenes (crude oil without asphaltenes), has been investigated, and an interaction between asphaltenes and maltenes that facilitates molecular arrangement at the interface was detected. Several micropipette experiments, in which micrometric drops have been manipulated, are also described and indicate that very little coalescence of water droplets is observed at high or low pH. The microscopic properties of the interface and the macroscopic behavior of the emulsion are determined to be correlated.

Résumé -Propriétés des émulsions de pétrole brut et leurs applications au transport des bruts lourds -De nombreuses avancées ont été réalisées dans le domaine des émulsions ces dernières années.Le comportement des émulsions est en grande partie contrôlé par les propriétés des couches adsorbées qui protègent les surfaces entre l'huile et l'eau. La connaissance de la seule tension interfaciale n'est pas suffisante pour comprendre les propriétés des émulsions ; la rhéologie de surface joue un rôle important dans de nombreux phénomènes dynamiques. La complexité des émulsions pétrolières vient de la composition de l'huile en termes de molécules présentant un caractère tensioactif comme les acides gras de faible masse moléculaire, les acides naphténiques et les asphaltènes. Ces molécules peuvent interagir et se réorganiser aux interfaces huile/eau. Le caractère non linéaire prononcé de la rhéologie de surface obtenu avec des couches d'asphaltènes peut expliquer les différences de comportement entre les émulsions de tensioactif et les émulsions d'asphaltène. Cet article présente une revue des propriétés des émulsions pétrolières. L'application au transport d'hydrocarbures très visqueux sous forme d'émulsion aqueuse est ensuite considérée. Abstract -Crude Oil Emulsion Properties and their Application to Heavy Oil TransportationMany advances have been made in the field of emulsions in recent years. Emulsion behavior is largely controlled by the properties of the adsorbed layers that stabilize the oil-water surfaces. The knowledge of surface tension alone is not sufficient to understand emulsion properties, and surface rheology plays an important role in a variety of dynamic processes. The complexity of petroleum emulsions comes from the oil composition in terms of surface-active molecules contained in the crude

No abstract

Transport en conduite des bruts lourds, un défi stratégique, économique et technologique-En raison de réserves très abondantes situées principalement au Venezuela et au Canada, les bruts lourds représentent une abondante source d'énergie. Ils permettraient, en effet, non seulement de répondre aux besoins énergétiques qui ne cessent de croître mais aussi de diversifier les sources d'approvisionnement. Le présent article s'attache à établir un panorama géographique complet de ces produits et à répertorier les récents projets de production les concernant. Le succès de ces projets relève d'importants défis techniques tant au niveau du réservoir que du transport et du raffinage. Cet article traite particulièrement du transport. Les différentes techniques possibles sont décrites : le chauffage, la dilution, la mise en émulsion, la valorisation sur champ et la lubrification pariétale. Afin d'améliorer ces techniques, une étude expérimentale reliant les propriétés structurelles et rhéologiques des bruts lourds a été menée pour comprendre l'origine de la forte viscosité et y remédier.