Crude Oil Emulsion Properties and Their Application to Heavy Oil Transportation

• Published in: Oil & gas science and technology 2004-09, Vol.59 (5), p.511-521
• Main Authors: Langevin, D., Poteau, S., Hénaut, I., Argillier, J. F.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Physics
• ISSN: 1294-4475; 1953-8189
• DOI: 10.2516/ogst:2004036

Many 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, such as low molecular weight fatty acids, naphthenic acids and asphaltenes. These molecules can interact and reorganize at oil/water interfaces. The pronounced nonlinear behavior of surface rheology for asphaltene layers might explain differences in behavior between surfactant and asphaltene emulsions. These effects are very important in the case of heavy oils because this type of crude contains a large amount of asphaltene and surface-active compounds. This article reviews different petroleum emulsion properties and the transport of high viscosity hydrocarbon as a crude oil in water emulsion. 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.