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Patent 2563876 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 2563876
(54) English Title: METHODE ET DISPOSITIF POUR DETERMINER DES CARACTERISTIQUES PETROLIERES DE SEDIMENTS GEOLOGIQUES
(54) French Title: METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING OIL CHARACTERISTICS OF GEOLOGICAL SEDIMENTS
Status: Deemed Abandoned and Beyond the Period of Reinstatement - Pending Response to Notice of Disregarded Communication
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • G01N 33/24 (2006.01)
  • G01N 31/12 (2006.01)
(72) Inventors :
  • LORANT, FRANCOIS (France)
(73) Owners :
  • INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE
(71) Applicants :
  • INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE (France)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2005-04-15
(87) Open to Public Inspection: 2005-11-24
Examination requested: 2010-02-15
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2005/000921
(87) International Publication Number: FR2005000921
(85) National Entry: 2006-10-13

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
0404607 (France) 2004-04-28

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a method for determining at least one oil characteristic of a geological sediment sample consisting in heating said sample in an oxidising atmosphere in such a way that the temperature thereof is gradually increased to the first and, afterwards the second value, wherein said first value lower than 200 ·C is very rapidly attainable and is maintained substantially constant for a certain time and said second value ranging from 600 ·C to 850 ·C is attainable from the first value according to a temperature gradient ranging from 1 to 30 ·C/min. The inventive method also consists in continuously measuring at each instant of the sample heating time the amount of SO¿2? contained in a flow resulting from said oxidising heating.


French Abstract


L'invention concerne une méthode pour permettre la détermination d'au moins
une caractéristique pétrolière d'un échantillon de sédiment géologique, dans
laquelle l'échantillon est chauffé en atmosphère oxydante, sa température
étant élevée successivement jusqu'à une première puis une seconde valeur,
ladite première valeur inférieure à 200~ C étant atteinte très rapidement puis
maintenue sensiblement constante pendant un certain temps, ladite seconde
valeur comprise entre 600~ C et 850~ C étant atteinte selon un gradient de
température compris entre 1 et 30~ C/min, à partir de ladite première valeur.
Selon l'invention, on mesure en continu, à chaque instant de la période de
chauffe dudit échantillon, la quantité de S02 contenu par l'effluent résultant
de ladite chauffe oxydante.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


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REVENDICATIONS
1) Méthode pour permettre la détermination d'au moins une
caractéristique pétrolière d'un échantillon de sédiment géologique, dans
laquelle l'échantillon est chauffé en atmosphère oxydante, sa température
étant élevée successivement jusqu'à une première puis une seconde valeur,
ladite première valeur inférieure à 200°C étant atteinte très
rapidement puis
maintenue sensiblement constante pendant un certain temps, ladite seconde
valeur comprise entre 600°C et 850°C étant atteinte selon un
gradient de
température compris entre 1 et 30°C/min, à partir de ladite première
valeur,
caractérisée en ce que l'on mesure en continu, à chaque instant de la période
de chauffe dudit échantillon, la quantité de SO2 contenu par l'effluent
résultant de ladite chauffe oxydante, en ce que l' on effectue les deux étapes
suivantes:
- on mesure en continu la quantité de SO2 contenu par l'effluent
résultant de ladite chauffe oxydante d'une partie de l'échantillon ayant
subi auparavant une étape de pyrolyse sous atmosphère inerte,
- on mesure en continu la quantité de SO2 contenu par l'effluent
résultant de ladite chauffe oxydante d'une autre partie de l'échantillon.
2) Méthode selon la revendication 1, dans laquelle on trace une courbe
représentative de ladite quantité de S02, et on différencie le S02 d'origine
organique du S02 d'origine minérale à partir desdites mesures continues et à
partir de la forme de la courbe.

17
3) Méthode selon la revendication 1, dans laquelle on différencie le
soufre organique labile du soufre organique réfractaire par l'interprétation
conjuguée des mesures résultante desdites deux étapes.
4) Dispositif pour permettre la détermination d'au moins une
caractéristique pétrolière d'un échantillon de sédiment géologique placé dans
une nacelle, ledit dispositif comportant un premier moyen de chauffe dudit
échantillon sous atmosphère non oxydante, des moyens de mesure de la
quantité des produits hydrocarbonés dégagés à la suite de l'introduction de
l'échantillon dans ledit premier moyen de chauffe, un second moyen de chauffe
sous atmosphère oxydante, caractérisé en ce qu'il comporte les moyens de mise
en oeuvre des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à
3..
5) Dispositif selon la revendication 4, qui comporte un premier
ensemble de cellules de mesure en continu du CO2 et du CO contenus par
l'effluent dégagé par le premier moyen de chauffe et un deuxième ensemble de
cellules de mesure en continu du SO2, CO2 et du CO contenus par l'effluent
dégagé par le second moyen de chauffe.
6) Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel lesdites
cellules de mesure sont du type infra-rouge.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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METHODE ET DISPOSITIF POUR DETERMINER DES
CARACTERISTIQUES PETROLIERES DE SEDIMENTS GEOLOGIQUES
La présente invention concerne une méthode et un dispositif
perfectionné pour déterminer certaines au moins des caractéristiques
pétrolières d'un sédiment géologique, telles que par exemple, mais non
exclusivement, la possibilité de produire du pétrole immédiatement ou dans
l'avenir, c'est-à-dire d'être une bonne roche-mère, ou encore d'être une roche
réservoir contenant des hydrocarbures.
La présente invention concerne un perfectionnement à la technique
ROCKEVAL (marque déposée par l'Institut Français du Pétrole), ainsi
qu'une optimisation du dispositif de mesure pour appliquer la méthode. La
technique ROCKEVAL antérieure est décrite dans les documents
2o FR 2339173 et FR 2472754.
La méthode et les dispositifs antérieurs ne permettent pas de
mésurer le gaz S02 d'une manière continue pendant le cycle de chauffe
sous atmosphère oxydante (cycle d'oxydation). Or, l'analyse du SO2 formé
au cours de l'oxydation de la matière organique, est indispensable pour
déterminer les teneurs en soufre organique et en soufre minéral de ladite
matière organique. De plus, cette analyse peut être réalisée, d'une part
directement à partir d'une première aliquote d'un échantillon de matière

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organique, d'autre part avec une seconde aliquote de l'échantillon après que
celle-ci ait été préalablement soumise à un cycle de pyrolyse. La
comparaison de ces deux mesures permet de caractériser quantitativement
le soufre organique total en une fraction thermiquement labile et une
fraction thermiquement réfractaire à la pyrolyse.
Toutes ces informations sur les teneurs en soufre d'un matériau de
type kérogène sont importantes pour la connaissance de la potentialité de
production d'un réservoir. Par exemple, la mesure du S02, en donnant
accès aux teneurs en soufre organique et minéral des kérogènes, permet en
effet de mieux caractériser les différents types de roches mères et leur degré
de maturation thermique, notamment grâce à la détermination des teneurs
en soufre labile et réfractaire. Cette mesure permet également d'affiner les
corrélations huiles roches-mères par comparaison de la répartition du
soufre -et de sa teneur dans les huiles et dans les pyrolysats de roches-
mères. A l'échelle des gisements pétroliers, la mesure du S02 réalisée à
partir de bitumes extraits des carottes de forage permet d'apporter un
diagnostic sur leur origine et leur répartition dans les réservoirs
(ségrégation gravitationnelle, biodégradation, lessivage, craquage
thermique, etc.). La différenciation entre le S02 d'origine organique et le
S02 provenant de la pyrite permet de distinguer les niveaux de bitumes et
de pyrobitumes, donc les niveaux réservoir, des niveaux de roches mères.
Ainsi, la présente invention concerne une méthode pour permettre la
détermination d'au moins une caractéristique pétrolière d'un échantillon de
sédiment géologique, dans laquelle l'échantillon est chauffé en atmosphère
oxydante, sa température étant élevée successivement jusqu'à une première
puis une seconde valeur, ladite première valeur inférieure à 200 C étant
atteinte très rapidement puis maintenue sensiblement constante pendant un

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certain temps, ladite seconde valeur comprise entre 600 C et 850 C étant
atteinte selon un gradient de température compris entre 1 et 30 C/min, à
partir de ladite première valeur. Selon l'invention, on mesure en continu, à
chaque instant de la période de chauffe dudit échantillon, la quantité de S02
contenu par l'effluent résultant de ladite chauffe oxydante.
On peut tracer une courbe représentative de ladite quantité de S02, et
on peut différencier le S02 d'origine organique du S02 d'origine minérale à
partir desdites mesures continues et à partir de la forme de la courbe.
On peut effectuer les deux étapes suivantes:
- on mesure en continu la quantité de S02 contenu par l'effluent
résultant de ladite chauffe oxydante d'une partie de l'échantillon ayant
subi auparavant une étape de pyrolyse sous atmosphère inerte,
- on mesure en continu la quantité de S02 contenu par l'effluent
résultant de ladite chauffe oxydante d'une autre partie de l'échantillon.
On peut différencier le soufre organique labile du soufre organique
réfractaire par l'interprétation conjuguée des mesures résultante desdites
deux étapes.
L'invention concerne également un dispositif pour permettre la
détermination d'au moins une caractéristique pétrolière d'un échantillon de
sédiment géologique placé dans une nacelle, ledit dispositif comportant un
premier moyen de chauffe dudit échantillon sous atmosphère non oxydante,
des moyens de mesure de la quantité des produits hydrocarbonés dégagés à la
suite de l'introduction de l'échantillon dans ledit premier moyen de chauffe,
un
second moyen de chauffe sous atmosphère oxydante. Le dispositif comporte
une cellule de mesure en continu du S02 à chaque instant du cycle de chauffe
,du second moyen de chauffe.
Le dispositif peut comporter un premier ensemble de cellules de
mesure en continu du CO2 et du CO contenus par l'effluent dégagé par le

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premier moyen de chauffe et un deuxième ensemble de cellules de mesure en
continu du S02, C02 et du CO contenus par l'effluent dégagé par le second
moyen de chauffe.
Lesdites cellules de mesure peuvent de préférence être du type infra-
rouge.
La présente invention sera mieux comprise et ses avantages
apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les
figures
annexées parmi lesquelles:
- la figure 1 représente le schéma de principe du dispositif de
mesure,
- la figure 2 montre le principe des organes de chauffe,
- les figures 3A et 3B montrent les enregistrements de mesures
continues de S02 réalisés avec le présent dispositif,
- la figure 4 représente schématiquement un ensemble d'évaluation
pétrolière.
Le principe de la méthode est exposé ci-après. Un échantillon de
roche ou de matière organique concentrée est soumis à une loi de chauffe
programmée, soit directement sous atmosphère oxydante, soit d'abord sous
atmosphère inerte puis sous gaz oxydant, tel que chaque dégagement de
produit analysé corresponde à la température réelle de l'échantillon à
l'instant de la production. Les effluents sont analysés en continu par un
détecteur à ionisation de flamme (FID) pour les hydrocarbures dégagés
pendant la chauffe sous atmosphère inerte, et par un dispositif à
infrarouges (IR) pour le S02 produit par l'oxydation de la matière
organique, ou la décomposition des minéraux contenant du soufre, par
exemple la pyrite et les sulfates. Le même dispositif à infrarouges (IR)
permet également la mesure en continu du C02 et du CO produits par

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l'échantillon lorsqu'il est chauffé sous atmosphère inerte et sous
atmosphère oxydante.
Les différentes courbes sont ensuite intégrées et interprétées pour
obtenir les premiers résultats de l'analyse:
5 - La quantité de soufre contenue dans les hydrocarbures libres (pic
OS1, figure 3A)
- Le potentiel en soufre organique de l'échantillon analysé (pic OS2,
figure 3A)
- Le potentiel en soufre minéral de l'échantillon analysé (pic OS3,
figure 3A), dont la forme, l'intensité et la position en température peuvent
varier selon la nature des minéraux présents dans l'échantillon analysé,
notamment selon sa teneur en pyrite et en sulfates.
- Le rapport du taux de soufre organique dit réfractaire et du taux
de soufre organique dit labile est défini à partir du rapport entre le pic TS
(figure 3B) obtenu en chauffant sous atmosphère oxydante une partie
d'échantillon de matière organique, et le pic de TSr (figure 3B) obtenu en
soumettant une deuxième partie du même échantillon de matière organique
successivement au premier (pyrolyse sous atmosphère inerte) puis au
second moyen de chauffe (oxydation).
De ces éléments de base seront déduits différents rapports
nécessaires et dérivés des nouvelles fonctions caractérisant l'échantillon
analysé.
Le dispositif selon l'invention est composé d'un automate qui
effectue les mesures et d'un PC qui pilote l'automate, sert d'interface avec
d'autres calculateurs, gère les analyses, permet la visualisation des
résultats en temps réel et qui utilise des logiciels de contrôle et de tests.
Le dispositif de mesure comporte deux micro fours, un passeur
d'échantillons qui les alimente en nacelles et un système d'analyse composé

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par un détecteur à ionisation de flamme (FID) et d'au moins une cellule à
infrarouge (IR). Ces éléments sont connectés à une électronique et à un
circuit de fluides gérés par le PC et par le software de l'automate.
La figure 1 décrit le dispositif perfectionné de pyrolyse et
d'oxydation selon la présente invention. La référence 1 désigne l'ensemble
de chauffe adapté à la pyrolyse de l'échantillon 2 placé dans une nacelle 3
portée par un piston 4. Des moyens de déplacements 5 de la nacelle
introduisent l'échantillon dans l'espace intérieur 6 du four. Les moyens de
déplacements peuvent être des vérins à commande pneumatique,
hydraulique ou électrique. La référence 7 schématise le conduit d'amenée
du fluidé vecteur de balayage des produits pyrolysés dans le four. Ce fluide
(azote ou hélium) balaye l'échantillon en passant par le piston. Des moyens
de distribution (non représentés) conduisent le fluide vecteur à la partie
supérieure du four pour effectuer une purge en rétro-balayage de l'intérieur
du four lors du recul du piston, par exemple en fin de pyrolyse pour
transférer l'échantillon et/ou pour charger un autre échantillon. En effet,
l'influence de l'oxygène sur les dépôts organiques des parois du four de
pyrolyse peut générer des composés oxygénés SOx qui sont gênants pour
l'analyse.
20Une sonde de température 8 mesure la température au niveau du
fond de la nacelle, donc très proche de l'échantillon. Une autre sonde de
température 9 a son point de mesure dans la paroi du four, au niveau de la
position haute de la nacelle, position correspondant au point de chauffe
optimal. La programmation en température du four est effectuée de
préférence à l'aide de la sonde 8, ce qui permet un bon contrôle et une bonne
connaissance de la température de pyrolyse de l'échantillon. La sonde de
température 9 est utilisée pour contrôler la température du four 1 lorsque
le four est ouvert et que le piston 4 est descendu pour extraire la nacelle 3

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et la remplacer par une autre. Ainsi, la température du four 1 peut être
maintenue à une valeur proche de la valeur déterminée pour la pyrolyse
suivante ce qui permet d'éviter trop de perte thermique.
L'ensemble de chauffe 1A est identique en tout point à l'ensemble de
chauffe 1. Cet ensemble lA est dévolu à l'opération d'oxydation d'un
échantillon, généralement après pyrolyse. Les éléments identiques sont
indexés "A". Il faut noter que le fluide injecté par le conduit 7A est dans ce
cas de l'air.
Les ensembles de chauffe 1 et 1A ont tous les deux des moyens de
régulation de la température qui permettent une programmation du
gradient de température, laquelle pouvant atteindre et même dépasser
850 C.
La référence 10 désigne le détecteur FID à flamme ionisante
délivrant un signal S représentatif des quantités de produits hydrocarbonés
dégagés de l'échantillon en cours de chauffe. La flèche 11 symbolise le
transfert du signal S vers les moyens de digitalisation. Le détecteur à
ionisation de flamme FID doit tenir aux températures élevées d'où la
nécessité pour lui de contenir des joints supportant ces conditions sans fluer
ni désorber des produits pouvant faire dévier la ligne de base.
Sa linéarité et sa sensibilité . associées à une dérive de la ligne de
base très faible sont les gages d'une analyse de grande précision des
hydrocarbures.
Le signal analogique sera digitalisé et lissé avec le maximum de
points qui est fonction de la vitesse de programmation.
Le conduit 12 amène une partie du flux à des moyens 13 d'analyse
en continu des quantités de C02 et de CO produits par pyrolyse de
l'échantillon. En sortie du four de pyrolyse, la division du flux est
chauffée,
au moins à 360 C pour éviter les condensations de produits lourds.

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Le conduit 12A amène au moins une partie du flux d'oxydation vers
des moyens 13A d'analyse en continu des quantités de S02, de CO et de
C02 produits.
Le moyen de distribution 14 permet d'utiliser seulement le moyen
d'analyse du CO et C02 pour le flux venant de la pyrolyse. Le moyen de
distribution 14A permet d'utiliser seulement le moyen d'analyse du S02, du
CO et du C02. De préférence, pour des raison de gain de temps
opérationnel, les moyens 13A et 13 seront affectés à un seul moyen de
chauffe. Les moyens d'analyse en continu sont par exemple des détecteurs à
infrarouge.
La première cellule IR (13) peut mesurer en continu les concentrations
de C02 et de CO dans les effluents au cours de la pyrolyse et de l'oxydation.
La seconde cellule IR (13A) peut mesurer en continu les concentrations en
S02, de CO et de C02 dans les effluents au cours de l'oxydation. La seconde
cellule donne accès à de nouveaux renseignements tels que la présence et la
quantité de soufre dans l'échantillon analysé, les températures des maxima de
dégagement, la forme des pics, la coupure entre le soufre minéral et le soufre
organique et la répartition du soufre organique entre une fraction dite labile
et une fraction dite réfractaire.
La longueur des cellules des détecteurs dépend de la sensibilité
maximum demandée donc de la concentration minimale qui doit être
mesurée. Elle est fonction, des quantités de S02, CO ou C02 produites par
l'échantillon (donc de sa masse), de la durée de l'analyse (donc des
conditions de chauffage) et du débit du gaz vecteur qui est un facteur
diluant.
*La cellule analysant le S02 mesure des concentrations maxima de
2000 ppm pour un débit variant de 50 à 300 ml. Cette plage est linéarisée
sur la gamme de concentrations 0 à 2000 ppm.

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*La cellule analysant le C02 mesure des concentrations maxima de
2% pour un débit variant de 50 à 300 ml. Cette plage est linéarisée sur
quatre gammes à changement automatique:
gamme 1 0 à 2% de CO2
gamme2:0à1%deCO2
gamme 3: 0 à 0,5% de CO2
gamme 4: 0 à 0,25% de C02
*La cellule analysant le CO mesure des concentrations maxima de
1% dans les mêmes conditions que la cellule C02. Les 4 gammes sont:
gamme 1: 0 à 1% de CO
gamme 2: 0 à 0,5% de CO
gamme 3: 0 à 0,25% de CO
gamme 4: 0 à 0,125% de CO
Les signaux récupérés sur les IR sont remis en forme pour obtenir
des courbes à la même atténuation, digitalisés comme pour le signal FID.
Le dispositif, comporte également des moyens de purification 15 et
15A des flux.
Les flèches 16 et 16A symbolisent les transferts des mesures vers
les moyens électroniques de digitalisation.
De plus, le dispositif comporte un passeur 17 d'échantillons dont le
bras 18 est adapté à déplacer la nacelle d'un échantillon entre trois
positions possibles: le four de pyrolyse, le four d'oxydation, le magasin 19.
La mécanique du passeur est simplifiée de façon à ce que les
déplacements puissent être effectués par des moteurs électriques pas à pas.
Ainsi, toutes les possibilités de commande sont offertes et elles ne
dépendent.que du logiciel de fonctionnement. Il sera possible, par exemple,
de charger les nacelles uniquement dans le four d'oxydation pour des études
particulières. Une autre application possible sera de traiter thermiquement

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des échantillons dans un four et de les récupérer ensuite sur le support de
nacelles ou magasin (19) pour les analyser selon le cycle Rock-Eval désiré.
Le support des nacelles n'est pas linéaire mais circulaire: il prend la
forme d'un carrousel qui occupe moins de place et qui permet d'accéder plus
5 rapidement à la nacelle désirée par une marche avant ou arrière du
chargeur. A chaque emplacement est assigné un numéro qui permet de
programmer le passage des échantillons non seulement dans l'ordre
chronologique du positionnement des nacelles sur le passeur mais aussi,
soit en fonction des différents types de cycles ou d'analyses, soit en
fonction
10 des priorités d'analyse.
La figure 2 montre la structure particulière des fours de pyrolyse et
d'oxydation. Une optimisation des organes chauffants est nécessaire pour
pouvoir obtenir des températures au moins supérieures à 850 C et une
température initiale d'au moins,100 C, une bonne linéarité des gradients
thermiques imposés, une économie d'énergie et une température à
l'échantillon très proche de la valeur de consigne.
Le four 20 a une forme tubulaire et comporte trois parties
principales: deux parties d'extrémités 21 et 22, et une partie centrale 23 au
niveau de laquelle est placé l'échantillon en position d'essai, selon
l'emplacement schématisé et référencé 24.
L'espace intérieur du tube constituant le four 20 a un diamètre
réduit 25 au niveau de l'extrémité aval du four par rapport au sens de
circulation du flux vecteur des effluents de pyrolyse ou d'oxydation. Le
bobinage de la résistance électrique de chauffe 26 est optimisé de la façon
suivâ.nte: la résistance est principalement bobinée à pas jointifs dans les
deux parties d'extrémité 21 et 22, alors que dans la partie centrale 23, le
pas de bobinage est plus grand, par exemple doublé. La résistance
électrique chauffe le corps du four par contact, le contact pouvant être

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amélioré en noyant la résistance dans un alliage métallique. Le point de
mesure de la température par le thermocouple 9 ou 9A est placé au plus
près de la paroi intérieure du four, au niveau de l'emplacement 24.
Les fours ainsi structurés ont les caractéristiques avantageuses
suivantes:
* Les températures initiales Ti et finales Tf varient entre
100 C et 900 C.
* Le programme de chauffage est à multipentes. Il est possible
d'introduire un ou plusieurs segments de programme entre Ti et Tf pouvant
être des isothermes de durées variables ou des rampes dont les vitesses
varient de 0.2 C/min à 50 C/min.
* La référence en cours d'analyse étant la température, des
tops correspondant à des températures bien définies sont utilisés pour
effectuer des opérations de commutation ou de connexion. La courbe de
montée en température sera associée à toutes les courbes d'analyse.
* L'inertie thermique et la puissance requise étant faibles, cela
donne la possibilité de diminuer la température initiale T1 et de faciliter le
refroidissement des fours pour un retour rapide à la température initiale.
On pourra donc effectuer, à basse température (environ à 100 C), la
volatilisation des hydrocarbures libres les plus légers (inférieur à C5-C6)
contenus dans une roche. Puis on provoquera une séparation des composants
selon leur point d'ébullition en effectuant une programmation de température
adéquate. Cette technique peut être appliquée, soit à l'étude des roches
mères,
soit à celle des imprégnations de réservoirs.
La possibilité d'effectuer une pyrolyse jusqu'à environ 850 C, permet
d'obtenir, particulièrement dans le cas de certains échantillons, la
volatilisation ou la dégradation complète de la matière organique résiduelle
contenue dans les roches mères ou dans les roches réservoirs (hydrocarbures

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de C6 à C40 et les résines et asphaltènes). Le potentiel pétrolier de
l'échantillon se trouve augmenté, dans certains cas, d'une quantité non
négligeable par rapport à une pyrolyse classique à 600 C ce qui donne un IH
plus représentatif.
De plus, les paramètres cinétiques des matières organiques d'origine
terrestre, déterminés à l'aide de la pyrolyse, sont plus précis quand les
courbes
de pyrolyse d'ajustement reviennent à la ligne de base (cas des courbes issues
de programmations à vitesses rapides).
La pyrolyse haute température est aussi utile pour déterminer les
fortes maturités des roches mères à l'aide de l'échelle des Tmax. Une pyrolyse
classique jusqu'à 650 C donne, en effet, dans certains cas de roches matures,
un pic S2 qui ne représente que le début du craquage sans atteindre le
maximum du pic. Avec la pyrolyse à haute température on accède par contre à
des Tmax supérieurs à environ 587 C grâce à une pyrolyse complète de
l'échantillon. .
Une température d'oxydation en programmation de température
pouvant atteindre 850 C permet de brûler les cokes les plus résistants. Il est
alors possible de mesurer tout le carbone et le soufre organiques, y compris
dans le cas difficile des roches mères très matures (cas des charbons très
évolués). Les teneurs en soufre organique total (TOS) et en carbone organique
total (TOC) sont alors tout à fait comparables aux valeurs obtenues par la
méthode de l'analyse élémentaire classique.
L'oxydation haute température est nécessaire pour décomposer les
minéraux contenant du soufre, notamnient la pyrite et les sulfates tels que le
gypse et l'epsomite, qui ne se dégradent qu'à des températures supérieûres à
600 C, pour des vitesses de chauffe inférieures à 5 C/min. On accède ainsi au
soufre minéral total (MOS) des roches et des matières organiques dans
lesquelles de la pyrite peut être disséminée.

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Les figures 3A et 3B montrent des mesures types du S02 effectuées
avec le dispositif décrit figure 1.
Le graphe de la figure 3A concerne la mesure et enregistrements
continus du S02 au cours de l'oxydation d'un échantillon. Les graphes de la
figure 3B concernent les mesures et enregistrements du S02 au cours de
deux opérations d'oxydation de deux aliquotes d'un échantillon: l'une
oxydée directement, l'autre oxydée après pyrolyse sous atmosphère inerte.
Sur la figure 3A, la courbe 30 représente la température d'oxydation
à laquelle a été soumis l'échantillon. Dans l'exemple donné ici, on effectue
un palier isotherme à 200 C suivi d'une augmentation de température selon
un gradient déterminé, de l'ordre de 10 C/min, pour atteindre en fin de
pyrolyse sous atmosphère oxydante une température maximale de 850 C.
La courbe 31 représente le signal S02 enregistré en continu par la
cellule IR. Elle comporte un premier pic OS1 correspondant à l'oxydation
des hydrocarbures libres qui se volatilisent pendant la phase isotherme, un
second pic OS2 correspondant au S02 produit par la combustion des
constituants organiques soufrés, un troisième pic OS3 correspondant au
S02 produit par la combustion des minéraux soufrés, notamment la pyrite
dans l'exemple donné. La teneur en soufre organique total TOS est la
somme des pics OS1+OS2. La teneur en soufre minéral total MOS est
représenté ici par le pic OS3.
Sur la figure 3B, la courbe 32 représente fin de montée en
température d'oxydation à laquelle ont été soumise deux aliquotes d'un
même échantillon. Compte tenu de la nature de l'échantillon testé ici, il n'y
a pas d'apparition de pic pendant la chauffe de 200 à 400 C. Les courbes 33
et 34 correspondent toutes les deux à la quantité de S02 produite par
chaque aliquote soumise à la loi de température de la courbe 32, semblable
à la loi de la figure 3A. Les courbes 33 et 34 sont fournies par des moyens

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de mesure en continu du S02, par exemple des capteurs infrarouges
spécifiquement adaptés au présent dispositif.
La courbe 33 définit un pic TS2 résultant de la combustion du
soufre organique lorsque l'échantillon est chauffé directement sous
atmosphère oxydante. Le S02 formé provient alors à la fois de l'oxydation
du soufre organique labile et du soufre organique réfractaire. La courbe 34
définit un pic TSr résultant de la combustion du soufre organique lorsque
l'échantillon est chauffé en deux étapes, d'abord selon une pyrolyse sous
atmosphère inerte, ensuite sous atmosphère oxydante. Le S02 formé
provient alors de l'oxydation du soufre organique réfractaire seulement. Le
rapport des surfaces des courbes 33 et 34, chacune rapportée à la masse
correspondante de l'aliquote de l'échantillon analysé, permet ainsi de
mesurer les teneurs en soufre organique labile et en soufre organique
réfractaire de l'échantillon.
La figure 4 montre l'architecture générale du système de mesure et
d'évaluation pétrolière à partir d'un échantillon.
La référence 40 représente l'automate de mesure, les fours et les
différents capteurs de signaux, tels que décrits figures 1 et 2. La référence
21 désigne un calculateur, par exemple du type PC, comportant une unité
centrale et un écran d'affichage. Le logiciel de pilotage et d'acquisition est
du type WINDOWS permettant aisément à l'utilisateur de sélectionner le
type d'analyse et le cycle souhaité, et de suivre le déroulement de l'analyse
sur un écran. Le tableau 22 symbolise les différents types d'analyse
pouvant être mis en ceuvre par le type d'automate selon la présente
invention. L'ensemble de mesure permet la possibilité de visualiser et de
traiter les résultats pendant l'acquisition de nouvelles mesures. La sortie de
courbes ou de tableaux sur imprimante ou sur écran, le traitement partiel

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des données et l'introduction ou les modifications des paramètres des
nouvelles analyses sont un gain de temps énorme pour l'opérateur.
Le calculateur comporte plûsieurs logiciels de gestion de plusieurs
types d'analyse, par exemple dénommés ci-après sous des noms de marques
5 déposés par l'IFP:
ROCKSIX: acquisition des données Rock-Eval et détermination des
températures vraies de pyrolyse.
ROCKINT: interprétation de ces données après correction et entrée
d'informations complémentaires.
10 OPTKIN: détermination des paramètres cinétiques des roches mères.
MATOIL: modèle de maturation et de génération d'hydrocarbures.
GENEX: modèle de génération et d'expulsion d'hydrocarbures par
classes de carbone.
. Les différents types d'analyses suivant la catégorie des échantillons à
15 traiter (roches brutes, kérogènes et matières organiques pures,
échantillons de
réservoir ), ou selon les résultats nécessaires et utiles à l'utilisateur,
sont
décrits dans le document EP-0767375.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Event History

Description Date
Application Not Reinstated by Deadline 2012-04-16
Time Limit for Reversal Expired 2012-04-16
Deemed Abandoned - Failure to Respond to Maintenance Fee Notice 2011-04-15
Inactive: Correspondence - MF 2010-08-10
Letter Sent 2010-03-05
Amendment Received - Voluntary Amendment 2010-02-23
All Requirements for Examination Determined Compliant 2010-02-15
Request for Examination Received 2010-02-15
Request for Examination Requirements Determined Compliant 2010-02-15
Inactive: Cover page published 2007-02-06
Letter Sent 2007-02-02
Inactive: Notice - National entry - No RFE 2007-02-02
Application Received - PCT 2006-11-14
National Entry Requirements Determined Compliant 2006-10-13
National Entry Requirements Determined Compliant 2006-10-13
Application Published (Open to Public Inspection) 2005-11-24

Abandonment History

Abandonment Date Reason Reinstatement Date
2011-04-15

Maintenance Fee

The last payment was received on 2010-03-26

Note : If the full payment has not been received on or before the date indicated, a further fee may be required which may be one of the following

  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Patent fees are adjusted on the 1st of January every year. The amounts above are the current amounts if received by December 31 of the current year.
Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Fee History

Fee Type Anniversary Year Due Date Paid Date
Registration of a document 2006-10-13
Basic national fee - standard 2006-10-13
MF (application, 2nd anniv.) - standard 02 2007-04-16 2007-03-16
MF (application, 3rd anniv.) - standard 03 2008-04-15 2008-03-17
MF (application, 4th anniv.) - standard 04 2009-04-15 2009-03-24
Request for examination - standard 2010-02-15
MF (application, 5th anniv.) - standard 05 2010-04-15 2010-03-26
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE
Past Owners on Record
FRANCOIS LORANT
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Documents

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List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Description 2006-10-12 15 734
Drawings 2006-10-12 4 87
Abstract 2006-10-12 2 84
Representative drawing 2006-10-12 1 7
Claims 2006-10-12 2 79
Reminder of maintenance fee due 2007-02-04 1 111
Notice of National Entry 2007-02-01 1 205
Courtesy - Certificate of registration (related document(s)) 2007-02-01 1 127
Reminder - Request for Examination 2009-12-15 1 117
Acknowledgement of Request for Examination 2010-03-04 1 177
Courtesy - Abandonment Letter (Maintenance Fee) 2011-06-09 1 173
PCT 2006-10-12 3 123
Correspondence 2010-08-09 1 45
Correspondence 2011-06-09 1 55