DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention concerne un procédé de traitement d'eau dans le cadre de la production d'hydrocarbures, et plus particulièrement de la récupération assistée d'hydrocarbures, ainsi qu'une installation adaptée à la mise en œuvre de ce procédé.

ARRIERE-PLAN TECHNIQUE

Dans le domaine de la production d'hydrocarbures, après les opérations de récupération d'hydrocarbures au moyen de la pression naturelle de la formation souterraine contenant les hydrocarbures, dite « primaire », on procède généralement à une récupération dite « secondaire » par injection d'eau.

Dans ce contexte, il est généralement nécessaire de traiter l'eau avant son injection dans la formation souterraine, afin de la débarrasser de la majeure partie des contaminants qu'elle peut contenir, notamment des matières solides et des gouttes d'hydrocarbures.

Pour ce faire, il est connu de recourir à la filtration membranaire de l'eau. La filtration membranaire peut être frontale ou tangentielle. La filtration tangentielle présente des risques de colmatage des filtres moindres et donc présente une durée de vie plus importante (ou nécessite une maintenance moins sévère ou moins fréquente).

Dans le cadre de la filtration tangentielle, le rétentat issu des filtres membranaires est recyclé vers lesdits filtres membranaires. Il est connu d'effectuer un traitement préalable de l'eau à traiter au moyen d'un séparateur cyclonique, d'un flottateur ou autre, avant l'alimentation des filtres membranaires, afin de réduire les risques de colmatage des filtres.

Toutefois, les dispositifs de filtration membranaire utilisés actuellement présentent encore des risques de colmatage des filtres membranaires, ce qui est particulièrement indésirable dans le contexte de la production d'hydrocarbures en mer, voire en milieu sous-marin, où l'on souhaite limiter le plus possible les opérations de maintenance ou de remplacement des filtres membranaires.

II existe donc un besoin de mettre au point un procédé de traitement d'eau dans le cadre de la récupération assistée d'hydrocarbures qui permette de réduire les risques de colmatage des filtres membranaires. RESUME DE L'INVENTION

L'invention concerne en premier lieu un procédé de traitement d'eau, comprenant :

- la filtration de l'eau dans une unité de filtration membranaire comprenant au moins un module de filtration membranaire ;

- la collecte d'un perméat et la collecte d'un rétentat en sortie du module de filtration membranaire ;

- le prélèvement de matières solides et / ou d'hydrocarbures contenus dans le rétentat, pour fournir un rétentat traité ;

- le recyclage du rétentat traité en entrée du module de filtration membranaire ;

- la fourniture d'un flux d'eau traitée issu du perméat du ou des modules de filtration membranaire.

Selon un mode de réalisation, l'eau alimentant l'unité de filtration membranaire est une eau prélevée dans l'environnement et / ou une eau de production issue d'un flux de production extrait dans une formation souterraine contenant des hydrocarbures.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend :

- le prétraitement de l'eau de production préalablement à la filtration de celle-ci, ledit prétraitement comprenant de préférence une ou plusieurs étapes choisies parmi une séparation gaz / liquide, une séparation liquide / solide et une séparation eau / hydrocarbures ; et / ou

- le prétraitement de l'eau prélevée préalablement à la filtration de celle-ci, ledit prétraitement comprenant de préférence une ou plusieurs étapes choisies parmi une filtration préliminaire, une désoxygénation, une chlorination, une désulfatation, un traitement biocide et une injection de composés anti-dépôt ou anti-corrosion.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre la purification du flux d'eau traitée dans une unité de filtration membranaire supplémentaire, et la collecte d'un flux d'eau traitée et purifiée issu de l'unité de filtration membranaire supplémentaire.

Selon un mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre en mer sur un support flottant ou au fond de la mer.

Selon un mode de réalisation, le flux d'eau traitée, et le cas échéant purifiée, est injecté dans une formation souterraine contenant des hydrocarbures, éventuellement après ajout d'un ou plusieurs additifs.

L'invention concerne également une installation de traitement d'eau, comprenant : - une unité de filtration membranaire comprenant :

^■ au moins un module de filtration membranaire ;

^■ une ligne d'amenée d'eau connectée en entrée du module de filtration membranaire ;

■ une ligne de collecte de perméat connectée en sortie du module de filtration membranaire ;

^■ des moyens de collecte de rétentat connectés en sortie du module de filtration membranaire ;

des moyens de séparation liquide / solide et / ou des moyens de séparation eau / hydrocarbures alimentés par les moyens de collecte de rétentat ;

^■ une ligne de recyclage de rétentat traité connectée en sortie des moyens de séparation liquide / solide et / ou des moyens de séparation eau / hydrocarbures et alimentant la ligne d'amenée d'eau ; - une ligne de collecte d'eau traitée, issue de l'unité de filtration membranaire.

Selon un mode de réalisation, les moyens de séparation liquide / solide et / ou les moyens de séparation eau / hydrocarbures comprennent un hydrocyclone.

Selon un mode de réalisation, l'installation comprend :

- des moyens de prélèvement d'eau dans l'environnement ;

- une unité d'extraction d'hydrocarbures contenus dans une formation souterraine ;

- une ligne d'amenée d'eau prélevée, issue des moyens de prélèvement d'eau et alimentant l'unité de filtration membranaire ; et

- une ligne d'amenée d'eau de production, alimentée par l'unité d'extraction d'hydrocarbures et alimentant l'unité de filtration membranaire. Selon un mode de réalisation, l'installation comprend :

- une unité de prétraitement située sur la ligne d'amenée d'eau de production, et comprenant de préférence un ou plusieurs systèmes de séparation choisis parmi les systèmes de séparation gaz / liquide, de séparation liquide / solide et de séparation eau / hydrocarbures ; et / ou

- une unité de prétraitement située sur la ligne d'amenée d'eau prélevée, et comprenant de préférence un ou plusieurs équipements choisis parmi un système de filtration préliminaire, un système de désoxygénation, un système de chlorination, un système de désulfatation, un système de traitement biocide et un système d'injection de composés anti-dépôt ou anti-corrosion. Selon un mode de réalisation, l'unité de filtration membranaire comprend une pluralité de trains de filtration membranaire, chaque train de filtration membranaire comprenant une pompe d'alimentation et un ou plusieurs circuits qui comprennent chacun un ou plusieurs modules de filtration membranaire ; et de préférence un système de distribution, alimenté par la ligne d'amenée d'eau prélevée et la ligne d'amenée d'eau de production et alimentant les trains de filtration membranaire.

Selon un mode de réalisation, l'unité de filtration membranaire comporte des filtres membranaires inorganiques ou des filtres membranaires organiques ou des filtres membranaires hybrides, de préférence des filtres membranaires inorganiques sont en céramique à base de AI2O2, T1O2, ZrÛ2, S1O2, MgO, SiC ou un mélange de ceux-ci et de manière plus particulièrement préférée des filtres membranaires en céramique à base de SiC.

Selon un mode de réalisation, l'installation comprend :

- une unité de filtration membranaire supplémentaire, alimentée par la ligne de collecte d'eau traitée ;

- une ligne de collecte d'eau traitée et purifiée connectée en sortie de l'unité de filtration membranaire supplémentaire.

Selon un mode de réalisation, l'installation est disposée sur un support flottant en mer ou sur le fond marin.

L'invention concerne également un procédé de production d'hydrocarbures comprenant :

- un traitement d'eau selon le procédé décrit ci-dessus ;

- la récupération d'un flux d'hydrocarbures issu du flux de production.

La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé de traitement d'eau (et une installation correspondante) qui permet de réduire les risques de colmatage des filtres membranaires.

Ceci est accompli grâce à un traitement du rétentat avant son recyclage, selon lequel le rétentat est débarrassé d'au moins une partie des matières solides et / ou des gouttes d'hydrocarbures qu'il contient. La séparation des matières solides et / ou des gouttes d'hydrocarbures dans le rétentat est d'autant plus efficace que les conditions sont favorables à la séparation par des moyens de séparation du type hydrocyclone : en effet le débit du rétentat est élevé et la concentration en matières solides et / ou gouttes d'hydrocarbures dans le rétentat est également relativement élevée (en tout cas plus élevée que dans le flux alimentant l'unité de filtration membranaire).

Réciproquement, la filtration gagne en efficacité puisque la concentration en contaminants dans le flux alimentant le filtre est réduite. Il existe donc un couplage particulièrement efficace, et même une synergie, entre les membranes de filtration et les moyens de séparation qui leur sont associés.

Selon certains modes de réalisation particuliers, l'invention présente également une ou de préférence plusieurs des caractéristiques avantageuses énumérées ci-dessous.

- L'invention permet un traitement polyvalent. En utilisant un même équipement, on peut soit traiter uniquement de l'eau prélevée dans l'environnement (notamment au stade initial de l'exploitation de la formation souterraine), soit traiter uniquement de l'eau de production (si celle-ci est récoltée en quantité suffisante, après le stade initial de l'exploitation de la formation souterraine), soit encore traiter simultanément de l'eau de production et de l'eau prélevée dans l'environnement (fournissant un appoint pour l'injection). Par conséquent, le procédé de l'invention est à la fois efficace et plus simple à mettre en œuvre que les procédés utilisés dans l'état de la technique. En particulier, l'invention peut être mise en œuvre avec un nombre réduit d'équipements et avec un meilleur taux d'utilisation des équipements.

- L'invention permet le cas échéant de valoriser les hydrocarbures récupérés du rétentat.

- L'invention permet, si on le souhaite, d'obtenir une très bonne qualité d'eau d'injection, permettant non seulement une injection en mode fracturé, mais également éventuellement en mode matriciel.

- L'invention permet d'obtenir une qualité d'eau constante quelles que soient les variations d'alimentation, et notamment les variations de débit en entrée. De même, la séparation opérée sur le rétentat est facilitée par la stabilité de la pression et du débit en entrée. Des économies d'énergie sont réalisées sur ladite séparation puisque l'on utilise la pression et le débit imposés de toute façon par la filtration membranaire.

- La filtration membranaire est simple à contrôler. Aucun gaz n'est généré, ce qui est compatible avec une utilisation sous-marine.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

La figure 1 représente de manière schématique un mode de réalisation de l'installation selon l'invention.

La figure 2 représente de manière schématique un mode de réalisation de l'unité de filtration membranaire utilisée dans l'invention.

La figure 3 représente de manière schématique un mode de réalisation d'un circuit présent dans l'unité de filtration membranaire utilisée dans l'invention. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION

L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative dans la description qui suit.

Circuit de filtration tangentielle selon l'invention

Le couplage de la filtration membranaire à une purification du rétentat avant le recyclage de celui-ci est d'abord décrit en faisant référence à la figure 3, où est représenté un circuit de filtration membranaire tangentielle au sein de l'unité de filtration membranaire qui est utilisée dans le cadre de l'invention.

Le circuit comprend une ligne d'amenée d'eau 29, sur laquelle est disposée une pompe de circulation 21 . La ligne d'amenée d'eau 29 débouche dans un ou plusieurs modules de filtration membranaire 22, 23 disposés en série et / ou en parallèle, et de préférence en parallèle. Dans le mode de réalisation illustré, deux modules de filtration membranaire 22, 23 disposés en parallèle sont prévus.

On désigne par « module de filtration membranaire » un élément individuel de filtration membranaire, comprenant un filtre membranaire.

En sortie des modules de filtration membranaire 22, 23 est connectée une ligne de collecte de perméat 25.

Egalement en sortie des modules de filtration membranaire 22, 23 sont connectés des moyens de collecte de rétentat 24. Dans le cas illustré, il s'agit d'une ligne de collecte de rétentat.

Les moyens de collecte de rétentat 24 alimentent des moyens de séparation 26 qui peuvent être des moyens de séparation liquide / solide ; ou des moyens de séparation eau / hydrocarbures ; ou encore des moyens de séparation liquide / solide associés à des moyens de séparation eau / hydrocarbures.

Les moyens de séparation 26 peuvent comprendre des moyens de séparation gravitaire du type décanteur ou des moyens de séparation par flottation. Mais de préférence il s'agit d'hydrocyclone(s) de désablage et / ou de déshuilage car ces dispositifs sont relativement compacts.

Il est encore possible d'utiliser un hydrocyclone rotatif, tel que celui décrit dans la demande n° FR 09/59254 du 18 décembre 2009.

Au moins une ligne de collecte de contaminants 27 est connectée en sortie des moyens de séparation 26 ; elle permet de récupérer les matériaux éliminés du rétentat (hydrocarbures et / ou matières solides).

Une ligne de recyclage de rétentat traité 28 est également connectée en sortie des moyens de séparation 26 ; elle permet de récupérer la majorité du rétentat, débarrassé d'une partie de ses contaminants (hydrocarbures et / ou matières solides). La ligne de recyclage de rétentat traité 28 alimente la ligne d'amenée d'eau 29. Une ligne d'alimentation en eau 20 débouche également dans la ligne d'amenée d'eau 29.

Comme décrit ci-dessus, un tel circuit de filtration tangentielle permet de limiter la quantité de contaminants (hydrocarbures et / ou matières solides) sur les filtres membranaires, et donc de réduire les risques de colmatage et d'augmenter la durée de vie des filtres membranaires. La puissance de la pompe de circulation 21 est adaptée pour tenir compte de la présence des moyens de séparation 26.

Selon un autre mode de réalisation (non illustré), on peut prévoir un séparateur (notamment un hydrocyclone) couplé directement en sortie de chaque module de filtration membranaire 22, 23. Dans ce cas, les moyens de collecte de rétentat 24 sont simplement des moyens de liaison entre les modules de filtration membranaires 22, 23 et les séparateurs respectifs, ce qui assure une intégration compacte optimale des différents équipements.

Utilisation du circuit de filtration tangentielle selon l'invention

L'installation selon l'invention peut par exemple comprendre une unité de filtration membranaire unique :

- qui est alimentée par un flux d'eau prélevée dans l'environnement ; ou - qui est alimentée par un flux d'eau de production ; ou

- qui, en faisant référence à la figure 1 , est une unité de filtration membranaire 9 alimentée ou susceptible d'être alimentée par deux flux d'eau distincts, à savoir de l'eau prélevée dans l'environnement et de l'eau de production, et ce au moyen respectivement d'une ligne d'amenée d'eau prélevée 2 et d'une ligne d'amenée d'eau de production 7 ; corrélativement, la ligne d'amenée d'eau 20 décrite ci-dessus en relation avec la figure 3 est alimentée par une ligne d'amenée d'eau prélevée 2 et / ou une ligne d'amenée d'eau de production 7.

C'est cette troisième possibilité, conforme à la figure 1 , qui est plus particulièrement décrite dans la suite, étant entendu que l'invention peut être mise en œuvre mutatis mutandis avec une alimentation unique par de l'eau prélevée dans l'environnement ou avec une alimentation unique par de l'eau de production.

L'eau de production désigne une eau qui est issue d'un flux de production, c'est-à-dire un flux issu d'une formation souterraine contenant des hydrocarbures. Plus précisément, une unité d'extraction d'hydrocarbures 30, comprenant un ou plusieurs puits d'extraction situés dans la formation souterraine, fournit un flux de production dans une ligne d'amenée de flux de production 4. Le flux de production est un mélange d'hydrocarbures, d'eau et éventuellement de particules solides et / ou de gaz. Ce flux de production est séparé en plusieurs fractions dans une unité de séparation 5 alimentée par la ligne d'amenée de flux de production 4. En particulier, au moins une fraction hydrocarbonée est récupérée dans une ligne de collecte d'hydrocarbures 6, et une fraction aqueuse (l'eau de production) est soutirée dans la ligne d'amenée d'eau de production 7.

L'eau de production peut subir un traitement préliminaire avant la filtration dans l'unité de filtration membranaire 9, si cela est nécessaire compte tenu de la nature et de la qualité de l'eau de production, et compte tenu des spécifications souhaitées pour l'eau traitée. Dans ce cas, on prévoit une unité de prétraitement 8 sur la ligne d'amenée d'eau de production 7. Cette unité de prétraitement 8 peut par exemple comprendre un ou plusieurs systèmes de séparation choisis parmi les systèmes de séparation gaz / liquide, de séparation liquide / solide et de séparation eau / hydrocarbures, qui peuvent notamment comprendre un ou plusieurs hydrocyclones, ou un ou plusieurs appareils de séparation gravitaire.

L'unité de prétraitement 8, lorsqu'elle est présente, poursuit et affine la séparation entre l'eau, les hydrocarbures, les solides et les gaz du flux de production qui a été entamée dans l'unité de séparation 5.

Selon un mode de réalisation, on ne prévoit au contraire aucun prétraitement de l'eau de production, le traitement de l'eau de production étant directement effectué dans l'unité de filtration membranaire 9 pour plus de simplicité.

L'eau prélevée dans l'environnement est obtenue grâce à des moyens de prélèvement 1 . Le terme « environnement » désigne non seulement l'environnement naturel (l'eau pouvant être par exemple prélevée dans les cours d'eau ou les étendues d'eau de surface, notamment rivières, lacs et mer, ou bien encore pouvant être prélevée dans une formation aquifère souterraine), mais également les sources non naturelles d'eau, tels que les effluents industriels ou domestiques (eaux usées, eaux d'égout et autres). De manière générale, l'eau prélevée peut provenir de n'importe quelle source d'eau à l'exception de la formation souterraine contenant les hydrocarbures. Elle est, en d'autres termes, distincte de l'eau de production.

Selon un mode de réalisation, l'invention est mise en œuvre en mer, et l'eau est prélevée dans la mer.

Les moyens de prélèvement 1 peuvent comprendre des moyens d'extraction et de pompage.

L'eau prélevée peut subir un traitement préliminaire avant la filtration dans l'unité de filtration membranaire 9, si cela est nécessaire compte tenu de la nature et de la qualité de l'eau prélevée, et compte tenu des spécifications souhaitées pour l'eau traitée. Dans ce cas, on prévoit une unité de prétraitement 3 sur la ligne d'amenée d'eau prélevée 2. Cette unité de prétraitement 3 peut par exemple comprendre un système de filtration préliminaire ; et / ou un système de désoxygénation ; et / ou un système de chlorination ; et / ou un système de désulfatation ; et / ou un système de traitement biocide ; et / ou un système d'injection de composés anti-dépôt / anti-corrosion.

Ainsi, l'eau prélevée est prétraitée, et notamment selon les cas filtrée de façon préliminaire ; et / ou désoxygénée ; et / ou chlorinée ; et / ou désulfatée ; et / ou traitée par un agent biocide ; et / ou est additionnée de composés anti-dépôt / anti- corrosion.

La filtration préliminaire en question est une filtration grossière au moyen d'un ou plusieurs filtres présentant une taille de pores supérieure à 5 μιτι, et en général supérieure à 10 μιτι, supérieure à 100 m voire supérieure à 1 mm.

Selon un mode de réalisation, on ne prévoit au contraire aucun prétraitement de l'eau prélevée, le traitement de l'eau prélevée étant directement effectué dans l'unité de filtration membranaire 9 pour plus de simplicité.

L'eau de production et / ou l'eau prélevée sont traitées dans l'unité de filtration membranaire 9. L'eau traitée est récupérée dans au moins une ligne de collecte d'eau traitée 31 connectée en sortie de l'unité de filtration membranaire 9.

En d'autres termes, la ligne de collecte d'eau traitée 31 est alimentée par des lignes de collecte de perméat 25 telles que décrites ci-dessus en relation avec la figure 3, en sortie des divers circuits comprenant les modules de filtration membranaires 22, 23.

L'eau traitée récupérée dans la ligne de collecte d'eau traitée 31 est de préférence utilisée pour être injectée dans la formation souterraine, dans un ou plusieurs puits d'injection. Il est possible d'ajouter un ou des additifs à l'eau traitée (par exemple tensioactifs ou polymères destinés à augmenter la viscosité de l'eau), afin d'augmenter l'efficacité du balayage de la formation souterraine par l'eau injectée.

Selon un mode de réalisation, et en faisant référence à la figure 2, l'unité de filtration membranaire 9 comprend au moins un, et en général plusieurs, trains de filtration membranaire 18, 19. Chaque train de filtration membranaire 18, 19 est alimenté par une ligne d'alimentation de train respective 10, 1 1 , pourvue d'un système de pompage d'alimentation respectif 12, 13.

Chaque train de filtration membranaire 18, 19 comprend au moins un, et en général plusieurs, circuits 14, 15, 16, 17 qui sont tels que décrits ci-dessus en relation avec la figure 3. Dans l'exemple illustré, un premier train de filtration membranaire 18 comprend deux circuits 14, 15 qui sont tous deux alimentés par une même ligne d'alimentation de train 10. De même, un deuxième train de filtration membranaire 19 comprend deux circuits 16, 17 qui sont tous deux alimentés par une même ligne d'alimentation de train 1 1 .

Des lignes individuelles de collecte d'eau traitée 14', 15', 16', 17' sont connectées en sortie des circuits respectifs 14, 15, 16, 17 et correspondent à des lignes de collecte de perméat 25 telles que décrites ci-dessus.

L'unité de filtration membranaire 9 présente donc une structure modulaire et peut fonctionner de façon polyvalente, aussi bien en entrée qu'en sortie.

En ce qui concerne l'entrée, l'unité de filtration membranaire 9 comprend avantageusement un système de distribution 34 auquel sont connectées : en entrée la ligne d'amenée d'eau prélevée 2 et la ligne d'amenée d'eau de production 7 ; et en sortie les lignes d'alimentation de train 10, 1 1 . Le système de distribution 34 est adapté à alimenter séparément chaque ligne d'alimentation de train 10, 1 1 soit avec de l'eau prélevée, soit avec de l'eau de production, soit avec un mélange d'eau prélevée et d'eau de production, au choix de l'opérateur.

En ce qui concerne la sortie, l'unité de filtration membranaire 9 comprend avantageusement un système de distribution 35 auquel sont connectées : en entrée les lignes individuelles de collecte d'eau traitée 14', 15', 16', 17' ; et en sortie la ligne ou les lignes de collecte d'eau traitée 31 .

En début d'exploitation de la formation souterraine, il n'y a pas d'eau de production disponible, et on traite uniquement de l'eau prélevée dans l'unité de filtration membranaire 9. Par la suite, lorsque de l'eau de production est disponible, il est avantageux d'utiliser cette eau de production pour l'injection. Dans ce cas, on traite uniquement l'eau de production dans l'unité de filtration membranaire 9 (on cesse alors de prélever de l'eau dans l'environnement) ; ou bien on traite à la fois de l'eau de production et de l'eau prélevée (assurant un appoint) dans l'unité de filtration membranaire 9, et ce soit dans des modules de filtration membranaires séparés, soit dans les mêmes modules de filtration membranaires (l'eau de production et l'eau prélevée pouvant être mélangées).

Par conséquent, dans le procédé de l'invention, la filtration de l'eau prélevée et la filtration de l'eau de production dans l'unité de séparation membranaire 9 peuvent être effectuées successivement ou simultanément, selon les périodes d'exploitation.

En cas d'excès d'eau de production selon les besoins vis-à-vis de l'injection (et notamment en cas de diminution ou d'interruption ou d'arrêt de l'injection), il est possible de rejeter tout ou partie de l'eau traitée dans l'environnement au lieu de l'injecter dans la formation souterraine. Les filtres membranaires présents dans l'unité de filtration membranaire 9 peuvent être des filtres membranaires organiques (en polymère) ou inorganiques (en céramique) ou hybrides (en partie en céramique et en partie en polymère). Le choix des filtres membranaires est effectué de préférence de telle sorte que ceux-ci puissent traiter à la fois de l'eau prélevée et de l'eau de production, en dépit des caractéristiques différentes de ces flux.

De préférence, les filtres membranaires doivent tolérer la présence de composés hydrocarbonés et notamment de composés aromatiques tels que le toluène et le benzène, qui peuvent être présents dans l'eau de production.

De préférence, les filtres membranaires doivent pouvoir supporter une température supérieure ou égale à 40°C, notamment supérieure ou égale à 50°C, notamment supérieure ou égale à 60°C, notamment supérieure ou égale à 70°C, notamment supérieure ou égale à 80°C, voire supérieure ou égale à 90°C, puisque l'eau de production peut atteindre ou dépasser de tels seuils de température.

Pour l'ensemble de ces raisons, il est préférable d'utiliser des filtres membranaires en céramique (qui peuvent notamment supporter une teneur en hydrocarbures allant jusqu'à 1 voire 3 % ainsi qu'une température élevée), et notamment des filtres membranaires à base de AI2O2, T1O2, ZrÛ2, S1O2, MgO, SiC ou un mélange de ces derniers. Les filtres membranaires à base de SiC sont particulièrement préférés du fait de leur grande hydrophilie : ils sont ainsi faciles à nettoyer, résistants à l'abrasion, et peuvent supporter des débits d'eau élevés.

Certains filtres membranaires organiques, notamment ceux à base du matériau connu sous le nom de Téflon®, peuvent également convenir, selon les applications.

Selon un mode de réalisation, tous les trains de filtration 18, 19 de l'unité de filtration membranaire 9 sont identiques ; et / ou tous les circuits 14, 15, 16, 17 des trains de filtration 18, 19 sont identiques ; et / ou tous les modules de filtration membranaire 22, 23 et tous les filtres membranaires sont identiques (sauf éventuellement dans le cas de modules de filtration disposés en série).

L'unité de filtration membranaire 9 est de préférence une unité de microfiltration ou d'ultrafiltration, c'est-à-dire que les filtres membranaires qu'elle contient présentent une taille de pores de 0,01 à 10 μιτι, et de préférence de 0,01 à 1 μιτι. Ainsi, l'unité de filtration membranaire 9 est adaptée pour éliminer les gouttes d'hydrocarbures ainsi que les matières solides en suspension dans l'eau.

A titre d'exemple, l'eau en entrée de l'unité de filtration membranaire 9 peut contenir jusqu'à 1000 ppm d'hydrocarbures et jusqu'à 200 mg/L de matières solides en suspension. L'eau traitée en sortie de l'unité de filtration membranaire 9 peut contenir moins de 10 ppm (de préférence moins de 5 ppm voire moins de 1 ppm) d'hydrocarbures et moins de 10 mg/l (de préférence moins de 1 mg/l) de matières solides en suspension : elle est ainsi adaptée à l'injection (y compris en mode matriciel) ou au rejet dans l'environnement.

Si l'on souhaite obtenir une pureté d'eau encore supérieure, et notamment éliminer les sels dissous, on prévoit une unité de filtration membranaire supplémentaire 32 alimentée par la ligne de collecte d'eau traitée 31 . Cette unité de filtration membranaire supplémentaire 32 est de préférence une unité de nanofiltration ou d'osmose inverse (comprenant des filtres membranaires présentant une taille de pores inférieure à 0,01 μιτι). De l'eau traitée et purifiée est alors récupérée dans une ligne de collecte d'eau traitée et purifiée 33 connectée en sortie de l'unité de filtration membranaire supplémentaire 32.

Des moyens de traitement complémentaire peuvent également être prévus selon les besoins, par exemple une unité de désoxygénation de l'eau entre l'unité de filtration membranaire 9 et l'unité de filtration membranaire supplémentaire 32 (dans ce cas il est inutile de prévoir une désoxygénation en amont de l'unité de filtration membranaire 9).

Il peut être avantageux de chauffer l'eau en entrée de l'unité de filtration membranaire 9, afin de diminuer sa viscosité et de réduire les risques de colmatage des filtres membranaires par les hydrocarbures. Pour ce faire, on prévoit un échangeur de chaleur sur la ligne d'amenée d'eau prélevée 2 et / ou sur la ligne d'amenée d'eau de production 7 et / ou sur les lignes d'alimentation de train 10, 1 1 .

L'échangeur de chaleur peut par exemple être couplé avec la ou les conduites de collecte d'eau traitée 31 ou bien avec les lignes individuelles de collecte d'eau traitée 14', 15', 16', 17', afin de récupérer les calories de l'eau traitée (qui peut être typiquement à une température de 30 à 80°C).

L'invention peut être mise en œuvre sur terre ou en mer. La mise en œuvre en mer peut être sur un support flottant ou une plateforme, ou encore sur le fond marin, en utilisant des équipements adaptés (marinisation des équipements).