Etude expérimentale et numérique des écoulements eau/huile dans les milieux poreux vacuolaires

Abstract

Les milieux poreux vacuolaires se rencontrent dans de nombreux réservoirs spécialement dans les réservoirs carbonatés. Ils sont constitués d’une matrice poreuse continue, parsemée de cavités (appelées vacuoles) résultant de processus de diagenèse complexe. Dues à leur structure, ces milieux poreux ont des propriétés de transport spéciales, l’optimisation de la récupération de l’huile nécessite alors une bonne description des écoulements eau/huile. Les échantillons modèles vacuolaires sont obtenus à partir de barreaux de grès, représentant la matrice poreuse homogène et continue dans laquelle des trous cylindriques, représentant les vacuoles, sont réalisés. Des fenêtres transparentes, placées de part et d’autre des vacuoles, permettent une visualisation directe de la distribution et de l’évolution des phases durant l’écoulement. Dans cette configuration, l’écoulement est bidimensionnel et les cartes de saturation sont obtenues à partir de mesures locales de saturation utilisant la technique d’atténuation d’un rayonnement g. Durant les cycles de drainage et d’imbibition, des mesures de saturation, de différence de pression et de récupération sont effectuées. Deux couples saumure/huile ont été testés dans le but de mettre en évidence les effets relatifs des forces de gravité et de viscosité. Des simulations numériques 2D, utilisant un logiciel industriel, sont réalisées sur les milieux vacuolaires. Dans notre configuration, un modèle de type Darcy généralisé hétérogène est testé. Le milieu vacuolaire est représenté par deux régions correspondant respectivement à la matrice et aux vacuoles. Les propriétés pétrophysiques de la matrice sont identifiées par calage des résultats expérimentaux obtenus sur un échantillon homogène similaire, sans vacuoles. Dans la région vacuolaire, une pression capillaire nulle est choisie et plusieurs types de perméabilités relatives à l’huile et à l’eau sont testés : les évolutions de pression, de saturation et de production sont finalement comparées à celles obtenues expérimentalement.