Influence de la mouillabilité sur les propriétés polyphasiques d'un milieu poreux lors d'un drainage par gravité

Abstract

Le contexte général de cette étude est celui de la récupération du pétrole par injection de gaz. Ce travail porte sur le drainage par gravité, qui constitue un écoulement de gaz dans un milieu poreux saturé en huile et en eau irréductible. L'accent est mis sur l'influence de la mouillabilité, qui traduit l'affinité d'un fluide pour une surface solide. Une étude expérimentale est d'abord menée : des essais de drainage gaz/huile/eau et gaz/huile sont réalisés en utilisant une méthode de restauration de la mouillabilité par macération au contact d'une huile brute. Puis deux méthodes de calcul des perméabilités relatives sont développées : une méthode analytique et une méthode inverse. Les résultats sont interprétés en termes de courbe de récupération, de pression capillaire et de perméabilités relatives. Lors du drainage par gravité, seule l'huile est récupérée en sortie du milieu et la fraction d'huile récupérée varie de 48 à 64% suivant la mouillabilité du milieu. L'existence de deux cinétiques gouvernant la récupération en huile est mise en évidence : une phase très rapide d'écoulement en masse et une phase très lente d'écoulement par films. Lorsque le milieu tend vers la mouillabilité à l'huile, la fraction d'huile récupérée augmente et la saturation en huile résiduelle atteinte localement diminue. La mouillabilité est néanmoins sans effet sur la première phase du drainage par gravité, sur le pied capillaire huile/air et sur la perméabilité relative à l'huile aux fortes saturations en huile. Aux faibles et moyennes saturations, la perméabilité relative à l'huile augmente lorsque le milieu tend vers la mouillabilité à l'huile. Un scénario des mécanismes physiques mis en jeu à l'échelle du pore est proposé à l'issue de ces résultats.