Etude du déplacement de l'huile par le gaz Analysis of Oil Displacement by Gas

• Main Author: Delclaud J.
• Format: Article
• Language: English
• Published: EDP Sciences 2006-11-01
• Series: Oil & Gas Science and Technology
• Online Access: http://dx.doi.org/10.2516/ogst:1974022

Les ingénieurs « réservoir u prévoient avec beaucoup de difficultés l'exploitation des gisements en utilisant les relations perméabilités relatives-saturations fournies par les laboratoires. Ceci amène à se demander si le concept est valide en écoulement transitoire, si les mesures sont effectuées selon des procédures convenables, si la relation statique entre la pression capillaire et la saturation est conservée en régime variable, si enfin la méconnaissance des lois de combinaison de ces fonctions n'est pas la cause de l'insatisfaction des ingénieurs. Le travail présenté ici traite des trois premiers points. Deux séries d'expériences sont réalisées à cet effet : - d'une part, des expériences de déplacement de l'huile par le gaz, où l'on s'intéresse à l'établissement et à la caractérisation de phénomènes pseudo-stationnaires. Les échantillons poreux choisis sont de faibles dimensions. Ils permettent ainsi de réduire la durée des périodes transitoires; - d'autre part, des expériences de déplacement sur des échantillons homogènes de grandes dimensions où l'on étudie les phénomènes transitoires. On mesure, tout au long du massif, la pression dans les deux phases et la saturation. Les perméabilités relatives sont calculées en tout point et à tout instant, à partir des équations de continuité. II ressort de ces travaux que la relation perméabilité relative-saturation est la même en tout point du milieu poreux, tout au long de l'écoulement transitoire, qu'elle ne dépend pas de la vitesse d'écoulement et que la relation pression capillaire-saturation coïncide avec celle établie par la méthode des états restaurés. La validité du concept en écoulement transitoire est donc prouvée. La méthode de WELGE, JOHNSON, BOSSLER et NAUMANN conduit à des résultats différents de ceux obtenus. On montre, pour expliquer ces écarts, que les hypothèses théoriques de cette méthode sont éloignées de la réalité. Enfin, les résultats expérimentaux sont correctement simulés par voie directe à l'aide d'un modèle numérique tenant compte des phénomènes capillaires et de conditions aux limites mesurées. Ces résultats encourageants permettent d'envisager l'étude de la restitution des perméabilités relatives à partir de tests de laboratoire par des calculs utilisant la théorie classique. <br> Reservoir engineers are hoving a great deal of difficulty in planning oilfield production by using the relative- perméability,/saturation relations provided by laboratories. They have even begun to wonder whether the concept is valid in transient flow, whether, measurements are made according to suitable procedures, whether the static relation between capillary pressure and saturation is maintained during unsteady flow and whether our Jack of understanding of these functions is perhaps the reason why engineers are unsatisfied. This article takes up the first three of the above points. The following two series of experiments were carried out : - experiments of oil displacement by gas, with an effort being made to determine and specify pseudo-stationary phenomena. The porous samples chosen were of small size so that the length of the transient periods coula be reduced; - displacement experiments in large-size homogeneous samples, with an analysis of transient phenomena. Pressure in both phases and saturation were measured along the entire length of the pack. Relative permeabilities were calculated at all points and times, on the basis of continuity equations. These experiments demonstrated that the relative-permeability/saturation relation is the same at all points in a porous medium, along the entire length of transient flow, that it does not depend on the flowraie, and that the capillary-pressure/saturation relation coincides with the one determined by the restored-state method. This thus proves the validity of the transient-flow concept. The WELGE, JOHNSON, BOSSLER and NAUMANN method leads to different results from the ones obtained. These differences are explained by the fact that the theoretical hypotheses of this method are quite different from what actually happens. The experimental findings were correctly simulated by a direct method, using a numerical model, by taking capillary phenomena and measured boundary conditions into consideration. These encouraging results lead to plans to investigote ways of recreating relative permeabilities with laboratory tests, by calculating according to the conventional theory.