Oil & Gas Science and Technology (Nov 2006)
Two Phase Flow in Nodular Systems: Laboratory Experiments Écoulements polyphasiques dans des systèmes nodulaires : expériences de laboratoire
Abstract
Heterogeneity effects within the grid block of a reservoir numerical model are generally taken into account by using pseudo-relative permeability and capillary pressure curves. Some insight into the physics of these pseudo-functions can be obtained from multiple scale analysis such as largescale averaging. Previous theoretical results have shown specific behaviour associated with nodular systems. Laboratory scale experiments were performed that emphasize the difference in behaviour of nodular systems when the properties of the different regions are interchanged. Sandstone nodules embedded in a more permeable continuous region made of sand showed a quasi-static behaviour under experimental conditions while the reverse situation, i. e. sand nodules in a sandstone continuous region, exhibited a totally different behaviour in terms of final saturation and recovery curves. These results are discussed with respect to the large-scale averaging objective. Notre étude s'inscrit dans le cadre général de la prise en compte des hétérogénéités dans la modélisation des écoulements polyphasiques en milieu poreux. Les modèles de gisement utilisent le plus souvent les méthodes de pseudo-fonctions , faisant l'hypothèse que les équations décrivant les écoulements polyphasiques ne sont pas modifiées, dans leur forme, par le changement d'échelle. En fait, il est reconnu que le processus de changement d'échelle peut conduire à des propriétés transitoires, directionnelles et dynamiques. Il est donc nécessaire de bien connaître la physique des écoulements à l'échelle locale pour décrire l'écoulement à une échelle plus grande incluant les hétérogénéités. Le problème physique auquel nous nous intéressons est représenté figure 1. Lors de travaux précédents, Quintard et Whitaker (1988) ont obtenu les résultats suivants : - Dans le cas quasi-statique (écoulement contrôlé par les forces capillaires), les équations à grande échelle sont de même nature qu'à l'échelle locale. - Dans le cas d'un système nodulaire, la désaturation quasi-statique peut conduire à une inversion du rôle des régions (la région initialement la plus perméable peut devenir la région la moins perméable et inversement). - Il y a une grande différence de comportement entre les deux systèmes nodulaires suivants : système I où la région oméga constitue le nodule et la région êta la région continue, et système II où la région oméga est la région continue et la région êta constitue le nodule.