Determination of Three-Phase Relative Permeabilities under Reservoir Conditions by Hot Water and Steamflood Experiments Détermination de perméabilités relatives tri-phasiques en conditions de réservoir, à partir d'expériences de balayages à l'eau chaude et à la vapeur

Abstract

In order to help the physical and numerical interpretation of Emeraude's steam pilot, two-phase waterfloods at four temperatures (between 30 and 240°C) and a steamflood were performed in the laboratory using the same porous medium (compacted silt) and under reservoir conditions. Dynamic isothermal displacements were interpreted with a thermal simulator taking into account capillary end effects. The corresponding oil-water relative permeability curves were obtained by matching observed pressure drop and oil production. Results show that temperature influences the end-point saturations but not the shape of the curves. The steamflood experiment was carried out in an adiabatic core holder. Oil stripping and production of a large amount of CO2 caused by dissolution of carbonates were pointed out. The numerical interpretation of this experiment, by making use of the oil-water relative permeabilities, provided the three-phase oil relative permeability which is an essential datum for numerical interpretation of a steam drive pilot. Then a parameter study was used to quantify the influence of the different mechanisms involved in hot water and steam floods. Dans le but de faciliter l'interprétation physique et numérique du pilote vapeur d' Emeraude, des balayages eau-huile à quatre températures (entre 30 et 240°C) et un balayage à la vapeur ont été réalisés au laboratoire. Toutes ces expériences ont été effectuées sur le même milieu poreux (silt compacté) et en conditions de réservoir. Les déplacements bi-phasiques isothermes, en écoulement transitoire, ont été interprétés avec un modèle numérique thermique qui prend en compte les effets capillaires aux extrémités de l'échantillon. Les courbes de perméabilités relatives dynamiques eau-huile sont déterminées par calage, sur les courbes expérimentales, de la différence de pression et de la production d'huile simulées. Les résultats montrent que la température influe sur les points extrêmes, mais pas sur la forme, des courbes de perméabilités relatives. L'expérience de balayage à la vapeur a été réalisée dans une cellule porte-échantillon adiabatique. Les observations expérimentales ont mis en évidence l'importance des phénomènes de thermomigration des composants légers de l'huile et de dissolution des carbonates (production importante de CO2). En utilisant les perméabilités relatives eau-huile précédemment déterminées, la simulation numérique de cette expérience a permis d'accéder à la perméabilité relative triphasique à l'huile, donnée essentielle pour l'interprétation numérique d'un pilote de balayage à la vapeur. Enfin, une étude de paramètres a quantifié l'influence des différents mécanismes mis en jeu dans les balayages à l'eau chaude et à la vapeur.