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Écoulement de polymères en milieux poreux

Zami-Pierre, Frédéric and Davit, Yohan and Loubens, Romain de and Quintard, Michel Écoulement de polymères en milieux poreux. (2014) In: JEMP 2014, 9 October 2014 - 10 October 2014 (Toulouse, France).

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Abstract

1. CONTEXTE L'extraction du pétrole se décompose en plusieurs grandes phases. A partir de la phase secondaire, l'injection d'eau permet de faire remonter l'huile. Une méthode pour améliorer la récupération d'huile consiste à injecter un mélange de polymère de d'eau. On injecte alors un fluide plus visqueux et on réduit ainsi les instabilités hydrodynamiques. Cela permet alors un meilleur balayage. Les polymères utilisés sont des macromolécules (par exemple HPAM) de tailles variables et allant jusqu'à 100 nanomètres. 2. Les problématiques L'ajout de polymères à l'eau injectée (souvent salée sur des plate-formes offshore), rend le problème de l'écoulement plus complexe. En premier lieu, le mélange acquiert un comportement non-newtonien. En outre ces macromolécules ont tendance à s'adsorber et se réarranger près des parois solides, créant, par exemple, du glissement. Enfin des zones stagnantes peuvent se créer. Le sel peut interagir avec les molécules et modifier leurs propriétés physiques. Ces molécules ont des tailles qui varient dû aux dégradations mécaniques et thermiques [3]. Ces nombreux phénomènes physiques font aujourd’hui encore l’objet d’études poussées [1]. Cette étude se concentrera sur certains d'entre eux. Le caractère non newtonien du fluide sera examiné. La viscosité du fluide est fonction des contraintes appliquées [2]. En première approximation, un modèle en loi de puissance calibrée à partir de données expérimentales venant de la littérature sera utilisé. Enfin, on travaillera sur des images tomographiques réelles afin d'améliorer la prédiction des propriétés effectives. Les données utilisées proviennent de roches qui ont été imagées par les équipes de Total. 3. Méthodologie La méthode de changement d'échelle choisie est celle de la prise de moyenne volumique. L'objectif étant d'ajouter le caractère non newtonien à la démonstration classique de la loi de Darcy, comme dans [4]. On a alors une nouvelle loi macroscopique et les nouvelles propriétés effectives se calculent en résolvant un problème local appelé problème de fermeture. La simulation numérique directe permet de résoudre ce problème. On utilise OpenFoam, qui est basé sur une méthode de volumes finis. La convergence au maillage est assurée et diverses propriétés effectives du milieu sont analysées.. 4. Résultats Les résultats sont exprimés sous la forme d'une perméabilité corrigée. L'importance du caractère non newtonien est quantifié par rapport au cas de référence newtonien. Le problème de fermeture est seulement résolu dans le cas simple d'une rhéologie en loi de puissance.

Item Type:Conference or Workshop Item (Poster)
Audience (conference):National conference without published proceedings
Uncontrolled Keywords:
Institution:French research institutions > Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Other partners > Total (FRANCE)
Université de Toulouse > Université Toulouse III - Paul Sabatier - UPS (FRANCE)
Laboratory name:
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Deposited By: Frédéric Zami-Pierre
Deposited On:28 Oct 2015 07:38

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