Modélisation et simulation à l' échelle du pore de la récupération assistée des hydrocarbures par injection de polyméres

Pore-scale numerical simulation of Oil Recovery by polymer injection

• Auteur / Autrice : Johana Lizeth Pinilla Velandia
• Direction : Charles-Henri Bruneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées et calcul scientifique
• Date : Soutenance le 13/12/2012
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mathématiques de Bordeaux
• Jury : Président / Présidente : Angelo Iollo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cédric Galusinski, Sandra Tancogne, Hugues Bodiguel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cédric Galusinski, Mazen Samir Saad

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Porosité

Écoulement diphasique

Microfluidique

Mots clés libres

Microfluidique

Écoulement diphasique

Ligne triple,

Modèle de Cox

Pénalisation

Level-set

Échelle du pore

Polymères

Oldroyd-B

Microfluidics

Two-phase flow

Triple contact line

Cox model

Penalization

Level-set

Pore scale

Polymer

Oldroyd-B

Résumé

Ce travail est motivé par la nécessité de mieux comprendre la technique de récupération du pétrole par injection de polymères à l'échelle du pore. On considère deux fluides immiscibles dans un réseau de microcanaux. A cette échelle, le diamètre des canaux est de l'ordre de quelques dizaines de micromètres tandis que la vitesse est de l'ordre du centimètre par seconde. Cela nous permet d'utiliser les équations de Stokes incompressible pour décrire l'écoulement des fluides. Le modèle Olroyd-B est utilisé pour décrire l'écoulement du fluide viscoélastique. Afin d'effectuer des simulations numériques dans une géométrie complexe comme un réseau de microcanaux, une méthode de pénalisation est utilisée. Pour suivre l'interface entre les deux fluides, la méthode Level-Set est employée. Le modèle pour la dynamique de la ligne triple est basé sur les la loi de Cox. Enfin, on présente des résultats de simulations numériques avec des paramètres physiques réalistes.

This work is motivated by the need for better understanding the polymer Enhanced Oil Recovery (EOR) technique at the pore-scale. We consider two phase immiscible fluids in a microchannel network. In microfluidics, the diameter of the channels is of the order of a few tens of micrometers and the flow velocity is of the order of one centimeter per second. The incompressible Stokes equations are used to describe the fluid flow. The Oldroyd-B rheological model is used to capture the viscoelastic behavior. In order to perform numerical simulations in a complex geometry like a microchannel network, a penalization method is implemented. To follow the interface between the two fluids, the Level-Set method is employed. The dynamic contact line model used in this work is based on the Cox law. Finally, we perform simulations with realistic parameters.