Propriétés structurelles d'huiles lourdes en écoulement : application à la récupération assistée d'hydrocarbures.
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Abstract EN:
During this thesis untitled “Structural properties of extra heavy oils: an application for hydrocarbon assisted recovery” we were interested in the classification of essentials parameters for the oil production. In a first time, we studied the physic of flowing in porous media to select key parameters to study. Main flow characteristics found in the literature or used in simulators are viscosity and properties of the porous media as porosity and permeability. The first parameter studied here is oil viscosity: we succeed in determining oil viscosity depending on different parameters like temperature, strain or stress imposed to model our oil behaviour. However this study was not as appreciated as expected and we decided to carry on a rheological study. This second part was very useful because it permits us to check the visco elastic behaviour of extra heavy oils. Thanks to this second part, we were able to understand that visco elasticity is due to asphaltene molecules in oil and to interactions induced. The second parameter we were focused on is the porosity of deposits: a tomography study was performed on different minerals and we were able to observe and characterise different kinds of carbonates and notice their fluctuations in porosity, structures and fractures. Micro tomography was also used to examine gas bubble nucleation and growth extra heavy oils held in porous media during a depletion process. Finally, the last part of our work was performed to model flows in porous media to test the influence of various parameters we were focussed on during this thesis.
Abstract FR:
Au cours de cette thèse, intitulée « Propriétés structurelles d’huiles lourdes en écoulement : application à la récupération assistée d’hydrocarbures » nous nous sommes intéressé à la classification des paramètres essentiels à la production d’huile. Dans un premier temps nous avons étudié la physique des écoulements en milieu poreux afin de sélectionner les paramètres clés à étudier. Les premières propriétés de transport que l’on retrouve dans la littérature comme dans les simulateurs sont la viscosité et les caractéristiques du milieu poreux comme la porosité et la perméabilité. Le premier paramètre auquel nous nous sommes intéressés est donc la viscosité des huiles : nous avons ainsi déterminé la viscosité d’une huile lourde en fonction de paramètres tels que la température, la contrainte ou la déformation imposées afin de réaliser un modèle adapté à notre huile. Cependant cette étude de la viscosité ne s’est pas révélée suffisante et nous avons poursuivis par une étude rhéologique plus poussée. Cette seconde partie de l’étude s’est avérée très utile puisqu’elle nous a permis de déterminer le caractère viscoélastique des huiles lourdes. Grâce à cette étude nous avons pu comprendre que cette viscoélasticité est principalement due à la présence de molécules d’asphaltène dans l’huile et aux interactions qui en résultent. Le second paramètre étudié est la porosité des gisements : grâce à une étude tomographique des roches de gisement, nous avons pu observer et caractériser des carbonates de nature variées et ainsi observer leurs différentes porosités, structures et failles. La microtomographie nous a également permis d’observer la génération de bulles de gaz dans les milieux poreux lors d’une dépressurisation. Enfin, la dernière partie de nos travaux a eut pour but de modéliser les écoulements en milieu poreux afin de tester l’influence des divers paramètres que nous avons voulu étudier au cours de cette thèse.