Microfluidic Study of Foams Flow for Enhanced Oil Recovery (EOR)

Étude en microfluidique de l’écoulement de mousses pour la récupération assistée

IFP Energies nouvelles, 1-4 avenue de Bois-Préau, 92852 Rueil-Malmaison Cedex – France
e-mail: nicolas.pannacci@ifpen.fr

^* Corresponding author

Abstract

In this paper, we report an experimental study of foam flow in different channel geometries using microfluidic devices in the framework of Enhanced Oil Recovery (EOR). Two different processes of foam formation are studied. The first corresponds to co-injection of gas and water through a cross junction which gives rise to a monodisperse foam. The second one corresponds to the fragmentation of large bubbles by a porous media, a foam formation process simulating multiphase flows in rocks. The foam formation is completely controlled and characterized varying both the water and gas pressure applied. We also use a microdevice with two permeabilities that permits to highlight the diversion of the continuous phase in the low permeability channels. The observations are important for a better understanding of the implied phenomena in EOR as well as to determine pertinent data to feed flow simulators.

Résumé

Cet article présente, dans le cadre de la récupération assistée du pétrole (EOR, Enhanced Oil Recovery), une étude expérimentale avec des dispositifs microfluidiques concernant les écoulements de mousse dans des canaux de différentes géométries. Deux processus différents de formation de mousse ont été étudiés. Le premier correspond à la co-injection de gaz et d’eau à travers une jonction en croix produisant une mousse monodisperse. Le second correspond à la fragmentation de grosses bulles par un milieu poreux, processus de formation de mousse simulant des écoulements multiphasiques dans des roches. La formation de mousse est contrôlée et caractérisée en variant les pressions appliquées d’eau et de gaz. Nous avons également utilisé un microsystème avec deux perméabilités permettant la mise en évidence de la redirection de la phase continue vers les canaux de faible perméabilité. Ces observations sont importantes pour une meilleure compréhension des phénomènes impliqués dans les processus EOR ainsi que pour déterminer les données d’entrée pertinentes pour les simulateurs d’écoulement.