A Novel Model of Foam Flooding Considering Multi-Factors for Enhancing Oil Recovery

Un nouveau modèle d’injection de mousse considérant de multiples facteurs afin d’améliorer la récupération de pétrole

¹ MOE Key Laboratory of Petroleum Engineering in China University of Petroleum, Beijing 102249 – China
² Department of Petroleum & Geosystems Engineering, The University of Texas at Austin, Austin 78712 – USA
³ CNOOC Tianjin Branch Company, Tianjin 300452 – China
⁴ Sinopec Shengli Oilfield Branch Company, Shandong Dongying 257000 – China
e-mail: wangjing8510@163.com

^* Corresponding author

Abstract

Foam flooding is a promising technique for achieving mobility control and diverting fluid into low-permeability strata in post-water-flooding reservoirs. However, foam flow is very complicated and is influenced by many factors which have not been studied and explored very rigorously (i.e. permeability, surfactant concentration, foam quality, reservoir temperature, oil saturation, water saturation and seepage velocity). Based on core flooding experiments of foam flowing and blocking rules using two kinds of foaming agents, a novel model of foam flooding considering the influences of the above factors is established and solved using a reservoir simulator which is formulated using the IMPES method in conjunction with a Runge-Kutta method. Then, the validation is performed by core flooding experiments in both the absence and presence of oil. Finally, the simulator is used to investigate the effects of the permeability max-min ratio, ratio of vertical to horizontal permeability, gas-liquid ratio, depositional sequence, foaming agent concentration, and reservoir temperature.

Résumé

L’injection de mousse est une technique prometteuse pour atteindre un contrôle de la mobilité et détourner le fluide dans des couches à faible perméabilité de réservoirs après injection d’eau. Toutefois, l’écoulement de mousse est très compliqué et est influencé par de nombreux facteurs qui n’ont pas été étudiés et explorés de manière très rigoureuse (à savoir la perméabilité, la concentration en tensioactif, la qualité de la mousse, la température du réservoir, la saturation en pétrole, la saturation en eau et la vitesse d’écoulement). Sur la base d’expériences d’injection de mousse dans des carottes et de règles de blocage en utilisant deux types d’agents moussants, un nouveau modèle d’injection de mousse qui tient compte des influences des facteurs ci-dessus est établi et résolu, en utilisant un simulateur de réservoir basé sur la méthode IMPES combinée à la méthode Runge-Kutta. Ensuite, la validation est réalisée par des expériences d’injection dans des carottes à la fois en l’absence et en présence de pétrole. Enfin, le simulateur est utilisé pour étudier les effets du rapport max/min de perméabilité, du rapport de perméabilité verticale/horizontale, du rapport gaz/liquide, des séquences de dépôt, de la concentration de l’agent moussant et de la température du réservoir.