Introducing Core-Shell Technology for Conformance Control

Introduction au « core-shell » technologie pour l’amélioration de déplacement d’huile par injection d’eau

¹ Politecnico di Torino, DIATI, corso Duca degli Abruzzi 24, 10129 Torino – Italy
² Eni SpA, via F. Maritano 26, 20097 S. Donato M., Milano – Italy
e-mail: francesca.verga@polito.it – mariangela.lombardi@polito.it – giuseppe.maddinelli@eni.com – laura.montanaro@polito.it

^* Corresponding author

Received: 19 April 2016
Accepted: 14 December 2016

Abstract

Reservoir heterogeneities can severely affect the effectiveness of waterflooding because displacing fluids tend to flow along high-permeability paths and prematurely breakthrough at producing wells. A Proof-of-Concept (PoC) study is presented while discussing the experimental results of a research on “core-shell” technology to improve waterflooding in heterogeneous oil reservoirs. The proposed methodology consists in injecting a water dispersion of nanocapsules after the reservoir has been extensively flushed with water. The nanocapsules are made of a “core” (either polymeric or siliceous materials), protected by a “shell” that can release its content at an appropriate time, which activates through gelation or aggregation thus plugging the high permeability paths. Additional flooding with water provides recovery of bypassed oil. The initial conceptual screening of possible materials was followed by extensive batch and column lab tests. Then, 3D dynamic simulations at reservoir scale were performed to compensate for the temporary lack of pilot tests and/or field applications.

Résumé

Les hétérogénéités de réservoir peuvent gravement affecter l’efficacité de l’injection d’eau parce que les fluides de déplacement ont tendance à couler le long des chemins de haute perméabilité et à parvenir prématurément au puits de production. Une étude de preuve de concept est présentée tout en discutant les résultats expérimentaux d’une recherche sur la technologie « core-shell » pour améliorer l’injection d’eau dans les réservoirs de pétrole hétérogènes. La méthode proposée consiste à injecter une dispersion aqueuse de nanocapsules après que le réservoir ait été abondamment rincé à l’eau. Les nanocapsules sont faites d’un « noyau » (matériaux polymères ou siliceux), protégé par une « coquille » qui peut libérer son contenu à un moment approprié ; ensuite le contenu peut s’activer par gélification ou agrégation ainsi que les chemins de haute perméabilité. Un rinçage supplémentaire avec de l’eau permet une récupération d’huile contournée. La projection conceptuelle initiale de matériaux possibles a été suivie par de nombreux tests de lots et de la colonne de laboratoire. Ensuite, des simulations dynamiques 3D à l’échelle du réservoir ont été effectuées pour compenser le manque temporaire de tests pilotes et/ou applications industrielles.