Radial Fingering in a Water-Wet Porous Medium

Digitation radiale dans un milieu poreux mouillable à l'eau

University of Ottawa

Abstract

Radial displacement of a non-wetting fluid (paraffin oil) by a wetting fluid (water) was studied in a consolidated porous medium for a wide range of flowrates. The effects of injection flowrate on the displacement pattern were observed photographically, and the volumetric oil recovery at the breakthrough condition was measured. The experimental results indicate that the recovery versus flowrate curve can be divided into three main regions: (1) a capillary regionat low flowrates where capillary forces are dominant; (2) a viscous regionat high flowrates where viscous forces are dominant; and (3) an intermediate stabilized regionwhere capillary and viscous forces are of comparable magnitude. The experimental data for the number of fingers are compared with theoretical predictions and the so-called wettability number is calculated. The results are finally compared with previous data for systems of reversed wettability and the differences, which are very significant, are discussed.

Résumé

On a étudié le déplacement radial d'un fluide non mouillant (l'huile de paraffine) par un fluide mouillant (l'eau) dans un milieu poreux consolidé et pour une large gamme de débit. On a observé photographiquement les effets du débit d'injection sur le modèle de déplacement et mesuré la récupération volumétrique de l'huile en condition de rupture. Les résultats expérimentaux indiquent que l'on peut diviser en trois parties principales la courbe donnant la récupération en fonction du débit : - un domaine capillaire à faible débit où les forces capillaires sont dominantes, - un domaine visqueux à débit élevé où les forces visqueuses sont dominantes, - un domaine intermédiaire stabilisé où les forces capillaires et visqueuses sont de grandeur comparable. On compare les données expérimentales relatives au nombre de digitations avec les prévisions théoriques et on calcule le nombre dit de mouillabilité . Les résultats sont finalement comparés aux données précédentes de systèmes à mouillabilité inverse et on discute de très importantes différences.