Compréhension et maîtrise des phénomènes d’interactions surfactant-polymères. Application à la stratégie d’injection de formulations en EOR chimique

Understanding and controlling the phenomena of surfactant-polymer interactions. Application to the injection strategy of chemical EOR formulations

• Auteur / Autrice : Massinissa Hamouma
• Direction : Annie Colin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physico-chimie
• Date : Soutenance le 21/10/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sciences et ingénierie de la matière molle (Paris ; 1997-....) - Sciences et Ingénierie de la Matière Molle / SIMM
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (1882-....)
• Jury : Président / Présidente : Etienne Barthel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Annie Colin, Etienne Barthel, Marie-Caroline Jullien, Jean-Baptiste Salmon, Nicolas Wartenberg, Thomas Divers, Christine Dalmazzone, Aline Delbos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Caroline Jullien, Jean-Baptiste Salmon

Mots clés

Mots clés libres

EORc

Démixtion

Injection dans les milieux poreux

Bouchage

Stratégie d’injections

EORc

Demixion

Injection into porous media

Plugging

Injection strategies

Résumé

Ce travail s’inscrit dans le cadre de la récupération assistée du pétrole par injection de produits chimiques(EORc) : tensioactifs et polymères. Les tensioactifs permettent de récupérer le pétrole piégé dans les poresen réduisant la tension de surface entre l’eau et l’huile donc des forces capillaires. Les polymères quant àeux permettent un meilleur balayage du réservoir en agissant sur l’augmentation de la viscosité des eauxd’injection. Cependant, la présence de ces deux espèces chimiques dans une même formulation peut entraîner unedémixtion des formulations susceptible de réduire l’efficacité du procédé. Ainsi, le but de cette thèse est decomprendre l’impact de ces phénomènes sur le rendement du procédé. Tout d’abord, ces formulations sont caractérisées en volume (taille des agrégats, étude rhéologique et paramètres influençant la séparation de phase). Ensuite, L’injection des formulations dans les milieux poreux modèles nous a permis de déterminer les conditions d’injection de ces formulations dans les poreux et comprendre les phénomènes de bouchage. Enfin, les effets sur la récupération d’huile ont été évalués pour différentes formulations. Des stratégies ont été proposées afin d’améliorer l’efficacité des formulations.

In this work, we are interested in surfactant-polymer chemical enhanced oil recovery (cEOR) and moreespecially in the interactions between surfactants and polymers. While the injection of surfactant reducesthe interfacial tension between oil and water, the polymer increases the viscosity of the aqueous phase.Using both could therefore be needed. We study the mechanisms of interactions between these chemicalsin order to improve the injections strategies of the unstable formulations in porous media.First, these formulations are characterized by volume (size of aggregates, rheological study and parametersinfluencing phase separation). Then, the injection of formulations into porous media allowed us todetermine the conditions for injecting these formulations into porous media and to understand pluggingphenomena. Finally, the effects on oil recovery rate were evaluated for different formulations.Injection Strategies have been proposed to improve the effectiveness of the formulations.