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Theses Year : 2004

Geomechanics of cold heavy oil production

Géomécanique de la production froide des huiles lourdes

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Abstract

Cold Heavy Oil Production with Sand (CHOPS) has been successfully used unconsolidated sand reservoirs of Alberta. CHOPS involves deliberate initiation of sand influx along with the oil. Sand erosion mechanisms are complex. A special cell has been designed at IFP to represent a radial flow around a well drilled in an unconsolidated sand reservoir. The current device allowed us to observe under CT scan two erosion patterns, defined as "cavity" or "spread erosion". Dimensional analysis shows that CHOPS field conditions, high relative density and high confining pressure, should lead to a "cavity" type erosion. The originality of the numerical modeling used in this work is to take into account two distinct but interactive mechanical models to represent the reservoir and the slurry. An algorithm has been defined to predict the growth of a cavity and validated for a 1D and a plane strain numerical modeling.
La production froide des huiles lourdes avec production conjointe de sable a été utilisée avec succès dans les formations peu consolidées de l'Alberta. Il existe un lien très net entre la production de sable et la production d'huile, mais les mécanismes mis en jeu sont complexes. Une cellule expérimentale a été conçue à l'IFP afin de visualiser les phénomènes d'érosion associés. Les résultats obtenus permettent de différencier deux schémas d'érosion selon les conditions d'essais: venue massive de sable avec baisse de densité dans un secteur de la couche de sable ou formation d'une cavité. Les conditions in-situ, forte densité relative et forte pression de confinement, orientent vers l'hypothèse du développement de cavités. La modélisation numérique du problème d'érosion proposée dans le cadre de cette thèse a pour originalité de considérer deux modèles mécaniques distincts en interaction pour représenter le réservoir d'une part et le mélange sable/huile (slurry) en écoulement d'autre part. Un algorithme spécifique a été défini et testé avec succès dans un cas unidimensionnel, puis dans le cas d'une configuration plane.
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Dates and versions

pastel-00001150 , version 1 (10-09-2010)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00001150 , version 1

Cite

Thierry Yalamas. Géomécanique de la production froide des huiles lourdes. Sciences de l'ingénieur [physics]. Ecole des Ponts ParisTech, 2004. Français. ⟨NNT : 2004ENPC0030⟩. ⟨pastel-00001150⟩
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