Oil production from a fractured reservoir, composed of a gas cap and an oil zone, is usually taking place using surface or submersible pumps. The pumps usually operate under constant withdrawal rate until gas breakthrough, at which time the pumping rate would be influenced by the presence of gas at the production side. It is evident that pumping rate dictates both pressure and fluid flow regimes in the volume which is under the drainage influence of the pump. The main focus of this paper is on the gas-liquid (G-L) interface behavior and recovery performance of employed models as a function of liquid withdrawal rate. A series of flow visualization experiments were performed using unconsolidated packed models of rectangular geometry with two fractures on the sides. Parametric sensitivity analyses were performed considering the effect of different system parameters such as fracture aperture, matrix height and permeability, well spacing and fluid viscosity on the Critical Production Rate (CPR), Maximum Possible Withdrawal Rate (MPWR) and G-L interfaces in both matrix and fractures.Experimental results have shown that higher pumping rates cause higher difference between liquid levels in fracture and in the matrix, thus the gas breakthrough happens sooner. Moreover, it was determined that as long as the porous medium is drained with a constant liquid withdrawal rate less than critical, the height difference between G-L interfaces in matrix and fracture remains constant. In this paper, a new concept of "Critical Pumping Rate" (CPR) was defined at which each particular porous medium has recovery factor equal to the recovery factor for higher rates just before gas enters into the production well at the bottom, and also the difference between liquid levels in fracture and matrix remains unchanged at rates higher than this specific rate. Known this particular withdrawal rate, there are two main advantages, namely: 1) choosing a pumping rate lower than it to drain the reservoir without getting gas breakthrough; and 2) understanding the physics of pumping behavior from fractured media and extending the concept to the real cases. In addition, the maximum liquid pumping rate from each physical model has also been studied and it was found that this rate depends strongly on the storage capacity of the fractures, petrophysical properties of each model as well as physical properties of test fluids.

Étude à l'échelle des pores de la récupération d'huiles lourdes par drainage gravitaire assisté par injection de vapeur (SAGD) -L'application réussie du procédé de drainage gravitaire assisté par injection de vapeur à l'aide de puits horizontaux lors de divers essais de champ, essentiellement au Canada, montre qu'on peut atteindre un taux de récupération élevé et des rapports vapeur injectée/pétrole récupéré économiquement viables. Le procédé de récupération par SAGD a été développé sur le plan théorique, testé sur pilote et commercialisé, tout cela au Canada ; il reste cependant encore plusieurs problèmes techniques à résoudre dans ce procédé. Les phénomènes qui se développent à l'échelle des pores lors de la récupération d'huiles lourdes à l'aide du procédé SAGD ne sont pas encore très bien compris, ce qui conduit à intégrer la physique du processus au niveau des pores dans des modèles mathématiques. L'étude à l'échelle des pores des phénomènes physiques concernant la distribution des fluides et les types d'écoulement dans le milieu poreux dans ce procédé devrait apporter une nette amélioration de la compréhension des phénomènes macroscopiques observés aussi bien en laboratoire que sur le terrain. L'objectif principal de cet article est l'étude visuelle et la description des phénomènes à l'échelle des pores par l'utilisation d'un micromodèle en verre. Des expériences de SAGD ont été effectuées au laboratoire sur des micromodèles de réseaux capillaires gravés sur des plaques de verre qui, au départ, ont été saturés d'huile lourde. Ces expériences furent réalisées dans une chambre à vide pour éviter des pertes de chaleur excessives vers l'extérieur. Les premiers résultats montrent que lorsque l'interface huile lourde/vapeur est établie, un processus de drainage gravitaire a lieu dans une couche de pores, d'une épaisseur de 1 à 6 pores, suivant une direction perpendiculaire à cette interface. L'interaction entre les forces gravitaires et les forces capillaires se traduit par un drainage de l'huile mobilisée. Les résultats de la visualisation démontrent l'existence d'un phénomène de mise en émulsion de l'eau dans l'huile au niveau de l'interface, dû à la condensation de la vapeur. L'importance de cette mise en émulsion dépend directement du gradient de température entre la phase vapeur et le bitume froid. L'utilisation de micromodèles en verre permet aussi la visualisation d'autres phénomènes à l'échelle des pores, comme le drainage par écoulement capillaire de l'huile mobilisée, le piégeage local de la vapeur par effet capillaire suivi d'une condensation, la condensation de la vapeur à l'interface due au gradient de température et la rupture des films liquides.