Recovery of Waterflood Residual Oil Using Alkali, Surfactant and Polymer Slugs in Radial Cores

Récupération d'huile résiduelle par injection d'eau améliorée de produits alcalins, de tensio-actifs et de polymères dans des carottes radiales

H. A. Nasr-El-Din and B. F. Hawkins

Petroleum Recovery Institute

Abstract

An experimental study has been conducted to examine mobilization and recovery of waterflood residual oil in radial cores. Alkali, surfactant, and polymer slugs of various compositions, sizes and sequences were tested. Core flood experiments were conducted with unfired radial Berea sandstone disks at a flow rate of 8 cm3/h. David Lloydminster crude oil (total acid number of 0. 45 mg KOH/g oil) was used. The results of the present work showed that the composition and sequence of the injected chemical slug play an important role in mobilization and recovery of residual oil. For slugs lacking either mobility control, or low interfacial tension, no oil bank was formed and tertiary oil recovery was less than 20% Sor. A significant oil bank and tertiary oil recovery up to 70 % Sor were obtained with slugs having mobility control and low interfacial tension. However, maximum oil cut, incre-mental oil recovery and surfactant propagation were found to be functions of the alkali content in the slug. The incremental oil recovery, oil cut and slug injectivity greatly improved as the alkali concentration (sodium carbonate) in the combined slug was increased. A slight delay in surfactant breakthrough and a significantly slower rate of surfactant propagation were observed at higher sodium carbonate concentrations.

Résumé

Une étude expérimentale ayant pour but d'examiner la mobilisation et la récupération assistée d'huile résiduelle, à la suite d'un déplacement par l'eau en milieu poreux, a été conduite. Des bouchons de produit alcalin, de surfactant et de polymère, ayant des compositions, grosseurs et séquences d'injection variées, furent essayés. Les déplacements en milieu poreux furent conduits en utilisant des carottes de grès berea (non traités à haute température) et un débit de 8,0 cm3/h. Pour ce faire, on utilisa de l'huile de David Lloydminster (ayant un nombre acide de 0,45 mg KOH/g d'huile). Les résultats de ce travail ont démontré que la composition et séquence des bouchons chimiques jouent un rôle important dans la mobilisation et la récupération des huiles résiduelles. Les bouchons qui avaient peu de contrôle de mobilité, ou une tension d'interface basse, ne formaient pas de banque d'huile et la récupération tertiaire de l'huile était moins de 20% d'huile résiduelle. Une banque d'huile importante, ainsi qu'une récupération tertiaire allant jusqu'à 70% d'huile résiduelle, furent obtenues avec les bouchons possédant un bon contrôle de mobilité ainsi qu'une tension d'interface basse. Cependant, la fraction maximale d'huile, la récupération accrue d'huile et la propagation des surfactants, se révélèrent reliées à la teneur alkaline du bouchon. La récupération accrue de l'huile, la fraction d'huile et la capacité d'injection du bouchon furent grandement améliorées lorsqu'on augmenta la concentration alkaline (carbonate de sodium) des bouchons respectifs. On observa un léger retard de la percée des surfactants et une vitesse de propagation des surfactants beaucoup plus basse lorsque la concentration du carbonate de sodium était plus élevée.