Modélisation des effets de mouillabilité pour les écoulements diphasiques en milieux poreux géologiques

Piéger un fluide dans des milieux poreux par des forces capillaires est crucial dans de nombreux processus souterrains, tels que la capture et le stockage de carbone dans les aquifères salins profonds, la dépollution des eaux souterraines et la récupération assistée du pétrole dans les réservoirs pétroliers. Dans ces processus, les propriétés de mouillabilité près de la région de contact à trois phases sont essentielles pour comprendre les mécanismes de piégeage et la stabilité à long terme des gouttelettes piégées. Cependant, la mouillabilité de la roche et, par conséquent, l’écoulement multiphasique peuvent être modifiés par un changement des propriétés physico-chimiques de l’eau interstitielle (pH, salinité) et des propriétés physiques et physico-chimiques interfaciales. La mouillabilité des surfaces minérales est traditionnellement décrite par des angles de contact, mesurés visuellement dans des expériences de laboratoire. Cette approche ne reflète pas bien l’altération effective de la mouillabilité en raison des changements dans les propriétés du système, comme le pH et la salinité. Alternativement, la mouillabilité du système peut être estimée via les interactions intermoléculaires.L’interaction intermoléculaire dans la région de contact à trois phases est étudiée à travers les différentes composantes de la pression de disjonction. La pression de disjonction comprend les interactions de Van derWaals (VDW), de la double couche électrique (EDL) et les interactions structurales. Dans cette étude, nous avons examiné et montré le rôle de la géométrie en forme de coin de la région de contact pour les interactions VDW et électrostatiques, généralement ignorées dans la littérature. Ensuite, nous avons développé un modèle de lubrification basé sur des principes physiques pour les films minces afin de modéliser l’altération de la mouillabilité. Nous avons utilisé une pression de disjonction dépendante de la pente, dérivée de l’hypothèse de géométrie en forme de coin. La pression de disjonction dépendante de la pente et l’épaisseur du film précurseur modifient la stabilité de l’étalement. Les travaux futurs se concentreront sur l’intégration du modèle de lubrification dans un simulateur d’écoulement diphasique et l’étude de l’effet de la mouillabilité dans un milieu poreux géologique.