Гидродинамика капиллярных течений в пористой среде

• Автор: Димов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 114 с. : ил.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Область применения результатов работы
1.2. Обзор и анализ литературы
а) Континуальные модели двухфазного течения
б) Задача довытеснения. Движение ганглиев
с) Фильтрация в сеточных моделях пористой среды. Перколяция
1.3 Задача исследования
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ
2.1 Экспериментальные установки
а) Прозрачная двумерная модель пористой среды. Измерение насыщенности
б) Объёмная модель пористой среды
с) Прозрачная модель для изучения динамики ганглиев
д) Монослойная модель пористой среды
е) Методика исследования влияния вибрации
2.2 Оценка погрешностей измерений
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ДВУХФАЗНОГО ТЕЧЕНИЯ
3.1 Дренаж-вытеснение смачивающей жидкости несмачивающей жидкостью в пористой среде
3.2 Пропитка - вытеснение несмачивающей жидкости смачивающей жидкостью в пористой среде
3.3 Распределение ганглиев по размерам
3.4 Исследование мобилизации и движения отдельного ганглия
а) Плоская прозрачная модель
б) Монослойная модель
3.5 Структура двухфазного течения в режиме довытеснения ганглиев -кластеров несмачивающей фазы
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫТЕСНЕНИЯ НА СЕТОЧНОЙ МОДЕЛИ ПОРИСТОЙ СРЕДЫ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДВИЖЕНИЯ ГАНГЛИЕВ
4.1 Численное моделирование процесса несмешивающегося вытеснения на сеточной модели пористой среды
4.2 Статистический анализ поведения отдельного ганглия при увеличении
скорости фильтрации в пористой среде
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ТЕЧЕНИЕ НЕСВЯЗНОЙ ЖИДКОСТИ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ
5.1 Вытеснение коллектива ганглиев мицеллярным раствором
5.2 Исследования влияния вибровоздействия на доизвлечение остаточной
насыщенности несмачивающей фазы из пористой среды
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Исследование процессов двухфазной фильтрации, вытеснения одной жидкости другой в пористой среде относится к одной из фундаментальных проблем механики жидкости и газа. Пористые среды образованы твердой матрицей, пронизанной системой сообщающихся пустот - поровых каналов. Такие пустоты заполняются жидкостью или газом или двумя фазами одновременно и движение фаз определяется внешним перепадом давления и капиллярными силами. Двухфазные и двухжидкостные течения в природных и искусственных пористых материалах широко встречаются в различных областях современной науки и техники. Исследование этих течений актуально, в первую очередь, в связи с тем, что они имеют непосредственное отношение к наиболее распространенному методу добычи углеводородного сырья - нефти, путем вытеснения её из природных пластов водой. Гидродинамика вытеснения на микро и макромасштабе определяет динамику отбора нефти из скважин, а также эффективность её извлечения из природных пластов. При данной технологии добычи нефти большое значение имеет поиск оптимальных темпов закачки воды в пласт, чтобы избежать с одной стороны раннего прорыва воды в добывающие скважины, с другой добиться максимального извлечения нефти из нефтяного пласта. Кроме нефтедобычи явления двухфазной фильтрации имеют место в гидрологии, течении грунтовых вод, сушке материалов, восстановлении загрязненных почв, строительстве. Также изучение двухфазной фильтрации важно для создания современных высокоэффективных каталитических реакторов, тепломассообменных аппаратов.
Большая область технических применений и важность результатов исследований для построения теоретических моделей двухфазного течения обуславливает необходимость детального изучения структуры фронта не-смешивающегося вытеснения, совместного течения двух несмешивающихся жидкостей в пористой среде при разных условиях смачиваемости, предысРис. 3.5. Конечная стадия пропитки в системе водный раствор роданистого аммония и хлорида кобальта - ундекан. 1ч[с=кДР/(1а)=2 10'6.

ваш *
V/»?.
Рис. 3.6. Конечная стадия пропитки в системе водный раствор хлорида натрия - воздух (темные области на фотографиях соответствуют воздуху). Мс=у|д/о=5'Ю‘7.