Течения двухфазных смесей в пористой среде при волновом воздействии

• Автор: Шнайдер, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 102 с. : ил.

1. Современное состояние проблемы
1.1. Актуальность темы работы
1.2. Область применения результатов исследования
1.3. Задача исследования
1.4. Обзор литературы
1.4.1. Фильтрация газированной жидкости и влияние волн
давления
1.4.2. Пенобразование и течение пен в пористой среде
2. Экспериментальные установки и методики измерений
2.1. Многофункциональный лабораторный комплекс «Ударная труба»
2.1.1. Фильтрационный узел
2.1.2. Компоновка комплекса для изучения фильтрации
жидкости в пористом образце с остаточной фазой
2.1.3. Система генерации и регистрации волн давления
2.1.4. Методика измерения расхода флюида
2.1.5. Оценка погрешности измерений
2.1.6. Характеристики пористых образцов
2.2. Фильтрационная установка на базе прозрачной плоской модели пористой среды
2.2.1. Система генерации волн давления
2.2.2. Методика измерения расхода флюида
2.2.3. Методика визуализации течения флюида в пористой
среде
2.2.4. Оценка погрешности измерений

3. Экспериментальное исследование влияния волн давления на фильтрацию газожидкостных систем в пористой среде
3.1. Течение двухфазной смеси через пористый образец
3.2. Воздействие волн давления на фильтрацию двухфазной смеси
3.2.1. Воздействие волн давления в „ранней“ стадии фильтрации
3.2.2. Воздействие волн давления в „средней“ стадии фильтрации
3.2.3. Воздействие волн давления в „поздней“ стадии фильтрации
3.3. Выводы к главе
4. Экспериментальное исследование течения пены в пористой среде
4.1. Образование и течение пены в пористой среде в макромасштабе (масштабе модели)
4.1.1. Картина вытеснения жидкости газом в пористой среде при пенообразовании
4.1.2. Фрактальная природа «вязких пальцев»
4.2. Формирование и движение пены в пористой среде в мезо-масштабе (масштабе нескольких пор)
4.2.1. Механизмы образования пленок пены
4.2.2. Режимы течения пены в пористой среде и плотность пленок пены
4.2.3. Влияние присутствия остаточной нефти в пористой среде на образование пены
4.3. Подвижность пены в пористой среде и скейлинговые закономерности
4.4. Выводы к главе
5. Разрушение пены в пористой среде
5.1. Разрушение пены в пористой среде при закачке воды

5.2. Разрушение пены в пористой среде при закачке воздуха
5.3. Выводы к главе
Литература

мость монотонно в течение 20 — 30 мин снижается до нуля (в пределах ошибки измерений).
В течение нескольких часов (надо уточнить) после блокирования фильтрации керн остается абсолютно запертым, затем в течение времени порядка 10 — 12 ч проницаемость увеличивается до исходного (до удара) значения (рис. 3.4). При этом в выходной трубке, отводящей профильтрованный флюид и заполненной до удара водой, после удара наблюдается движение воды с пузырьками газа. Если в запертом состоянии керна нанести удар, вновь происходит пиковое возрастание проницаемости с последующим запиранием. При последующих ударах такая картина повторяется. При отсутствии дальнейших ударов в течение 8 - 12 : ч исходная (до ударов) проницаемость керна восстанавливается.
Можно предложить следующее объяснение данного эффекта. Волна давления, проходящая вниз по жидкости в трубе, дробит большие области остаточного воздуха в керне на пузырьки и проталкивает их по поровым каналам, что вызывает пиковое возрастание расхода флюида. После этого образовавшиеся пузырьки достаточно быстро запирают поровые каналы, останавливаясь в сужениях пор. Однако существующий конкурентный процесс медленного (8 — 12 : ч) вымывания пузырьков из керна под действием постоянного градиента давления приводит к тому, что постепенно проницаемость восстанавливается до первоначального значения.
3.2.2. Воздействие волн давления в „средней“ стадии фильтрации
Экспериментально было обнаружено, что воздействие волн давления на средней стадии фильтрации (несколько часов после начала фильтрационного процесса, приводит к резкому уменьшению расхода фильтрующейся воды с остаточным воздухом. Как видно из рис. 3.5, ударно-волновые нагружения фильтрующейся воды в керне с остаточным воздухом приводят к уменьшению проницаемости от 45 до 20-25 мД, т.е. происходит частичное блокирование фильтрации в керне в результате ударно-волнового воздействия - „ударное запирание“. После наступления ударного „запи-