Экспериментальное исследование динамики захвата частиц и изменения проницаемости при фильтрации суспензии через пористую среду

• Автор: Рыжиков, Никита Ильич
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Оглавление.
Оглавление
Введение
Г лава 1. Краткий обзор развития методов описания процессов при фильтрации суспензии в пористой среде
1.1 Теоретические основы течения в пористых средах
1.2 Течение суспензии в пористой среде: классическая “deep-bed filtration”
модель
1.3 Фенологические соотношения для кинетики захвата
1.4 Феноменологические соотношения для связи проницаемости и концентрации
захваченных частиц
1.5 Описание процесса формирования внешней фильтрационной корки
1.6 Фильтрационные установки, используемые для экспериментального изучения
течения суспензии в образцах пористой среды
1.7 Методы экспериментального определения параметров зоны кольматации
1.8 Изучение внешней фильтрационной корки
1.9 Заключение по используемым методам характеризации зоны кольматации .
Глава 2. Описание экспериментальной установки и проведения фильтрационных экспериментов
2.1 Описание методики исследования внешней фильтрационной корки
2.2 Описание экспериментальной установки для исследования воздействия
загрязнителя на образец керна
2.3 Толщина подводящих трубок
2.4 Сжимаемость системы
2.5 Исследуемые пористые среды и суспензии
2.6 Методика проведения фильтрационных экспериментов
2.7 Заключение к главе
Глава 3. Метод получения профилей объемной доли захваченных частиц с помощью анализа рентгеновской компьютерной микротомографии

3.1 Применение рентгеновской компьютерной томографии для анализа пористой
среды с захваченными частицами
3.2 Метод анализа формы гистограммы
3.3 Аппроксимация переходной зоны
3.4 Использование фильтра Кувахары (Kuwahara filter)
3.5 Метод минимизации
3.6 Проверка метода
3.7 Заключение к главе
Глава 4. Анализ сколов образцов
4.1 Механизм окрашивания бентонитовой глины
4.2 Измерение реологических и фильтрационных свойств окрашенной глины
4.3 Использование окрашенной глины в фильтрационных экспериментах
4.4 Анализ скола образцов для получения распределения захваченных частиц
вдоль образца
4.5 Заключение к главе
Глава 5. Акустическое исследование кернов
5.1 Система ультразвукового профилирования образцов
5.2 Калибровка датчиков и оценка «мертвого времени»
5.3 Получение профилей для загрязненных образцов
5.4 Математическая модель распространения /'-волны в насыщенной пористой
среде
5.5 Количественная интерпретация профилей скорости распространения Р-
волны
5.6 Заключение к главе
Глава 6. Использование полученных профилей распределения захваченных частиц для интерпретации экспериментальных данных
6.1 Введение
6.2 Гидравлическое сопротивление системы внутренней и внешней
фильтрационной корок
6.3 Исследование чувствительности модели
6.4 Использование профиля объемной доли захваченных частиц для настройки
параметров захвата
6.5 Настройка параметров фильтрации для экспериментов по фильтрации бентонитовой глины
6.6 Заключение к главе
Заключение
Список используемой литературы

концентрации частиц вдоль ячейки в разные моменты времени фильтрации, полученные в работе [86].
Отдельно стоит упомянуть работу [85], в которой Богййат оценивал глубину проникновения частиц глины с помощью метода ядерного магнитного резонанса. В данной работе измерялось время релаксации 7) во время фильтрации глинистого раствора. Было так же показано, что после определенного момента фильтрации рост зоны кольматации прекратился (см. Рис. 14), и происходило лишь накопление внешней фильтрационной корки (за 100 секунд фильтрации между снимками е и Б, профиль глины практически не изменился).
Рис. 14. ЯМР визуализация процесса проникновения глины в образен горной породы. Снимки соответствуют временам фильтрации: а - 7.6 с, Ь—
9.5 с, с - 11.4 с, (1 - 13.3 с, е - 15.2 с, І- 119.7 с.
1.8 Изучение внешней фильтрационной корки
Изучение внешней фильтрационной корки не столь затруднено как внутренней. Обычно для такого рода экспериментов используются простые установки по фильтрации, позволяющие оценить скорость роста гидравлического