[pt] ANÁLISE EXPERIMENTAL DO ESCOAMENTO DE EMULSÕES ÓLEO EM ÁGUA ATRAVÉS DE MICRO-CAPILARES COM GARGANTA
[pt] No método de injeção de água, o óleo no reservatório é varrido até os poços produtores através de frentes de deslocamento não uniformes, deixando óleo estagnado em grandes regiões do reservatório. Frentes uniformes de deslocamento e uma melhor varredura do reservatório podem ser obtidas diminui...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Language: | pt |
| Published: |
MAXWELL
2011
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=17786@1 https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=17786@2 http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.17786 |
| Summary: | [pt] No método de injeção de água, o óleo no reservatório é varrido até os poços
produtores através de frentes de deslocamento não uniformes, deixando óleo
estagnado em grandes regiões do reservatório. Frentes uniformes de deslocamento
e uma melhor varredura do reservatório podem ser obtidas diminuindo a razão de
mobilidade entre a água e o óleo. Normalmente, esta diminuição é feita através da
modificação da razão de viscosidade entre ambas as fases. No método de injeção
de emulsões, o controle da mobilidade é alcançado bloqueando os poros ou
caminhos gerados pela água com gotas da fase dispersa com diâmetro da mesma
ordem ou maior do que o tamanho de poro. A aplicação de emulsões no controle
da mobilidade e o efeito do bloqueio de poro podem ser desenvolvidos mediante a
análise de diferentes regimes de escoamento de emulsões em meios porosos.
Neste trabalho, o estudo do escoamento de emulsões em meios porosos foi
realizado mediante duas abordagens experimentais utilizando um micro-capilar
com garganta para modelar uma garganta conectando dois poros adjacentes. Na
primeira abordagem experimental, quantificou-se a queda de pressão para
diferentes vazões com emulsões de três tamanhos de gota e duas concentrações de
óleo em dois capilares diferentes. Os resultados confirmam que a razão entre o
diâmetro da garganta do capilar e o tamanho de gota influencia fortemente a
relação vazão-queda de pressão. Os resultados mostram que, para baixos números
de capilaridade, o escoamento de emulsões é dominado por efeitos capilares e leva
a uma diminuição da mobilidade local. Na segunda montagem experimental, o
sistema de micro-velocimetria por imagem de partículas ou u-PIV foi utilizado
para medir campos de velocidade do escoamento através de micro-capilares com
garganta. Resoluções espaciais da ordem de 20um foram obtidas para o campo de
velocidade calculado pela média amostral de vários campos instantâneos de
velocidade. Os resultados experimentais da relação vazão-queda de pressão e os
campos de velocidade obtidos mediante o u-PIV representam informação de
grande valor para o desenvolvimento de modelos de redes de capilares no estudo
do escoamento de emulsões em meios porosos. === [en] During water injection, oil is swept through the reservoir to production
wells by non-uniform displacement fronts originating large areas of entrapped oil
in the reservoir. Uniform displacement fronts and better reservoir sweep can be
achieved by improving the mobility ratio between water and oil. Usually, mobility
ratio is reduced by changing the viscosity ratio between both phases. When
injecting emulsions, mobility control is achieved by blocking water paths with
dispersed phase drops with diameter of the same order of magnitude of the pore
throats size. The application of emulsions as mobility control agents and the pore
blocking effect may be developed by analyzing different flow regimes of
emulsions through porous media. In the analysis presented here, two experimental
setups were used using a constricted quartz capillary to represent a pore throat that
connects two adjacent pore bodies to study the flow of emulsions in the pore
scale. In the first experiment, pressure drop was measured at different imposed
volumetric flow rates for three oil drop size emulsions at two oil concentrations
and two different quartz capillaries. The results show that the ratio between the
capillary constriction diameter and the oil drop size has a strong influence on the
flow rate-pressure drop relation. Experimental results also indicate that the
emulsion flow dominated by capillary effects (low capillary number) leads to a
decrease of local mobility. In the second experiment, a microscopic particle image
velocimetry (u-PIV) system was used to measure velocity fields of the flow of
emulsion through a constricted micro-capillary. Ensemble-average was used in
order to obtain resolution in the order of 20 um. The flow rate-pressure drop
relation results and the u-PIV velocity fields of the emulsion flow through a
constricted micro-capillary represent invaluable information that can be used in
the development of a capillary network model to study the flow of emulsions
through porous media. |
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