مروری بر مطالعات اخیر پیرامون مدل سازی تزریق فوم در محیط متخلخل

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشگاه علم و صنعت ایران

doi
10.22034/ijche.2021.260314.1074
چکیده

فوم سیالی است که از فاز گاز، آب و سورفکتانت تشکیل شده است، سورفکتانت کهبه‌صورت محلول در آب است، به‌منظور پایداری این سیال استفاده می‌شود. از اواخر دهۀ 50 و اوایل دهۀ 60، فوم به‌عنوان یک تکنیکی امیدوار کننده به‌منظور کنترل تحرک گاز و سازگاری در محیط متخلخل و هم‌چنین رفع مشکلاتی از قبیل پدیدۀ انگشتی‌شدن، میان‌شکنی زودهنگام گاز و رانش گرانشی که با تزریق گازایجاد می‌شوند، ارائه شد. کاربردهای تزریق فوم عبارت است از ازدیاد برداشت، اسیدزنی ماتریس، جلوگیری از نشت گاز، اصلاح لایه‌های آبده آلوده، بستن مسیری در محیط متخلخل به‌منظور کنترل جریان و جهت‌دهی به آن. برای درک فیزیکی رفتار این سیال، مدل‌سازی آن با دو رویکرد کلی موازنۀ جمعیت (PB) و تعادل محلی-بافت ضمنی (IT-LE) انجام می‌گیرد. در این مقاله به توضیح و شرح این رویکردها و مدل‌های مربوطه پرداخته شده است. هم‌چنین میان تکنیک‌های ارائه‌شده مقایسه‌ای کلی شده است. الگوی موازنۀ جمعیت به دو نسخۀ بافت دینامیکی و تعادل محلی تقسیم می‌شود. تفاوت اصلی بین این دو نسخه در نحوۀ به‌دست‌آوردن بافت فوم است. نتایج نشان می‌دهد که تکنیک تعادل محلی-بافت ضمنی به مؤلفه‌های کمتری نسبت به نسخه‌های مدل تعادل جمعیت نیاز دارد. هم‌چنین به‌دلیل حل معادلات به‌صورت جبری، زمان محاسبۀ کمتری را در شبیه‌سازهای مخزن از آن خود می‌کند و به‌دلیل ماهیت تجربی دارای کاربرد بیشتری است.