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

doi
10.22034/ijche.2021.260314.1074
چکیده

فوم سیالی است که از فاز گاز، آب و سورفکتانت تشکیل شده است، سورفکتانت که به ‌ صورت محلول در آب است، به‌منظور پایداری این سیال استفاده می ‌ شود. از اواخر دهۀ 50 و اوایل دهۀ 60، فوم به ‌ عنوان یک تکنیکی امیدوار کننده به ‌ منظور کنترل تحرک گاز و سازگاری در محیط متخلخل و هم‌چنین رفع مشکلاتی از قبیل پدیدۀ انگشتی ‌ شدن، میان‌شکنی زودهنگام گاز و رانش گرانشی که با تزریق گاز ایجاد می‌شوند، ارائه شد. کاربردهای تزریق فوم عبارت است از ازدیاد برداشت، اسیدزنی ماتریس، جلوگیری از نشت گاز، اصلاح لایه ‌ های آبده آلوده، بستن مسیری در محیط متخلخل به ‌ منظور کنترل جریان و جهت ‌ دهی 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 می ‌ گیرد. 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 می ‌ شود. تفاوت اصلی بین این دو نسخه در نحوۀ به‌دست‌آوردن بافت فوم است. نتایج نشان می ‌ دهد که تکنیک تعادل محلی-بافت ضمنی به مؤلفه‌های کمتری نسبت به نسخه‌های مدل تعادل جمعیت نیاز دارد. هم‌چنین به ‌ دلیل حل معادلات به ‌ صورت جبری، زمان محاسبۀ کمتری را در شبیه‌سازهای مخزن از آن خود می‌کند و به ‌ دلیل ماهیت تجربی دارای کاربرد بیشتری است.