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Título: Análise experimental do deslocamento de líquidos em meios porosos artificiais por injeção de gás : efeito da capilaridade, inércia e diâmetro médio dos grãos
Autor(es): Silva, Ivanor Martins da
Orientador: Soares, Edson José
Coorientador: Martins, Márcio Ferreira
Data do documento: 28-Set-2012
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O deslocamento de um líquido em meios porosos por injeção de outro fluido é extremamente comum e muito aplicável em processos industriais, como recuperação de óleo em um reservatório petrolífero, limpeza de solos contaminados e seqüestro geológico de carbono (CO2). Atualmente a quantidade de óleo que se consegue retirar de uma jazida é de 15 a 65% do valor existente originalmente, devido à complexidade do processo. Com o contínuo aumento do preço do barril no mercado nas últimas décadas, há uma preocupação da humanidade tanto de se encontrar novas reservas como de aumentar o fator de recuperação daquelas já existentes. O presente trabalho avalia experimentalmente a fração de massa perdida, ou massa que fica retida em um meio poroso artificial constituído de esferas de vidro, quando ar é injetado no sistema para empurrar um líquido viscoso. Três soluções contendo polietileno glicol (PEG) são usadas como fluido deslocado: uma solução água-PEG mais concentrada (fluido mais viscoso), uma solução água-PEG menos concentrada (fluido menos viscoso) e uma solução de água-PEG e álcool etílico (fluido com baixa tensão superficial). Investiga-se a influência do número de capilaridade , que é a razão entre as forças viscosas e as forças devidas à tensão superficial, e do diâmetro médio das esferas que compõem o leito. Os resultados são comparados com a literatura. Os experimentos são feitos com quatro meios porosos diferentes, com diâmetros médios de 0,73 mm, 1,14 mm, 1,65 mm e 1,91 mm. Conclui-se que a fração de massa perdida não é função só de parâmetros adimensionais como Ca, mas também de grandezas dimensionais, como a tensão superficial, diferentemente do processo em tubo capilar. De forma geral, a fração de massa perdida m aumenta com o aumento de Ca e com a diminuição do diâmetro médio das esferas.
The displacement of a liquid in porous media by injecting another fluid is very applied in industrial processes such as oil recovery in a petroleum reservoir, cleaning of contaminated soils and geological sequestration of carbon dioxide (CO2). Currently the amount of oil that can be drawn from a reservoir varies between values below 20% to greater than 60% of the original volume of the reservoir (according [23] and [24]), due to the complexity of the process. With the continuous increase in oil prices in the market in recent decades, there is concern of humanity both to find new reserves and to increase the recovery factor of the existing ones. This presented work experimentally evaluates the fraction of lost mass or mass that is retained on an artificial porous medium consisting of artificial glass beads, when air is injected into the system to push a viscous liquid. Three solutions containing polyethylene glycol (PEG) are used as fluid displaced: a more concentrated PEG-water solution (more viscous fluid), a less concentrated PEG-water solution (less viscous fluid) and a solution of water and ethanol-PEG (fluid with low surface tension). We have investigated the influence of capillary number, which is the ratio between the viscous forces and the forces due to surface tension, and the diameter of the balls that make up the bed. The results are compared with the literature. Experiments are performed with four different porous media with an average diameter of 0.73 mm, 1.14 mm, 1.65 mm and 1.91 mm. It was concluded that the fraction of mass lost is not only function of dimensionless parameters such as Ca, but also dimensional quantities, such as surface tension, unlike the case in the capillary tube. Generally, the fraction of lost mass m increases with increasing Ca and with decreasing diameter of the spheres.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4173
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