Control of dual displacement fronts by non-Newtonian reactive flow for improved sweep efficiency

通过非牛顿反应流控制双位移前沿以提高波及效率

基本信息

批准号：
22KF0132
负责人：
長津雄一郎
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0132/
关键词：
Viscous fingering

项目摘要

本年度の数値計算では以下の結果を得た。2流体および3流体系のデュアルディスプレイスメントフロントにおけるViscous fingering (VF)相互作用の安定性ダイナミクスを、粘性構成を変化させた数値シミュレーションによって初めて探求した。界面開始時間、指の速度、および有限スライスのブレークスルー時間を用いて、我々は初めて、有限スライスとバルク流体の様々な粘性構成による二重置換フロントにおけるVF相互作用の安定性ダイナミクスをモデル化しマップ化した。この新しいコンセプトから生まれたモデルとマップは、今後さらに発展させ、様々な構成のデュアルディスプレイスメントフロントの安定性ダイナミクスを探求し、デュアルディスプレイスメントフロントを活用する様々なアプリケーションに戦略的な利益をもたらすことができると考えている。したがって、本研究は、このようなVF相互作用からの安定性ダイナミクスモデルとマップの最初の探求と発見となるものである。本年度の置換（掃攻）実験では、置換液は油を用いた。第1の置換液は、ポリアクリル酸（PAA）水溶液である。反応性の場合、第二の置換液は水酸化ナトリウム（NaOH）水溶液である。この場合、PAA溶液とNaOH溶液の混和界面付近で粘度が上昇する。非反応型では，第2置換液は水であり，置換液と第1置換液は反応系と同じである。非反応性系と反応性系における置換の結果を、第2置換溶液の最も長い指がオイルとPAAの界面に到達した時間tbにおける置換パターンで比較する。tbが長いということは、第2置換溶液が第1置換溶液PAAをより効率的に置換していることを意味する。この時間tbは，反応系では非反応系に比べて約20％長くなった。これは、第二の置換液がポリマー溶液を置換することができる期間が20％増加することを意味する。

今年的数值计算得出以下结果。首次通过不同粘度配置的数值模拟探讨了两流体和三流体系统中双位移前沿的粘性指进（VF）相互作用的稳定性动力学。利用界面起始时间、指速度和有限切片突破时间，我们首次对具有有限切片和不同粘度配置的双位移前沿中的 VF 相互作用的稳定性动力学进行了建模和绘制。这种新概念产生的模型和地图将来可以进一步开发，以探索各种配置中双位移前沿的稳定性动力学，并为利用双位移前沿的各种应用带来战略利益，我认为这是可以做到的。因此，这项研究代表了对此类 VF 相互作用的稳定性动力学模型和图的首次探索和发现。今年的驱（扫）实验采用石油作为驱替液。第一置换液为聚丙烯酸(PAA)水溶液。在反应情况下，第二置换液是氢氧化钠(NaOH)水溶液。在这种情况下，PAA 溶液和 NaOH 溶液之间的混合界面附近的粘度增加。非反应型中，第二置换液为水，置换液与第一置换液与反应体系中的相同。当第二驱替解的最长指到达油-PAA界面时，在时间tb的驱替模式中比较非反应系统和反应系统中的驱替结果。 tb 越长意味着第二驱替解更有效地驱替第一驱替解PAA。该时间tb在反应系统中比在非反应系统中大约长20％。这意味着第二置换液能够替代聚合物溶液的时间增加了20％。

项目成果

期刊论文数量（1）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Dual displacement fronts of fluid displacement in porous media: a numerical simulation on double viscous fingerings

多孔介质中流体驱替的双驱替前沿：双粘性指法的数值模拟

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Christoph Schimkowsky;外川昌彦;外川昌彦;外川昌彦;外川昌彦;外川昌彦;外川昌彦;Paride STORTINI;外川昌彦;Paride STORTINI;外川昌彦;Paride STORTINI;Anindityo Patmonoaji and Yuichiro Nagatsu
通讯作者：
Anindityo Patmonoaji and Yuichiro Nagatsu