شبيه سازي حركت سيالات آب - نفت در ميكرومدل ها در ابعاد حفرات با استفاده از روش ميدان فازي

رفتار سیالات در ابعاد حفرات، رفتار فازی و جابه جایی آنها در ابعاد ماكرو را مشخص می كند، لذا جریان سیالات دوفازی آب-نفت توسط فرآیند هایی در ابعاد حفرات كنترل می شود. مكانیزم مسدود سازی انتخابی به عنوان یك مكانیزم موثر در ازدیاد برداشت میكروبی نفت مطرح می باشد كه موجب بهبود حركت سیالات می گردد. نظر به اهمیت ویژه این مكانیزم، تعداد پژوهش های صورت گرفته در مورد این پدیده محدود می باشد، لذا نیاز به بررسی هر چه بیشتر این مكانیزم وجود دارد. به منظور ارزیابی حركت و برهمكنش سیالات معادلات نویر-استوكس و میدان فازی كاهن-هیلارد به صورت جفت شده حل گردیدند. قسمتی از یك میكرومدل دو بعدی به عنوان هندسه سیستم انتخاب شد كه در ابتدا اشباع از نفت بوده و آب از قسمت پایین-چپ به سیستم تزریق و برداشت نفت از قسمت بالا-راست صورت گرفت. در مدل اول )مبنا( هیچ گونه گرفتگی و انسداد قرار نگرفت در حالیكه در مدل دوم و سوم توزیع موانع و گلوگاه ها قرار داده شد تا بتوان اثر مكانیزم مسدود سازی انتخابی را بهدقت مورد بررسی قرار داد. مشاهده شد كه وجود انسداد های انتخابی در میانه ی مسیر قطر اصلی ماتریكس اشباع از نفت، مقدار نفت زیادی را در میانه ی مسیر به تله انداخت كه منجر به كاهش بازیافت نهایی در مقایسه با مدل های دیگر شد. پس از انسداد مسیر قطری، سیال ترشونده به ناچار از مسیر های جانبی واقع در بالا و پایین ماتریكس خود را به خروجی رسانده و رخنه رخ می دهد.

Pore-scale behaviour controls the configurations of the phases and their displacement, therefore macroscopic behaviour of two phase flow is controlled by pore scale processes. Selective plugging is of the most important mechanisms in microbial enhanced oil recovery which can improve efficiency of water-oil displacement. However this mechanism is very important, limited studies have been conducted to study this phenomenon. Coupled Cahn–Hilliard phase field and Navier–Stokes equations are solved by COMSOL in order to capture the interface of fluids. A portion of a 2D micromodel was selected as computational geometry which was initially saturated with oil and then water was injected from left-bottom edge and oil was produced from right-top zone. In the first model, there is no plugging; however, different types of obstacles are placed in order to investigate selective plugging mechanism. It was observed that having a few plugging the in the main flow direction cause more oil trapping in the middle of matrix block. After plugging in the diagonal direction, the wetting phase has to pass from the upper and lower zones and reach’s itself to the outlet. It was found that CFD is able to capture water-oil displacement accurately.