Desplazamiento de una solución salina en un medio de doble porosidad en presencia de adsorción
Chertcoff, Ricardo Drazer, Germán Rosen, Marta
Desplazamiento de una solución salina en un medio de doble porosidad en presencia de adsorción - Instituto Argentino del Petróleo y del Gas, IAPG - 19 p. - Chertcoff, Ricardo .
En recuperación de petróleo cuando se utilizan métodos basados en el flujo de líquidos miscibles es común encontrarse con medios porosos que poseen una distribución de dos tamaños de poros y son además adsorbentes. Analizamos este problema en un modelo de laboratorio, donde se desplaza una solución salina. El flujo de la misma se ve afectado por la estructura geométrica y la interacción con la superficie poral. Estudiamos el proceso de dispersión con adsorción de un radiotrazador en solución acuosa, en un medio poroso modelo que presenta una distribución de tamaño poral bimodal. La información se extrae analizando los perfiles de concentración en función del tiempo a lo largo del lecho. En particular trabajamos con empaquetamientos de granos de tamaño uniforme. Los granos son de carbón activado y presentan una estructura poral con poros cercanos a la escala atómica, esto les proporciona una gran superficie específica donde el trazador puede ser adsorbido. Diversos mecanismos contribuyen a la dispersión. A velocidades bajas, la difusión molecular es dominante en la dispersión y como mecanismo de transporte. A velocidades altas la dispersión hidrodinámica resulta más importante. En los medios porosos aparece generalmente un tercer mecanismo dispersivo y es la retención de partículas del trazador, ya sea debido a la adsorción o debido a la presencia de zonas de fluido estancado. En los medios de doble porosidad además, un mecanismo importante involucrado en la dispersión, es el intercambio de trazador entre los poros pequeños en el interior de los granos y los poros de tamaño mayor, correspondientes a los intersticios entre granos. En nuestro caso, debido al enorme contraste de permeabilidad entre las zonas de poros grandes y pequeños, el transporte convectivo en el interior de los granos es despreciable y el mecanismo dominante de intercambio es la difusión molecular. Dos contribuciones fundamentales influyen en la difusividad en el interior del carbón activado: una contribución relacionada con la geometría del espacio poral, el grado de tortuosidad y la presencia de caminos cerrados, y una contribución química relacionada con el tiempo durante el cual una partícula difundiendo resulta adsorbida en la superficie. Son determinados los mecanismos básicos de la dispersión y su relación con los parámetros usualmente involucrados en modelos macroscópicos como el coeficiente de dispersión longitudinal, la fracción de fluido móvil, el tiempo medio de entrampamiento, además caracterizamos los medios porosos a través de la dependencia de la dispersión longitudinal con la velocidad media del fluido, obteniendo información sobre las escalas microscópicas de longitud y tiempo, características del medio poroso.
CD I116 6
Desplazamiento de una solución salina en un medio de doble porosidad en presencia de adsorción - Instituto Argentino del Petróleo y del Gas, IAPG - 19 p. - Chertcoff, Ricardo .
En recuperación de petróleo cuando se utilizan métodos basados en el flujo de líquidos miscibles es común encontrarse con medios porosos que poseen una distribución de dos tamaños de poros y son además adsorbentes. Analizamos este problema en un modelo de laboratorio, donde se desplaza una solución salina. El flujo de la misma se ve afectado por la estructura geométrica y la interacción con la superficie poral. Estudiamos el proceso de dispersión con adsorción de un radiotrazador en solución acuosa, en un medio poroso modelo que presenta una distribución de tamaño poral bimodal. La información se extrae analizando los perfiles de concentración en función del tiempo a lo largo del lecho. En particular trabajamos con empaquetamientos de granos de tamaño uniforme. Los granos son de carbón activado y presentan una estructura poral con poros cercanos a la escala atómica, esto les proporciona una gran superficie específica donde el trazador puede ser adsorbido. Diversos mecanismos contribuyen a la dispersión. A velocidades bajas, la difusión molecular es dominante en la dispersión y como mecanismo de transporte. A velocidades altas la dispersión hidrodinámica resulta más importante. En los medios porosos aparece generalmente un tercer mecanismo dispersivo y es la retención de partículas del trazador, ya sea debido a la adsorción o debido a la presencia de zonas de fluido estancado. En los medios de doble porosidad además, un mecanismo importante involucrado en la dispersión, es el intercambio de trazador entre los poros pequeños en el interior de los granos y los poros de tamaño mayor, correspondientes a los intersticios entre granos. En nuestro caso, debido al enorme contraste de permeabilidad entre las zonas de poros grandes y pequeños, el transporte convectivo en el interior de los granos es despreciable y el mecanismo dominante de intercambio es la difusión molecular. Dos contribuciones fundamentales influyen en la difusividad en el interior del carbón activado: una contribución relacionada con la geometría del espacio poral, el grado de tortuosidad y la presencia de caminos cerrados, y una contribución química relacionada con el tiempo durante el cual una partícula difundiendo resulta adsorbida en la superficie. Son determinados los mecanismos básicos de la dispersión y su relación con los parámetros usualmente involucrados en modelos macroscópicos como el coeficiente de dispersión longitudinal, la fracción de fluido móvil, el tiempo medio de entrampamiento, además caracterizamos los medios porosos a través de la dependencia de la dispersión longitudinal con la velocidad media del fluido, obteniendo información sobre las escalas microscópicas de longitud y tiempo, características del medio poroso.
CD I116 6
