Category: Zweiphasenströmung

H. Guo, K. Song, R. Hilfer

SPE Conference Proceedings 2020, SPE-200419-MS (2020)
https://doi.org/10.2118/200419-MS

eingereicht am
Sonntag, 30. August 2020

Die Kapillarzahl, definiert als das dimensionslose Verhältnis der viskosen Kraft zur Kapillarkraft, ist einer der wichtigsten Parameter der Erdölgewinnung (EOR). Bisher wurden wenigstens 33 verschiedene solche Kapillarzahlen vorgeschlagen, was auf Inkonsistenzen in den verschiedenen Anwendungen und Publikationen hindeutet. Die knappste Definition, welche nur Viskosität, Geschwindigkeit und Oberflächenspannung enthält wird am häufigsten benutzt. Chemische Erdölgewinnung beruht oft auf der Korrelation zwischen Kapillarzahl und Ölrestsättigung, eine Korrelation, die als kapillare Entwässerungskurve (CDC) bekannt ist. Solche Kurven legen die Schlußfolgerung nahe, Tenside zu benutzen um die Oberflächenspannung extrem niedrig zu halten und so die Ölreststättigung so niedrig und die Verdrängungseffizienz so hoch wie möglich zu machen. Demgegenüber haben eine vertiefte Analyse der Kapillarzahl und experimentell Beobachtungen Unzulänglichkeiten der traditionellen Kapillarzahldefinition aufgedeckt. Die Probleme werden von der Skalenabhängigkeit der Kräfte verursacht. Die traditionelle Kapillarzahl ist mikroskopisch während die Kräfte welche die Strømung bestimmen, makroskopisch sind. Die makroskopische Kapillarzahl spiegelt die komplexen makroskopischen Kräfteverhältnisse wider und betont die Wichtigkeit der Viskosität. Ultra-niedrige Oberflächenspannungen sind weniger verdrängungseffizent als höhere Viskosität. Kapillare Entwässerungskurven, die auf makroskopischen Kapillarzahlen aufbauen sind deshalb hilfreich bei der Entwicklung systematische Kriterien zur Sichtung von Verfahren der chemischen Erdölgewinnung.

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