The traveling wavefront for foam flow in multilayered porous media

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Vásquez, Andrés Julián Castrillón
• Orientador(a): Chapiro, Grigori
• Banca de defesa: Souza, Aparecido Jesuino de , Grajales, Juan Carlos Muñoz , Santos, Rodrigo Weber dos , Paz, Pavel Zenon Sejas
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Meios porosos em camadas; Ondas viajantes; Problema de riemann; Layered porous media; Traveling wave; Riemann problem
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2023/00122; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16293

Este trabalho propõe o estudo de um sistema de equações diferenciais parciais (balanço de massa e transporte de espuma) que descreve o fenômeno de transporte de espuma em meios porosos estratificados. O problema é abordado em formas unidimensionais e bidimensionais. Utilizamos o modelo cinético linear e uma versão simplificada do modelo de equilíbrio de população de bolhas para investigar o transporte de espuma em ambos os casos. Primeiro, estudamos o fluxo de espuma em um sistema de duas camadas usando o modelo cinético linear. A troca de massa entre as camadas é estimada a partir de resultados numéricos e analíticos. Variando tanto a permeabilidade absoluta quanto a porosidade do meio em ambas as camadas, exploramos como a troca de massa entre as camadas muda, marcando o primeiro estudo analítico do fenômeno de fluxo cruzado no processo de injeção de espuma. É conhecida a existência de um problema significativo de “viscous fingering” e de caminhos preferenciais em várias aplicações de espuma em meios fraturados. Especificamente, devido à alta permeabilidade da fratura, quando gás é injetado, ele tende a se mover muito mais rapidamente pela fratura, afetando a varredura uniforme do meio. Sabe-se que a injeção de espuma ajuda a reduzir a mobilidade do gás, melhorando assim a uniformidade da varredura. Neste trabalho, abordamos esse problema em meios fraturados. Para fazer isso, implementamos um modelo de n camadas, o que nos permite estudar soluções de ondas viajantes em meios fraturados, tratando-o como um meio com três camadas, onde a fratura é identificada como a camada intermediária com maior permeabilidade e menor espessura.