[pt] A filtração profunda de suspensões particuladas ocorre em
muitos processos
industriais e ambientais, como filtração de água e
contaminação do solo. Na
indústria petrolífera, a filtração profunda ocorre próximo
ao poço injetor durante a
injeção de água, causando redução de injetividade. A
captura de partículas no
meio poroso pode ser causada por diferentes mecanismos
físicos (exclusão pelo
tamanho, forças elétricas, gravidade (sedimentação),
etc.). No caso do mecanismo
de exclusão pelo tamanho, quanto maiores forem as
partículas e menores forem os
poros, mais intensa será a captura. Conseqüentemente,
maior será o dano à
formação. Entretanto, o modelo tradicional não considera
as distribuições de
tamanho de partículas e de poros. Assumindo que as
partículas são capturadas
pelo mecanismo de exclusão pelo tamanho, foram deduzidas
as equações básicas
para o transporte de suspensões particuladas no meio
poroso considerando as
distribuições de tamanho de poros e de partículas. Apenas
o fluxo de água via
poros acessíveis transporta partículas, ou seja, as
partículas não podem acessar
poros menores do que elas. No presente trabalho, os
efeitos da redução do fluxo
de partículas e da inacessibilidade devido ao fluxo
seletivo de diferentes tamanhos
de partículas são incluídos no modelo estocástico para a
filtração profunda. As
soluções analíticas obtidas mostram um comportamento
físico mais realístico do
que o previsto pelo modelo tradicional. O modelo de
medição (concentrações
totais) obtido difere substancialmente do modelo
tradicional para a filtração
profunda. Vários dados experimentais foram tratados,
mostrando boa
concordância e validando o modelo proposto. Um sistema de
equações
estocásticas para modelar a formação do reboco externo foi
proposto e soluções
analíticas foram obtidas, permitindo tratar a filtração
profunda e a formação do
reboco externo, utilizando o mesmo formalismo matemático. / [en] Deep bed filtration of water with particles occurs in
several industrial and
environmental processes like water filtration and soil
contamination. In petroleum
industry, deep bed filtration occurs near to injection
wells during water injection,
causing injectivity reduction. It also takes place during
well drilling, sand
production control, produced water disposal in aquifers,
etc. The particle capture
in porous media can be caused by different physical
mechanisms (size exclusion,
electrical forces, bridging, gravity (sedimentation),
etc.). In case of size exclusion
mechanism, the larger are the particles and the smaller
are the pores, the more
intensive is the capture and the larger is the formation
damage. Nevertheless, the
widely used traditional model does not account for
particle and pore size
distributions. Considering that particles are captured due
to size exclusion
mechanism, we derived basic equations for transport of
particulate suspensions in
porous media, accounting for particle and pore radii
distributions. Particles are
carried by water flowing through the accessible pore space
only, i.e. particles
cannot access smaller pores. In the current work, the
effects of porous space
accessibility and particle flux reduction due to selective
flow of different size
particles are included into the stochastic deep bed
filtration model. The particle
and pore ensembles for analytical solutions of the derived
system show more
realistic physics behaviour than that of the traditional
model. Averaging of the
derived stochastic equations leads to a new deep bed
filtration model that
significantly differs from the classical deep bed
filtration system. Treatment of
several experimental data shows good agreement between the
laboratory and
modelling data and validates the proposed model. The
derived stochastic model
has been extended to model formation of external filter
cake by particles from the
injected polydispersed suspension, allowing treating both
deep bed filtration and
external filter cake formation in the framework of the
same system of governing
equations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:7632 |
| Date | 02 January 2006 |
| Creators | ADRIANO DOS SANTOS |
| Contributors | SERGIO AUGUSTO BARRETO DA FONTOURA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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