Форум » Вопросы нефтегазообразования (геохимия и бассейновое моделирование) » Percolation transitions of spontaneous imbibition in fractional-wet porous media » Ответить
Percolation transitions of spontaneous imbibition in fractional-wet porous media
B-N-E-8: Percolation transitions of spontaneous imbibition in fractional-wet porous media Author links open overlay panelYihang Xiao, Jun Zheng 1, Yongming He, Lei Wang Abstract Percolation transition is an important scientific question for characterizing complex two-phase flow phenomena in fractional-wet porous media composed of different wetting grains. Recent studies have shown significant transitions of fluid distribution and pressure system in fractional-wet porous media by changing wettability proportion. However, very few studies have systematically investigated controlling factors of percolation transition in spontaneous imbibition. Additionally, there is a lack of comprehensive knowledge and experimental observations about imbibition recovery and dynamic imbibition phenomena (including imbibition time, imbibition rate, and induction time) in fractional-wet porous media. In this study, these knowledge gaps are filled through a series of water imbibition experiments for fractional-wet artificial porous media with different water-wet proportions, three pore diameters, and two wettability heterogeneities. The results show that pore diameter and wettability heterogeneity are influential factors for percolation transition. Decreasing water-wet proportion results in the emergence of induction time, as well as the absences of transition and late imbibition stage, small pore radius enhances these negative impacts. Under strong wettability heterogeneity, relationship of water-wet proportion and imbibition recovery follows the classical percolation theory containing two percolation transitions. Small pore diameter retards percolation transitions, and weakens fluid displacements of the transition stage and late stage in the partial imbibition. Moreover, effects of water-wet proportion on dynamic imbibition phenomena exhibit exponential relationship resulted from transition of pathway type. Additionally, through decreasing wettability heterogeneity, three percolation transitions and an optimal imbibition ability are achieved, thus hydrophilization of hydrophobic pore is advantageous for water imbibition. These intriguing findings can broaden current knowledge about spontaneous imbibition in fractional-wet porous media. Graphical Abstract Перколяционный переход является важным научным вопросом для характеристики сложных явлений двухфазного течения в частично влажных пористых средах, состоящих из различных смачивающих зерен. Недавние исследования показали существенные переходы системы распределения жидкости и давления в фракционно-влажных пористых средах за счет изменения пропорции смачиваемости. Однако очень мало исследований систематически изучали контролирующие факторы перколяционного перехода при спонтанном впитывании. Кроме того, отсутствуют всесторонние знания и экспериментальные наблюдения о восстановлении впитывания и явлениях динамического впитывания (включая время впитывания, скорость впитывания и время индукции) в частично влажных пористых средах. В этом исследовании эти пробелы в знаниях заполняются с помощью серии экспериментов по впитыванию воды для частично влажных искусственных пористых сред с различными соотношениями влагоемкости, тремя диаметрами пор и двумя неоднородностями смачиваемости. Результаты показывают, что диаметр пор и неоднородность смачиваемости являются важными факторами для перколяционного перехода. Снижение гидрофильности приводит к возникновению времени индукции, а также к отсутствию переходной и поздней стадии впитывания, малый радиус пор усиливает эти негативные воздействия. При сильной неоднородности смачиваемости взаимосвязь влагоемкости и восстановления впитываемости соответствует классической теории перколяции, содержащей два перколяционных перехода. Малый диаметр пор замедляет перколяционные переходы и ослабляет вытеснение флюидов переходной стадии и поздней стадии частичного впитывания. Более того, влияние пропорции воды и влаги на явления динамического впитывания демонстрирует экспоненциальную зависимость, возникающую в результате перехода типа пути. Кроме того, за счет уменьшения неоднородности смачиваемости достигаются три перколяционных перехода и оптимальная впитывающая способность, таким образом, гидрофилизация гидрофобных пор выгодна для впитывания водой. Эти интригующие открытия могут расширить современные знания о спонтанном впитывании в частично влажных пористых средах.
Ответов - 2
B-N-E-8: https://sci-hub.wf/ https://sci-hub.mksa.top https://www.ilovephd.com/working-sci-hub-proxy-links-updated/
B-N-E-8: Влияние формы пор и смачиваемости на мениски в пористой среде можно наглядно продемонстрировать с помощью круглых и квадратных трубок, содержащих масло (синий, верхний слой) и воду (красный, нижний слой). Требуются две трубки, смоченные водой (A, C) и две трубки, смоченные маслом (B, D). Мы использовали трубки диаметром 10 мм и длиной 100 мм. Форма кривизны поверхности раздела с твердым телом определяет капиллярные силы между водой-маслом и маслом-воздухом (прозрачное) и в каждом случае разная, плюс в углах квадратных трубок имеется пленочное течение. Эти различия в поведении мениска замечательны и контролируются различиями в форме пор (круглые и квадратные трубы) и смачиваемости (баланс между силами сцепления и адгезии жидкостей и твердого тела). В круглых трубках (A, B) границы раздела имеют малую кривизну, которая меняется на обратную со смачиваемостью, но без движения жидкости. Напротив, в квадратных трубах (C, D) капиллярные силы в углах заставляют жидкость подниматься или опускаться, что заметно и очень важно на границе раздела нефть-вода в трубе, смоченной нефтью.
полная версия страницы