多孔質媒体内における流体置換現象の微視的な解析

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02402044
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田中 彰一 東京大学, 工学部, 教授 (50010799)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮沢 政 東京大学, 工学部, 助手 (30010987) ; 増田 昌敬 東京大学, 工学部, 講師 (50190369)
• Keywords: 多孔質媒体 / 画像処理 / マイクロモデル / 石油工学 / エネルギ- / 流体工学

Research Abstract

通常、地下から効率よく原油を採収するために、他の流体(水、ポリマ-溶液等)を地下に圧入して原油を置換する方法(二、三次採収法)が用いられる。この場合、個々の油層孔隙内における微視的な原油の置換効率が、油層全体における原油の置換効率を決定する重要な要因となる。本研究では、多孔質媒体内の孔隙集合体を模擬したガラス製のマイクロモデルを製作し、数十μmオ-ダ-の孔隙内における2種類の流体の置換現象を観察、記録及び解析する装置を開発する。本装置を用いて、孔隙の大きさの尺度での多孔質媒体内における流体の置換現象の微視的な解析を行う。これは本年度より開始された研究であり、研究期間は4年間である。
本年度は、上述のマイクロモデルの製作と観察結果を取り込み解析するための画像処理システムの設置を行った。画像処理システムは、イメ-ジプロセッサ-に(株)ピアスのLA555WSを、ホストコンピュ-タには日本電気(株)のEWS4800/10を用いて構成した。マイクロモデルを用いた流体置換実験を行う前の予備テストとして、このシステムを用いて、一辺21cm、高さ1.5cmの直方体の空間内に0.2mm径のガラスビ-ズを充填した多孔質媒体モデルを用いて、油が水及びポリマ-溶液により置換されていく状況の観察を行った。使用した油は、油溶性の赤色染料で可視化した。透明なガラス板でできたモデルの上面より観察した流体置換現象は、ビデオテ-プに録画した。多孔質媒体内において染色した油の飽和率が低下すると、観察画像中のG(緑)の輝度が強くなる。この輝度情報から多孔質媒体内における水飽和率を計算するアルゴリズムを開発した。マイクロモデルは、孔隙流路(20〜100μmの幅・深さ)のネットワ-クをもつガラス板と平らなガラス板を焼結することにより製作した。マイクロモデルを用いた実験は、来年度に実施する。