粘弾性液体の多孔質媒体内流動の解析

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04650585
• Research Institution: THE UNIVERSITY OF TOKYO
• Principal Investigator: 宮澤 政 東京大学, 工学部, 助手 (30010987)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長縄 成実 東京大学, 工学部, 助手 (10237539) ; 増田 昌敬 東京大学, 工学部, 助教授 (50190369) ; 田中 彰一 東京大学, 工学部, 教授 (50010799)
• Keywords: 石油工学 / 粘弾性 / 高分子溶液 / レオロジー / EOR / 多孔質媒体 / 流体力学

Research Abstract

粘弾性流体であるポリアクリルアミド水溶液は,流路径が複雑に変化する多孔質媒体内を流動する際,せん断流のみでは評価できない過剰な圧力損失を生じる.この圧力挙動を把握するため,径の異なる2種類の円管を組み合わせた複合毛管モデルと,ガラスビーズを充填した充填層モデルを製作し,ポリアクリルアミド水溶液が流れる際の圧力挙動を観測した.ポリマー溶液の濃度,モデルをかえて,それらが過剰な圧力損失に及ぼす影響を調べた.また一方で,ポリアクリルアミド水溶液の粘弾性的性質の静的及び動的測定を行い,濃度との関連を調べた.
研究の結果,次のような知見が得られた.
(1)流量が大きくなると,複合毛管モデル,充填層モデルのいずれにおいても過剰な圧力損失の発生がみられた.過剰な圧力損失は,流量とともに,急激に増加した.
(2)複合毛管モデルの実験では,濃度が大きくなると,過剰な圧力損失は大きくなり,また,より小さな流量で発生した.流量とともに過剰な圧力損失が増加する割合は,濃度が小さいほど大きかった.
(3)複合毛管モデルの実験で,2種類の円管の径の比が大きくなると,過剰な圧力損失は大きくなり,また,より小さな流量で発生した.流量とともに過剰な圧力損失が増加する割合は,同一流体の場合,径の比の違いによらず,ほぼ等しかった.
(4)ポリアクリルアミド水溶液は,濃度が大きくなるにつれて,弾性的性質が強くなり,緩和時間が大きくなった.

Research Products

• [Publications] 佐川,淳: "複合毛管モデルによる粘弾性流体の多孔質媒体内流動の解析" 石油技術協会第58回定時総会個人講演要旨集. 159 (1993)
• [Publications] 佐川,淳: "複合毛管モデルを用いたポリアクリルアミド水溶液の粘弾性的性質の測定" 石油技術協会第59回定時総会個人講演要旨集. (発表予定). (1994)