Simulação Computacional do Deslocamento de Espuma Considerando a Adsorção de Surfactante

Resumen

Este trabalho estuda numericamente a influência da adsorção de surfactante em escoamentos bifásicos líquido-gás em meios porosos heterogêneos. Neste contexto, um modelo de espuma em equilíbrio local é adotado e a espuma é tratada como um fluido não-Newtoniano. Incluindo os efeitos do surfactante na fase líquida e levando em conta os efeitos de adsorção cinética e em equilíbrio do surfactante, uma formulação de fluxo fracionário baseada na pressão global é utilizada, resultando em um sistema que acopla o problema de Darcy com as equações do transporte para as saturações de fluido e concentração de surfactante. Essas equações são divididas em dois subsistemas que são resolvidos por um algoritmo numérico sequencial que combina um método híbrido de elementos finitos para aproximar o sistema de Darcy com um método de volumes finitos de alta ordem para encontrar as saturações de fluido e concentração de surfactante. Um método de diferenças finitas implícitas é adotado para a discretização no tempo e os problemas hidrodinâmico e hiperbólico são resolvidos usando um algoritmo escalonado em diferentes escalas de tempo. Os resultados numéricos mostram o impacto negativo dos efeitos de adsorção na eficiência de varredura do gás em escoamentos bifásicos em meios porosos heterogêneos.