مطالعه آزمایشگاهی فرآیند همرفت در یک میکرومدل شکافدار

وجود شبکه ی شکاف ها در مخازن شکافدار باعث شده تا پدیده های خاصی در این مخازن مشاهده شود که جریان همرفت و نفوذ از جمله ی آنهاست. در ستون نفتی قبل از تولید، اختلاف دمای پایین و بالای ستون باعث اختلاف چگالی نفت در این دو ناحیه می شود. پس از تولید و با کاهش فشار مخزن، به تدریج گاز از نفت بالای مخزن خارج می شود و گرادیان چگالی معکوس بیشتر می گردد. با تشدید ناپایداری، پدیده ی همرفت رخ داده، جای نفت بالا و پایین مخزن عوض می شود. پدیده ی همرفت تابع یک پارامتر بدون بعد به نام عدد ریلی است. هنگامی که عدد ریلی در سیستم به مقدار بحرانی خود برسد، پدیده ی همرفت آغاز می شود. در این مطالعه با ساخت یک میکرومدل و انجام آزمایش، عدد ریلی، سرعت همرفت و پهنای سلول های همرفتی با تغییر ضخامت شکاف، طول شکاف و نوع سیال بررسی و تحلیل شده و داده های آزمایشگاهی با روابط و فرمول های ارائه شده مقایسه گردیده و درنهایت شکل سلول های همرفتی از شروع جریان همرفت تا گسترش کامل سلول بررسی شده است. با افزایش ضخامت شکاف و طول شکاف، عدد ریلی، سرعت همرفت و پهنای سلول ها افزایش می یابد بطوریکه برای سرعت همرفت در مخازن باید ضریب در رابطه ی دارسی ضرب شود.