1. Resumen
El potencial de la aplicación de dispersiones de nanopartículas como agentes de
formación de estimulación, agentes de contraste, o simplemente como trazadores en la
industria de petróleo y gas requiere el conocimiento de las propiedades de flujo de estas
nanopartículas. El modelaje de transporte de nanopartículas en los yacimientos de
hidrocarburos requiere una comprensión completa del comportamiento reológico de estos
nanofluidos.Las Nanopartículas de sílice se han utilizado comúnmente debido a su bajo
costo de fabricación y modificación de la superficie rentable. Las dispersiones acuosas de
sílice en nanopartículas muestran un comportamiento newtoniano bajo mediciones de
cizallamiento constante controlados por un reómetro, como se comenta por Metin et al.
(2011b). La viscosidad de las dispersiones de nanopartículas depende fuertemente de la
concentración de partículas, y que esta correlación puede ser representada por un modelo
reológico unificado (Metin et al . 2011b ) . Además, durante el flujo en medios permeables,
la variación de cizalla asociado con el complejo de la morfología de los poros y las
interacciones entre las nanopartículas y canales de flujo puede afectar a la viscosidad de
la dispersión de nanopartículas. Esto último es particularmente importante si la
concentración de las nanopartículas en dispersión puede cambiar debido a la adsorción
de nanopartículas en minerales / fluido y las interfaces de aceite / agua o por
atrapamiento mecánico de las nanopartículas. En este trabajo, se investiga el flujo de
dispersiones de nanoparticulas de sílice a través de diferentes medios permeables. Los
comportamientos reológicos de las dispersiones se comparan con los determinados,
mediante el uso de un reómetro. Hemos establecido una correlación entre la
concentración de nanopartículas y la viscosidad dispersión en medios porosos para
diversos tamaños de nanopartículas. También se estudiaron los efectos de la estructura
de poro y la velocidad de cizallamiento .
Introducción
El transporte de coloides en medios porosos es un área de investigación bien establecida.
Muchos trabajos se realizaron para modelar el transporte coloidal en ambientes su
superficiales con aplicaciones en la contaminación y el tratamiento de las aguas
subterráneas ( Biggs et al 2003 ; . .Sen et al 2004) . Zhang et al. (2011) proporcionan una
visión general de los acontecimientos recientes en la aplicación de la nanotecnología para
la ingeniería de yacimientos y mejorar la recuperación de petróleo (IOR ) . Los autores
clasifican el uso de nanopartículas en IOR e ingeniería de yacimientos en nanopartículas
estabilizadas con relación espumas / emulsiones como agentes de movilidad y control de
la conformidad; dispersiones de nanopartículas como vehículos para los productos
químicos y los sensores en los embalses; y con la imagen agentes para mejorar la
evaluación de la formación. Como ejemplo de estas aplicaciones, las nanopartículas
paramagnéticas podrían evaluar las saturaciones de fluidos mediante el uso de campos
magnéticos y la medición de la respuesta cuando se entrega a la formación objetivo . Las
nanopartículas estabilizadas con reductor de la cizalla emulsiones / espumas podrían ser

2. utilizadas como fluidos de perforación y de estimulación para bloquear la entrada de poro
y prevenir el daño de formación.
Lecoanet et al .( 2004 ) estudiaron la movilidad de los nanomateriales tales como sílice ,
fullerol , grupos de fullereno o C60 , y los nanotubos de carbono de pared única en
medios porosos compuestas de perlas de vidrio esféricas . Se midió la concentración de
los nanomateriales en el efluente mediante el uso de un / espectrofotómetro ultravioleta
visible. .
Encontraron que estos nanomateriales podrían viajar de 10 a 14 m en un acuífero de
arena donde la velocidad del agua subterránea es de aproximadamente 9 m / d. Las
Condiciones hidrodinámicas tienen un efecto importante en la retención –coloidal en la
interfase aire / agua en un micro , y el Derjaguin y Landau, Verwey y Overbeek ( DLVO )
es una teoría inadecuada para describir los resultados experimentales ( Lazouskaya et al.
2006 ) . Interacciones no DLVO tales como la hidratación,estérico, y los potenciales de
hidrodinámicos deben ser incluidos para entender mejor las interacciones con la interfaz
colloid-air/water( Lazouskaya y Jin 2008 ) . Rodríguez et al. (2009) estudiaron la migración
de las nanopartículas modificadas en la superficie de las rocas sedimentarias. Los autores
observaron que de polietileno de nanopartículas de sílice modificados con glicol podrían
ser transportados a través de las rocas sedimentarias. El mecanismo de retención para
estas nanopartículas se identificó como la adsorción reversible en la pared de los poros
debido a la adsorción de Van derWaals atracción entre las partículas y los minerales en
las paredes de los poros y desorción que se rigen por la difusión browniano de las
nanopartículas.
Los autores argumentaron que la viscosidad aparente medido durante el flujo de
dispersiones de nanopartículas fue menor que el medido en el reómetro a causa de un
posible deslizamiento en las paredes de los poros. Caldelas et al. (2011) promovió el
estudio de Rodríguez et al. (2009) para investigar los factores que rigen la propagación de
las nanopartículas en medios porosos . Confirmaron las conclusiones de Rodríguez et al.
(2009) sobre el mecanismo de retención y mostraron que las nanopartículas podrían viajar
varios metros en medios porosos.
Ju et al .(2006) propusieron un modelo matemático para la migración y la adsorción de
nanopartículas hidrófilas a través de medios porosos en la presencia de aceite. Ellos
evaluaron el cambio en la porosidad, la permeabilidad absoluta, y la permeabilidad
relativa después de la inundación del núcleo con nanopartículas hidrofílicas. La
recuperación de petróleo aumentó en un 9,3 % cuando se añadieron 2 % en volumen de
nanopartículas hidrofílicas al agua. Los resultados numéricos mostraron que las
nanopartículas fueron retenidas en los poros (adsorbidas sobre las paredes de los poros)
y la permeabilidad absoluta y la porosidad disminuyeron. La permeabilidad relativa al
aceite aumentó, mientras que la permeabilidad relativa de agua decreció después de la
inyección de nanopartículas. Gu et al .( 2007 ) investigaron el flujo de nanopartículas
hidrofóbicas a través de medios porosos y propuso un modelo de la velocidad de

3. deslizamiento de flujo capilar y una condición bounday deslizamiento. Los autores
observaron experimentalmente que las nanopartículas hidrofóbicas podrían adsorber en
las paredes porosas, que cambió el ángulo de contacto de preferentemente agua a -
aceite húmedo. Los experimentos mostraron que el núcleo inundado (CoreFlood) se
inyectaron permeabilidad efectiva del agua aumentó en un 47 % después de las
suspensiones de nanopartículas hidrofóbicas. Sun et al .( 2006 ) informaron de que el
movimiento de las nanopartículas en el flujo laminar era principalmente browniano , y que
la deposición de nanopartículas fue independiente de la velocidad de flujo . En este
sentido, las partículas más pequeñas depositan más fácilmente sobre la superficie de la
pared que los más grandes.
Sin embargo, la mayoría de los estudios previos de la movilidad de las nanopartículas
en medios porosos no han tenido en cuenta la correlación entre la retención de
nanopartículas y el comportamiento reológico de dispersiones de nanopartículas. Este
último se encuentra raramente en la literatura. En este trabajo, la reología de las
dispersiones de sílice en nanopartículas se estudia sistemáticamente, comenzando con
unos paquetes de alta permeabilidad de los granos de cristal esféricos y seguidos por el
efecto de la estructura de los poros con paquetes de arenas de alta permeabilidad. El
efecto de la morfología de los poros y la permeabilidad es entonces investigarse más a
fondo con los núcleos de arenisca y piedra caliza. La viscosidad de las dispersiones de
nanopartículas en estos medios de comunicación se compara con a partir de mediciones
de reología a granel ( Metin et al . 2011b ) . Esta comparación es la validación de la
aplicación de nuestro nuevo modelo reológico para el flujo de nanopartículas-dispersión
en medios porosos. Este estudio aporta una nueva visión a la comprensión del
mecanismo de transporte de las nanopartículas en sistemas de superficie.

4. Fig1. Un esquema de la configuración experimental para la determinación de la viscosidad
de las nanopartículas en un medio poroso.
Materiales y Métodos
El material en estudio es una dispersión acuosa de nanopartículas de sílice. Los
diámetros medios de las partículas primarias son 5 y 25 nm; que tienen superficies no
modificadas. Las partículas son monodispersas en solución acuosa. La forma de las
nanopartículas de sílice es esférica, según lo determinado por las imágenes de un
microscopio electrónico de barrido de transmisión. Las nanopartículas de sílice se
estabilizan electrostáticamente en un medio acuoso con un potencial zeta de
aproximadamente A45 mV a pH 9 ¼. Las soluciones madre que contienen 16 a 41 % en
peso de nanopartículas de sílice se diluyeron con agua desionizada ( DI ) agua con una
concentración de sílice deseado. En ausencia de electrolitos, las nanopartículas de sílice
fueron bien dispersas y no agregadas como determinados por las mediciones de tamaño.
Los materiales utilizados para preparar los medios permeables no consolidadas eran
perlas de vidrio de 100 - 140 con el tamaño de malla ( entre 0,10 y 0,15 mm ) , comprado
de Potters Industria Incorporated . La arena utilizada era de Ottawa arena de cuarzo de
tamaño entre 100 y 140 mesh (entre 0,10 y 0,15 mm). Berea arenisca y caliza fueron los
medios permeables consolidados estudiados en este trabajo. Las perlas de vidrio y arena
se limpiaron con agua destilada , se secaron en un horno ajustado a 100 º C durante un
par de días , y se tamizaron mediante el uso de varias mallas apiladas en la parte superior

5. de uno al otro ( de 40 a 170) durante 20 minutos bajo la agitación de un tamiz agitador Ro
-Tap . Los granos recolectados en 100 y 140 de malla se utilizan para empacar el vidrio.
Un adaptador de flujo y columna de vidrio de 2,5 cm de diámetro y longitud de 30 cm
fueron adquiridos de Kimble Chase para la preparación tanto de los paquetes de la cuenta
de cristal y paquetes de arenas. Columnas de vidrio 4,8 cm de diámetro por Kimble Chase
se utilizan para almacenar el líquido que iba a ser inyectada. Una bomba de Isco
entregado aceite mineral para la columna de vidrio desplazando el fluido que se inyecta al
medio permeable. La caída de presión a través del medio permeable se midió con
transductores de presión diferencial conectado en paralelo a la entrada y la salida. Bajo (
0 - 1 - psid ) y de rango medio ( 0 - a 10 psid ) transductores fueron adquiridos de Cole
Parmer y RosemountIncorporated, respectivamente. Una línea de se conectó al
transductor de presión para desplazar las burbujas de aire atrapadas en los tubos antes
del inicio de cada experimento. Se recogió el efluente en un colector de fracciones en
tubos de centrífuga de plástico de 15 cm3. Un esquema del bucle de flujo se presenta en
la figura. 1. Un núcleo recubierto de epoxi también se utilizó para el estudio del flujo de
nanopartículas en medios permeables. Núcleos de 2,5 cm de diámetro y una longitud de
15 cm se perforaron de grandes bloques de arenisca y calizas limpias ydespués se
secóenun horno ajustado a100 º C duranteunpar dedías. Los núcleossecosse recubrieron
entoncesconepoxien untubo de policarbonatode 1,5pulgadas dediámetro, yel epoxise curó
durante24 horas.El paqueteGlassbead, paquetes de arenasynúcleoscon epoxifueron
puestosbajo vacíoy se saturaroncon aguaDI. El volumen de poros
(PV) secalcula a partir dela diferenciaenpeso depaquete Glassbead saturado yseco
opaquetes de arenas o núcleo. A continuación,seconectaelmedio porososaturado
hastaelbucle de flujo, yse realizó unaprueba de trazadorde 0,05% en peso de NaCl.La
concentración deNaCl enel efluentese analizó medianteuna sonda de conductividad.
Laconcentración del efluentenormalizado(cnorm) en la ecuación. 1se presenta comouna
funcióndePVinyectados,
Donde C es la concentración del trazador o de nanopartículas en el efluente, Creses la
concentración en el fluido residente, y CINJ es la concentración en el fluido inyectado. A
partir de la concentración de NaCl en el efluente, se calculó el PV y se comparó con el
determinado sobre la base de método de balance de masas ª. La permeabilidad k se
determinó mediante el uso de la ley de Darcy. Entonces, se inyectó 20 PV de agua DI
para limpiar el trazador a partir de los medios de comunicación permeable. Una vez que la
conductividad del efluente alcanza la del agua DI, se inició la inyección de la dispersión de
nanopartículas. La concentración de las nanopartículas en el efluente se determinó
mediante el uso de una curva de calibración construida por un espectrofotómetro
ultravioleta / visible. Los datos de los transductores de presión se recogieron con
LabVIEW . (Tenga en cuenta que este procedimiento no se aplicó para el núcleo de Berea

6. porque la inyección de agua de baja salinidad provoca hinchazón de arcilla, como se
explica más adelante en este artículo.) La permeabilidad del núcleo de la piedra arenisca
se determinó mediante el uso de aire.
La ley de Darcytambiénse utilizó para determinarla viscosidaddela dispersión de
nanopartículasen un amplio intervalodevelocidades de flujo. Los caudalesse fijaronen la
bombaa150Âcm3/hr50% y100% y400cm3/hrÂ50%, 70%, y90%. Sin embargo,
lasvelocidades de flujorealesse determinaronmediante el uso deun tubode ensayo de
vidriograduadaen elcolector defracciónymidiendo el tiempo requeridopara llenar4cm3
delíquido. Eluso dediferentestasas de flujoespara verificarsi todas lasdispersiones de
nanopartículaspresentan un comportamientonewtoniano.
Resultados y Discusión
La Tabla 1 muestrala porosidad yla permeabilidadde salmueramedida
delconsolidada(paquetede vidriotalón ypaquete de arena) y consolidado(núcleos de
areniscaycaliza) medios de comunicación.Elbalance de masasbasado enlos métodosde
rastreodiocasi el mismovalor de porosidadpara todoslosmedios de
comunicación.Eltamaño delosgranos de cristalyla arenafue similar (100 y 140 de malla);
por lo tanto, no es sorprendentequela permeabilidad del paquete de arenas tambiénse
encontró que eraaproximadamente7darcys, conuna porosidad de43%. Para el núcleode
caliza, la permeabilidadse calculó que era54MD conuna porosidad de25%.
Laareniscateníauna permeabilidad al airede500MD. Sin embargo, este valorse redujo
a12,1MDdurante laprueba de trazadorporque la concentración deNaCl en ellíquido
inyectadofue mucho menor quela concentración críticarequerida para inhibir laarcilla
hinchable(Civan2007). Las dimensiones de losmedios porososestudiadostambiénse
danen la Tabla1

7. Flujo de dispersiones de nanopartículas en medios porosos no consolidados. La figura 2
muestra la respectiva concentración del efluente para el marcador, y el 1 % en peso de 5
nm de dispersión sin modificar en nanopartículas en el paquetedelGlassbead. Se
desprende de la forma del perfil de concentración normalizada en la figura. 2 que la
dispersividad del paquete es pequeño. Los dos perfiles colapsan en la misma tendencia,
lo que indica la retención insignificante de las nanopartículas en el paquete de Glassbead.
Este resultado es consistente con nuestros hallazgos recientes de la interacción de las
nanopartículas de sílice no modificadas y modificadas en la superficie con superficies
minerales ( Metin et al . 2012 ) . Sobre la base de experimentos de adsorción por lotes
con las nanopartículas de sílice sobre superficies de cuarzo y calcita, llegamos a la
conclusión de que adsorción significativa de las nanopartículas de sílice no modificadas
sobre superficies de cuarzo y calcita no se observó en las condiciones experimentales
estudiadas.
Para todas las concentraciones de nanopartículas utilizadas en el experimento de flujo
de paquetes de grano, la caída de presión alcanza un valor constante una vez que la
concentración de nanopartículas efluente era igual a la concentración inyectada. Esta
caída de presión en estado estacionario se utilizó para calcular la viscosidad de la
dispersión de nanopartículas. Los resultados se muestran en la figura. 3 para 1, 10, y 16
% en peso de 5 - nm y 35 % en peso de 25 - nm dispersiones no modificada - de
nanopartículas. La caída de presión aumenta linealmente con la velocidad de flujo de
acuerdo con la ley de Darcy, lo que confirma un comportamiento newtoniano de las
dispersiones en el rango de concentración de nanopartículas.
Para el Paquete de arenas, se estudiaron sólo el flujo de 1, 16,17 % en peso de 5 nm y
35 % en peso de 25 nm de dispersiones de nanopartículas modificadas. La caída de
presión como una función de la tasa de flujo volumétrico para estos tres dispersiones de
nanopartículas se muestra en la figura. 4. Tenga en cuenta que no se observó la misma
dependencia lineal de la caída de presión en el caudal como se muestra para el paquete
de la Glassbead. Tanto para el Glassbead y paquetes de arenas, la permeabilidad
después de limpiar los paquetes se mantuvo igual como lo era antes de la inyección de
nanopartículas.

8. La figura. Gota3-presión a través del paquete dela cuenta de cristalvscaudalde5nm
y25nmdispersionesno modificadaen nanopartículascon diferentesconcentracionesde
nanopartículas
La figura. 2-concentración del
efluenteNormalizadovsPVinyectadosacumulativosparatrazador(NaCl) yla dispersión de
nanopartículasen el flujoa través delpaquete dela cuenta de cristal.
Flujo de Dispersiones de nanopartículas en un medio poroso consolidado. Un núcleo
depiedra calizaconpropiedades que se muestranen la Tabla1se usó comounmedio
permeableconsolidadopara estudiar el efectode la permeabilidadsobre la
reologíadedispersiones de nanopartículas. La presiónrespectiva de gotaspara el
flujoconstante de aguacon y sin1% en peso de partículas de5nma diferentesvelocidades
de flujose muestraen la figura. 5, y son similares a las observadasenlos medios de
comunicaciónno consolidadaspreviamente discutidos(Figuras 3 y4). Después
deestosdosexperimentos, el núcleose inundóconsolución de NaCl al4% en pesodurante
más de20PVantes de determinarsu permeabilidadde nuevo.La permeabilidadinicialde
54mdno ha cambiado, independientemente de la Salinidaddelosfluidos de inyección,

9. La figura. 4-La caída de presióna través de lasandpackvscaudalde5nm
y25nmdispersionesno modificadaen nanopartículascon diferentesconcentracionesde
nanopartículas.
La figura. 5-La caída de presióncomo una funciónde la tasa deflujode1% en peso de 5-nm
dispersiónsin modificaren nanopartículasy agua. La figura. Gota5-Presión en función de
lavelocidad de flujode1% en peso de 5-NM.
Lo que indica una cantidad de trazasdeminerales de arcillade hinchamientoeneste
núcleode caliza.
Sobre la base denuestrosexperimentosde reologíamayor(Metin etal.2011b), se
encontró queenundeterminadotamaño de partícula yconcentración, dispersionesde
nanopartículasde sílice-exhiben un comportamientonewtonianodentro de lagama-
velocidad de cizallamiento estudió(de 1 a200 segundos-1 ) (Metin etal.2011b). Esta gama
develocidad de cizallamientocubre lo quese utilizó enlosexperimentos núcleos inundados
Corefloodeneste trabajo, de acuerdoa la siguientecorrelación entrela velocidad mediayla
velocidad de cizallamientoequivalentepara el flujo enmedios porosos(Lago 1989),

10. Donde ves la velocidad promedio, cEQ eslavelocidad de cizallaequivalente
enmediospermeables, e esla porosidad, yk esla permeabilidad. La permeabilidad esuna
función del tamañoy forma del grano. En esteestudio, se investigóel efecto de laestructura
de los porosa través de lavariaciónde la permeabilidadde 54 a7,000mdconno
consolidada(es decir, el paquete esféricade cristal-grano parapaquetes de arenas)
yconsolidados (es decir, Berea arenisca ypiedra caliza)medios porosos. El
comportamientonewtonianode las dispersionesde nanopartículasde sílice-observados en
nuestros experimentosde reologíamayorestodavíaválido para estosmedios porosos,
independientemente dela variaciónde la permeabilidady la consolidaciónde la matriz. En
otras palabras, la viscosidadde la dispersiónde síliceen nanopartículasno depende
delasvelocidades de cizallamientoparalagama develocidades de flujoutilizadas en este
La figura. 7-relación de viscosidadcomo una funciónde la fracción devolumen
denanopartículas de sílicede varios tamaños(5, 8, 25, y75nm) ydos superficiesdiferentes
Tipos(sin modificar y sulfonatorecubierto), comouna adaptación deMetinetal.(2011b).
Lasfracciones de volumense normalizana lafracción de empaquetamientomáximo
efectivocorrespondiente. Todoslos datosse derrumbaronen una solacurvaque
estábienrepresentado pornuestro modelounificado.Los resultadosobtenidos a partir
depaquete deGlassbead y sandpacky piedra calizasiguen lamisma curva quelos datosde
reologíamayor.

11. La figura. 6-Vista esquemática delapropuesta de modelo defracción de
empaquetamientomáximo efectivodelas partículas de síliceno modificadas.
Trabajar ypara lapermeabilidad señaladasy la concentraciónde nanopartículas.Sin
embargo, laviscosidad aparentedela dispersión de nanopartículasesuna fuertefunción de
la concentraciónytamaño de partícula. Esta relaciónse puede predecirpor nuestromodelo a
escalade viscosidad(Metin et al2011b.), Que se deriva dela fracción de volumende las
nanopartículas, /, y una fracciónefectiva máximade embalaje, / ef: máx
Ennuestro estudio anterior(Metin et al. 2011b), se demostró queel efecto del tamañode
partículay la doblecapa eléctricaen laviscosidad de las dispersionesno modificada-de
sílice en nanopartículasessignificante.Eq. 3se obtuvomediante la modificación delmodelo
empíricopropuestopor Chonget al. (1971). Los autores investigaronla dependenciade la
viscosidaddesuspensionesaltamenteconcentradassobre las concentraciones desólidospor
el usode unviscosímetroorificio.Sobre la basede los datosexperimentales, se propusouna
ecuaciónempíricaquecorrelacionalas viscosidadesrelativas desuspensionescomo una
funcióndeconcentraciones de sólidosy distribucionesde tamaño de partícula. En nuestro
estudio,elconcepto efectivode máxima-packing-fracción se incorpora enel
modelopropuesto porla viscosidadChongetal.(1971) yla correlación entre los/ efy /max
segiven.maxLa correlación entre/ efy /maxse basó en unembalajecúbicosimplemaxde
partículasesféricas conunadoble capa eléctrica(Metin et al2011b.):

12. DondeJA1 es la longitud de Debye ,a es el radio de sílice en nanopartículas , y A es una
constante . La correlación entre A y el tamaño de partícula está dado por Metin et al .(
2011b ) . El efecto de radio de la partícula se puede ver claramente en la ecuación. 4: A
medida que aumenta el tamaño de las partículas, / effmax acerca al ámbito máxima
fracción de empaquetamiento duro, / máx. Los modelos conceptuales propuestos para las
dispersiones de sílice en nanopartículas estabilizadas electrostáticamente se presentan
esquemáticamente en la fig. . 6. Un embalaje cúbico sencilla de partículas se asume en
este estudio debido a la mayor concentración de nanopartículas utilizado es menos de 25
% en volumen y las nanopartículas se dispersa bien en agua.
En este estudio, la relación de viscosidad gr de las dispersiones de nanopartículas que
fluyen a través de los medios porosos se calcula a partir de la relación de las pistas que
se muestran en las Figs. . 3,4, y 5, dividido por el de carreras de agua. Entonces, la
máxima efectiva fracción de empaquetamiento / effue cal-maxcalculado por el uso de la
ecuación. 4 (2011b Metin et al.). Anteriormente puso de manifiesto que la fracción de
volumen reducido de sílice nanopartículas / = / ef captura el efecto del tamaño y el tipo de
superficie sobre la viscosidad - maxity , y el modelo propuesto predice bien la viscosidad
de la dispersión acuosa de partículas de sílice cuyo tamaño oscila entre 5 y 500 nm (
2011b Metin et al . ) . Por lo tanto, se utilizó el mismo método para comparar la viscosidad
de dispersiones de nanopartículas obtenidos en este estudio con la de las mediciones de
reología a granel.

13. La figura. 8-el perfilde caída de presiónen el tiempopara untrazador (0,05% en peso de
NaCl)y el 1% en peso de 5nmde dispersiónsin modificaren nanopartículasque fluyea
través del núcleode la piedra arenisca.
En el color son los calculados a partir de los experimentos de flujo - a través de medios
porosos. El modelo unificado propuesto ( Metin et al . 2011b ) fue capaz de contraer todos
los datos de las mediciones de reología mayor y experimentos - flujo - en - porosa de
medios de comunicación en una sola curva .
Sin embargo, la retención de las nanopartículas puede influir en la interpretación del
comportamiento reológico de la dispersión de nanopartículas en medios porosos si induce
una variación significativa de la concentración de partículas en el flujo. Este efecto puede
ser demostrado en una roca de baja permeabilidad, como la arenisca estudiada en este
trabajo. Las caídas de presión durante la inyección de solución de NaCl al 0,05 % en peso
durante 4 horas seguido por 1 % en peso de dispersión de 5 nm de partícula se muestran
en la figura. 8. Para la inyección de salmuera, la caída de presión aumenta de forma
pronunciada en los primeros 20 minutos y luego mucho más gradualmente . La caída de
presión después de 4 horas es de aproximadamente 20 psi , que es significativamente
mayor que el valor esperado de 2,3 psi para 105 MD a 20 cm3/hr . Tenga en cuenta que
la permeabilidad de 105 MD se determinó mediante el uso de una solución de NaCl al 3 %
en peso . Esta concentración de sal es suficientemente mayor que la concentración
crítica, aproximadamente 1,5 % en peso de NaCl ( Civan 2007 ) , por debajo del cual se
produce hinchazón significativa de arcilla . Por lo tanto , la caída de presión más alta
durante la inyección de solución de NaCl al 0,05 % en peso es causada por la reducción
inducida por la arcilla de hinchamiento de la permeabilidad del núcleo de arenisca 105-12
MD . Como consecuencia, cuando se inició la inyección de 1 % en peso de 5 - nm
dispersión sin modificar en nanopartículas , la caída de presión a través del núcleo
aumentó de forma pronunciada (Fig. 7 ) . La inyección de la dispersión de nanopartículas
se detuvo después de 60 minutos debido a la caída de presión alcanza el máximo del
transductor. Muy poco efluente se produjo, lo que indica que las nanopartículas habían
atrapado mecánicamente y conectado al núcleo. La filtración de las nanopartículas puede
inducir un gran gradiente de concentración de nanopartículas en el flujo, que a su vez
influye en el comportamiento reológico de flujo, de acuerdo con la ecuación .3. La
interacción entre la retención de nanopartículas y la variación reológico determina la
movilidad de las nanopartículas en medios porosos. En nuestros corefloods , la caída de
presión medida se vio afectada por la variación de la viscosidad del fluido debido a la
gradiente de concentración de partículas y la modificación del medio de la permeabilidad
como resultado de la filtración y la hinchazón de arcilla . El modelo reológico se puede
utilizar para separar estos dos efectos, ya que se encontró que, en ausencia de retención
de nanopartículas, nuestro modelo puede predecir con precisión la viscosidad de la
dispersión en un amplio intervalo de concentración de nanopartículas . Esto ayuda a
mejorar la interpretación de los experimentos Coreflood en términos de filtración
asociados con hinchazón arcilla.

14. Conclusiones principales
Las propiedades de transporte de dispersiones de nanopartículas fueron estudiados en no
consolidado (paquete de Glassbeady sandpack ) y consolidada (caliza y arenisca de
núcleos) de los medios porosos. Nanopartículas no modificados no mostraron ninguna
retención significativa en alta permeabilidad paquete de Glassbeadysandpack así como
núcleo de caliza, porque el trazador y de nanopartículas mostraron los mismos perfiles de
concentración de efluentes . Las dispersiones de nanopartículas estudiaron exponer un
comportamiento newtoniano. La viscosidad de las nanopartículas no modificadas en
medios porosos estaba en buena concordancia con el determinado por el uso de un
reómetro. La viscosidad depende fuertemente de la concentración de partículas, y esta
relación se puede describir con un modelo reológico escala. Sobre la base de nuestro
modelo y los resultados experimentales, el efecto de deslizamiento en las paredes de los
poros que pueden causar una diferencia detectable en la viscosidad entre el reómetro y
medios porosos, según lo informado por Rodríguez et al .( 2009 ) , no se observó en
nuestro trabajo
Hemos establecido una correlación entre la concentración de nanopartículas y la
viscosidad dispersión en medios porosos para diversos tamaños de nanopartículas. La
estructura de poros no mostró ningún efecto observable sobre la viscosidad de los medios
de comunicación de alta permeabilidad, tales como paquetes de Glassbead y sandpacks .
Para la piedra caliza de baja permeabilidad, se midió la viscosidad de la dispersión de
nanopartículas también está de acuerdo con el modelo de concentración de 1 % en peso
de nanopartículas. Sin embargo, las nanopartículas fueron retenidos en el núcleo de
arenisca como consecuencia de la inflamación de arcilla. Este efecto y su interacción con
la viscosidad dinámica de dispersión de nanopartículas serán investigados más en
nuestro trabajo futuro.
Nomenclatura
un radio de ¼ de sílice en nanopartículas , L, nm
Un parámetro del modelo ¼ , sin dimensión
Concentración ¼ C de nanopartícula o trazador , m/L3 , g/cm3
Concentración CINJ ¼ en el fluido inyectado, m/L3 , g/cm3
Cnorm ¼ concentración del efluente normalizado , m/L3 , g/cm3
Cres ¼ concentración en el líquido residente, m/L3 , g/cm3
e ¼ de porosidad , L3/L3 , sin dimension
f ¼ fracción de volumen de las nanopartículas , L3/L3 , máximo empaquetamiento de
fricción eff sin dimensiones , L3/L3 , fmax ¼ adimensional efectiva
geq ¼ - velocidad de cizallamiento equivalente en medios porosos, 1 / t, 1 / s

15. permeabilidad k ¼ , L2 , M2
-1k de ¼ de longitud de Debye , L, nm
v ¼ velocidad media , L / t, m / s
relación de viscosidad ¼ hr , sin dimensión