I dette prosjektet er det gjort en eksperimentell studie av permeable porøse medier i overgangen fra lav lavhastighets til høyhastighetsstrømning som tradisjonelt beskrives av Forchheimers ligning. Det er nylig blitt vist teoretisk (Mei & Auriault, 1991 og Wodie & Levy 1991) at for lave hastigheter er ikke Forchheimer gyldig. Det er derfor av interesse å studere effekten av svake inertialkrefter på trykktapet for strømning i naturlige porøse medier.
Det er foretatt målinger påforskjellige kjerneprøver fra Berea- og Bentheimerformasjoner. Enkelte av kjerneprøvene hadde glycerolmetning (fra Hjellesets prosjekt 1995). I tillegg er det målt på to prøver med ukonsolidert matriale. Med kurvetilpassning finner vi karakteristiske parametre for forskjellige strømningsregimer for hver kjerne. I overgangssonen før høyhastighetsstrømning inntrer ser vi at gass-strømning i alle eksperimentene gir en bedre overenstemmelse med et kubisk forhold i hastighet framfor det kvadratiske. Ved høyhastighetsstrømning viser dataene relativt små avvik fra Forchheimers klassiske trykktapsligning.
Trykktap er en viktig paramerer for petroleums- og gassindustrien mht utvinning av et reservoar. Strømmen av væske og gass er forårsaket av trykkgradienten langs banen fluiden strømmer. Dette er en av parametrene som bestemmer lønnsomheten av feltet, da produksjonsraten er en funksjon av trykktap. I reservoarteknikk brukes i dag vanligvis Forchheimers tradisjonelle trykktapsligning.
I konflikt med det tradisjonelle synet, viser nye teorier at for treghetskrefter som er svake i forhold til viskøse skjær-krefter, dvs. for lave Reynoldstall, er avviket fra Darcys ligning et tredjegradsledd (Mei & Auriault 1991 og Woodie & Levy 1991). Teorien underbygges av numeriske simuleringer (E. Skjetne, 1995), og av eksperimenter (Rasoloarijaona & Auriault, 1994) som viser god overenstemmelse med den kubiske lov. I Hjellesets rapport (1995) ser vi også avvik fra Forchheimer i de eksperimentelle data for lav-hastighetsregionen, som tilsier kubisk lov.
Det ville vært interessant å sjekke om lavhastighetsregimet kan måles og har noen innvirkning for reservoarbergarter. Med det formål å kunne måle et tredjegrads avvik fra Forchheimer for relevante reservoar porøse medier , gjør vi i dette prosjektet en eksperimentell studie av porøse Bentheimer- og Berea kjerner med og uten glycerolmetning, i tillegg til ukonsolidert matriale bestående av glassperler. I tilfelle av et tredjegradsavvik i hastighet, kommer dette fram som en krum 2. gradskurve med positiv krumning i et Forchheimerplott. Med bakgrunn i de eksperimentelle data, kurvetilpassning og dataanalyse, ser vi at Forchheimers ligning ikke gir en god nok beskrivelse av trykktap i porøse medier.
For lave strømningshastigheter gir ikke Forchheimers ligning noen god beskrivelse av trykktap i porøse medier. Avviket passer bedre til et kubisk korreksjonsledd i Darcys ligning framfor Forchheimers kvadratiske, hvilket er i samsvar med Mei & Auriaults (1991) og Wodie & Levys (1991) teorier.
Ukonsolidert matriale viser overensstemmelse med kubisk strømning over et større intervall i massefluks enn konsolidert matriale.
Trykktap over filter ved måling på ukonsolidert matriale kan ikke neglisjeres for høye strømningsrater i forsøk der lengde i forhold til diameter er relativt liten , og bør derfor kontrolleres og korrigeres for.