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Rossen, William, R.

Overview
Works: 9 works in 10 publications in 2 languages and 10 library holdings
Genres: Conference papers and proceedings 
Roles: Other, Opponent, Author
Publication Timeline
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Most widely held works by William, R Rossen
Editorial to the Special Issue: Foam in Porous Media for Petroleum and Environmental Engineering--Experience Sharing by Rouhi Farajzadeh( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Mechanisms of stability of armored bubbles : FY 1995 progress report by W. R Rossen( Book )

2 editions published in 1996 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Experimental and theoretical studies of stabilization of liquid films between bubbles were undertaken as part of an effort to model gas release in waste tanks at the Hanford nuclear reservation. Synthetic Hanford waste created here showed solids accumulation at bubble surfaces and some stabilization of bubbles in a froth upon sparging with nitrogen. Dilational interfacial rheological measurements indicate increasing hydrophobicity with increasing EDTA concentration in the wastes. There is greater dilational elasticity of the interface with solid particles present on the interface. Theoretical modeling of a 2D liquid film between bubbles containing one row of solid particles suggests that in 3D such a film would be unstable unless the solids all touch. This hints at a possible mechanism for bubble stabilization, if it can be argued that slowly evolving interfaces, as bubbles grow toward each other in the sludge, have solids closely packed, but that rapid expansion of gas during a rollover event forces the films to expand without additional solids
Ecoulements de solutions de polymères en milieux poreux : lien entre physique à l'échelle des pores et comportement macroscopique by Frédéric Zami-Pierre( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

When a complex fluid is flowing through a porous medium, in addition to the fluid intrinsic physics, the multi-scale properties of the porous structure play a significant role. From the interaction between these features arise a great number of complex physical phenomena. The understandingand the modelling of the variety of these phenomena involved at the small scales and their impact on the large scales is the subject of intense work. In this thesis, the fluids we consider are polymer solutions and the porous media are typical sandstones met in petroleum applications. In petroleumengineering, the injection of a polymer slug into the oil-bearing reservoir is indeed a method commonly used in enhanced oil recovery. This method allows to increase the sweep efficiency, hence to improve the oil production of the reservoir. Due to the non-Newtonian rheology induced by the polymer molecules as well as specific mechanisms occurring at the liquid/solid interface, a polymer solution may be qualified as a complex fluid. The goal of this thesis is to investigate the non-Newtonian rheology and the behaviour of the polymer molecules near the liquid/solid interface. These phenomena are related to macro-scale effective properties. To thoroughly address this goal, we perform numerical simulations of flows through porous media. The goal is to obtain a better understanding of the underlying physics and, furthermore, we wish to propose possible improvements of the models that are currently used in reservoir simulators. Primarily, we are interested in the macro-scale transition from a Newtonian to a non-Newtonian flow. This transition is induced by the non-Newtonian rheology. By simulating flows through a wide panel of porous media, we study the macro-scale transition. An analysis of the fluid mechanics involved allows us to propose a simple model for the critical average velocity at which the transition occurs. In addition, we study the apparent slip induced by a repulsive mechanism of the polymer chains from the liquid/solid interface. We propose a pore-scale model to this mechanism. By performing comparisons with experimental datasets, we show that the model allows for a good description of the observed macro-scale behaviour. Finally, with direct simulations over periodic media, we link the phenomenology at the micro- and macro-scale for the flow of non-Newtonian fluids. On a fundamental level, we study the competition that emerges between the nonlinearity induced by the rheology and the disorder inherent to the porous structure. The results are related to modelscommonly used in reservoir simulators
Multi-Scale Study of Foam Flow Dynamics in Porous Media by Christopher Yeates( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Pour ce travail, nous utilisons un micromodèle à haute complexité et à structure fixe pour faire une série d'expériences en variant la vitesse d'injection, la qualité de la mousse, les distributions de taille de bulles d'injection, et la méthode d'injection. Nous mettons en œuvre un suivi individuel de bulles pour associer les propriétés d'écoulement aux propriétés de taille de bulles ainsi que les caractéristiques structurelles du milieu poreux. Nous proposons de nouveaux outils pour décrire l'écoulement d'un point de vue global et local de différentes manières. Nous établissons des comportements spécifiques à chaque taille de bulle, en montrant que les bulles des mousses piégées sont plus probables d'être de taille inférieure aux tailles de bulles moyennes, alors que les mousses en mouvement accèdent elles-mêmes à différents chemins d'écoulement selon les tailles de bulles. Les bulles plus volumineuses s'écoulent en majorité dans des chemins préférentiels à haute vitesse, généralement parallèles au gradient de pression, mais les petites bulles sont transportées en supplément à l'intérieur de chemins transversaux liant les chemins préférentiels. Ailleurs, pour nos données nous démontrons l'importance supérieure de la fraction de mousse piégée vis-à-vis de la densité de bulles quant à l'explication microscopique de la viscosité apparente, malgré une contribution des deux. Nous caractérisons structurellement les zones piégées à répétition, comme étant soit des zones à faible coordination de pore, de faible taille de seuil d'entrée, d'orientation de seuil désavantageuse, ou une combinaison de ceux-ci. Les zones à fort écoulement échappent à une caractérisation en termes de paramètres de structure locale et nécessitent une considération de l'information des différents chemins traversant la totalité du modèle. À ce but, afin de décrire les zones à fort écoulement, nous développons un modèle générant des chemins, utilisant une représentation en graphe du milieux poreux, basé sur une décomposition initiale en pores et seuils, qui intègre seulement les notions de taille de seuil et d'orientation de seuil relatif au gradient de pression pour caractériser les chemins
Remédiation des sols pollués par injection des mousses tensioactifs : expériences et changement d'échelle by Sagyn Omirbekov( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'injection de mousse dans des milieux poreux a été étudiée pour une variété d'applications dans l'industrie pétrolière et récemment pour des procédés de dépollution des sols afin d'éliminer les contaminants. Cependant, l'injection de mousse pour la remédiation des sols n'est toujours pas répandue en raison de la nature complexe de la mousse et des aquifères. Afin d'étudier l'application de la mousse pour la remédiation des sols, nous avons étudié expérimentalement le comportement de la mousse à l'échelle du laboratoire. Le but final de la recherche était d'étudier l'écoulement de mousse pour détourner l'écoulement des eaux souterraines des zones de sols contaminés en tenant compte des caractéristiques de l'écoulement de mousse en milieux poreux hautement perméables. Ainsi, la rhéologie de la mousse pré-générée a été étudiée dans des milieux poreux hautement perméables, dans des tubes capillaires, ainsi qu'à l'aide d'un rhéomètre. De plus, une étude numérique a été menée pour examiner l'écoulement de mousse à plus grande échelle sur la base des résultats de la rhéologie de la mousse hors milieu poreux. En conséquence, il a été démontré que l'écoulement de mousse présente un comportement non newtonien. Nous avons constaté que le comportement d'écoulement de la mousse en milieu poreux très perméables et dans les tubes capillaires est cohérent avec le comportement rhéologique de la mousse hors milieu poreux, si les bulles de mousse sont beaucoup plus petites que la taille des pores des milieux poreux. Ces résultats peuvent guider l'étude de la mousse pré-générée en milieux poreux très perméables
Dynamic Viscosity of Foam in Porous Media by Qiang Xu( )

1 edition published in 2000 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Experimental study of mobility control by foams : potential of a FAWAG process in pre-salt reservoir conditions by Lucas Gomes Pedroni( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

This thesis aimed at advancing our knowledge of the rheological behavior of foams in porous media. For that, we performed a comprehensive systematic petrophysical study of foam flow in porous media to determine the impact of foam quality, flow rate (interstitial velocity), permeability, pressure and gas composition on foam performance. Our findings show that the data obtained over a range of foam qualities, interstitial velocities and permeabilities converged to a power law master curve, independently of the flow regime, once the rheological behavior of strong foam was expressed in terms of apparent viscosity as a function of shear rate. The master curve obeys a power law with a universal exponent of -2/3. We found experimental and theoretical evidence in the literature for the value of the exponent. Our results also showed that foam was less effective in reducing gas mobility as pressure increased and that at sufficiently low pressures, the gas composition has no effect on foam performance. However, at high pressures, the gas composition becomes a determinant parameter, and all components must be considered. We found a master curve for foam performance which allows us to extrapolate foam efficiency for different compositions at different pressures. The experimental correlations obtained by these original approaches hold immense potential to advance the physical modeling of foam flow in porous media. Therefore, both approaches and correlations above can be used to refine foam flooding modeling, thus improving the simulation of Foam-EOR process and its reliability
Modélisation des écoulements de mousse dans les milieux poreux en récupération assistée du pétrole by Omar Gassara( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Depuis les années 60, la mousse présente un grand potentiel pour améliorer le balayage volumétrique par le gaz dans un réservoir pétrolier : des travaux de laboratoire et des essais sur champs montrent l'intérêt technique et économique de ce procédé. En effet, ses caractéristiques uniques, qui résultent de la dispersion du gaz dans un volume de liquide contenant des tensioactifs, en font un bon agent de réduction de mobilité du gaz, et par conséquent, ce qui conduit à la réduction des instabilités visqueuses issues du contraste de mobilité entre le gaz et l'huile en place. Par ailleurs, la mousse atténue les effets préjudiciables des hétérogénéités et de la ségrégation gravitaire sur la récupération, grâce à son comportement différent entres les faciès du réservoir. Dans la pratique industrielle, les simulateurs de réservoir s'attachent à ne modéliser que les effets de la mousse sur les déplacements en régime permanent, sans chercher à prédire son comportement dynamique régi par la génération, destruction et transport des lamelles (films minces) de mousse dans les milieux poreux. Suivant cette approche, la mousse est modélisée comme une réduction de mobilité du gaz, en particulier par le biais des perméabilités relatives, en utilisant des lois d'interpolations de paramètres impactant sa rhéologie, à savoir la vitesse et la qualité de la mousse, la saturation en huile, la concentration en tensioactif et la perméabilité du milieu poreux. Un tel modèle a l'avantage de la simplicité conceptuelle fondée sur l'extension des modèles de Darcy polyphasiques en n'utilisant que les paramètres d'écoulement mesurés au laboratoire, sans y intégrer le nouveau paramètre caractéristique de la mousse qui est la texture (densité des lamelles). Cependant, ces lois empiriques manquent de généralité et doivent être calibrées/ajustées à partir d'essais de laboratoire afin d'assurer la fiabilité des prévisions. Un modèle calibré à partir d'un nombre limité d'expériences comporte un degré d'incertitude et d'indétermination. L'ingénieur de réservoir a néanmoins recours à un tel modèle pour prédire et guider l'exploitation du gisement sur la base de ce procédé. D'où l'objectif principal de cette thèse qui consiste à améliorer le paramétrage des modèles de mousse empiriques via des lois mieux formulées et calibrées afin d'accroitre leur prédictivité. Dans cette thèse, nous avons établi les fondements physiques nécessaires pour valider les modèles empiriques en développant leur équivalence avec les modèles en texture assurée par des relations d'interdépendance entre les paramètres des deux approches. Cette équivalence a été montrée et étudiée en utilisant un modèle à lamelles pré-calibré de la littérature aux mesures de déplacements de mousse en régime permanent. Par ailleurs, ce parallèle avec les modèles en texture nous a permis de mettre au point une nouvelle procédure pour calibrer d'une manière fiable et déterministe les modèles empiriques. Cette procédure a été testée à partir des résultats d'expériences menées à IFPEN traduits en termes de texture en régime permanent. Enfin, nous avons proposé et interprété des lois d'échelle des paramètres du modèle de mousse en fonction de la perméabilité du milieu poreux, en analysant les paramètres des modèles calibrés sur des carottes de différentes perméabilités. L'importance de ces lois a été mise en évidence à travers des simulations sur une coupe de réservoir bi-couche. Les résultats de la simulation indiquent que les prévisions de performance d'un procédé à base de mousse, appliqué à un réservoir hétérogène, nécessitent une bonne connaissance des lois d'échelle des paramètres empiriques avec la perméabilité
Mechanisms of stability of armored bubbles : FY 1996 Final Report( Book )

1 edition published in 1996 in English and held by 0 WorldCat member libraries worldwide

Theoretical and experimental studies examine how a coating, or {open_quotes}armor, {close_quotes} of partially wetted solid particles can stabilize tiny bubbles against diffusion of gas into the surrounding liquid, in spite of the high capillary pressures normally associated with such bubbles. Experiments with polymethylmethacrylate (PNMA) beads and carbonated water demonstrate that armored bubbles can persist for weeks in liquid unsaturated with respect to the gas in the bubbles. This question is of concern regarding gas discharges from waste tanks at the Hanford reservation. The stresses on the solid-solid contacts between particles in such cases is large and could drive sintering of the particles into a rigid framework. Stability analysis suggests that a slightly shrunken bubble would not expel a solid particle from its armor to relieve stress and allow the bubble to shrink further. Expulsion of particles from more stressed bubbles at zero capillary pressure is energetically favored in some cases. It is not clear, however, whether this expulsion would proceed spontaneously from a small perturbation or require a large initial disturbance of the bubble. In some cases, it appears that a bubble would expel some particles and shrink, but the bubble would approach a final, stable size rather than disappear completely. This simplified analysis leaves out several factors. For instance, only one perturbation toward expelling a solid from the armor is considered; perhaps other perturbations would be more energetically favored than that tested. Other considerations (particle deformation, surface roughness, contact-angle hysteresis, and adhesion or physical bonding between adjacent particles) would make expelling solids more difficult than indicated by this theoretical study
 
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