Es ist bekannt, dass überkritisches CO₂ sowohl gas- als auch flüssigkeitsspezifische Eigenschaften besitzt. Zur Untersuchung der Kräfte, die auf Sandpartikel in dem von überkritischem CO₂-Hydraulikfrackfluid gebildeten Wirbelschichtbett wirken, sowie der Bewegungstransportweise der Stützmittelpartikel unter Krafteinwirkung, wurden die Kräfte zwischen Partikeln, zwischen Partikeln und Fluid sowie die Wirkungen des Fluids auf die Partikel analysiert. Durch ein mathematisches Modell wurde die Beziehung zwischen dem elastischen Erholungskoeffizienten und der Konzentration der Partikelaggregate abgeleitet. Mit zunehmendem elastischem Erholungskoeffizienten verteilt sich die Partikelaggregate-Konzentrat gleichmäßiger; bei kleineren Konzentrationen der Aggregate sind Kollisionen intensiver; je langsamer die Partikelfällung erfolgt, desto besser ist die Sandförderwirkung des Frackfluids. Mittels numerischer Simulation eines auf der Partikeldynamiktheorie basierenden Euler–Euler-Multiphase-Fließmodells wurde das Fluidisierungsmodell der Partikel im Wirbelschichtbett des überkritischen CO₂-Frackfluids unter Baustellenbedingungen sowie der Zwei-Phasen-Zustand der überkritischen Phase und der festen Partikelphase beschrieben, wobei die Simulationsergebnisse mit dem mathematischen Modell übereinstimmen.

Stützmittel;Partikelaggregate;elastischer Erholungskoeffizient;Doppel-Euler-Modell;Partikelsedimentation