Зависимость s от состава нефтей

Макасин занимался этими вопросами. Их вывод: s не зависит от количества содержания в нефти асфальтенов. Но когда изучили состав асфальтенов, то выявили эту зависимость (металлпорфириновые комплексы).

Изучение влияния состава нефти, в частности влияние асфальтенов на s позволило получить следующие выводы.

1. большой и четко выраженной зависимости s на границе нефть-вода не наблюдается (от содержания асфальтенов)

2. s зависит от определенной группы соединений, входящей в состав асфальтенов, а именно от количества металлпорфириновых комплексов.

Приведем изотермы s на границе нефти в растворе реагентов наиболее часто используемых в промыслах.

Изменение s на границе нефти – раств-ор. щелочи от концентрации щелочи в водном растворе.

а) s уменьшается с ростом концентрации щелочи.

б) s на границе нефть - активные и нейтрализованные растворы кислот (НСL,H₂SO_4,HF)

в) s на границе с растворами ПАВ

Методы определения коэффициента поверхностного натяжения

1. Метод отрыва кольца или пластинки из жидкости.

При этом сила, необходимая для отрыва кольца или пластинки пропорциональна межфазному натяжению на границе жидкость-газ.

F = k*s

F-сила, [H] s-н/м

к - постоянная прибора

2. Метод измерения высоты подъема жидкости в капилляре (за счет капиллярного давления).

Р_кап = rgh

P_кап = 2scosq / r (по ф-ле Лапласа)

q-угол смачивания; r-радиус капилляра.

s = hrgr / 2cosq

3. Метод счета капель

Отрыв капли произойдет когда вес капли станет равным силе поверхностного натяжения, удерживающей её. Перед отрывом капли образуется шейка, радиус kf несколько меньше радиуса капиляра.

Вдоль окружности этой шейки и действующая сила поверхностного натяжения.

P = 2prs

Р- вес капли, [Н];

s-[H/м];

r-радиус шейки[м]

4. Определение с помощью сталогмометра. УФНИИ

s=V(r_b-r_H)*k

к- постоянная прибора

s- коэф. поверхн. натяжения

V-объем, вышедший из кап-ра капли

r_b, r_H- плотности воды и нефти соотв-но

 

39.Смачиваемость пород, методы ее определения. Распределение пород по смачиваемости.

Смачиваемость твердой поверхности и методы её определения

При разработке нефтяных месторождений наблюдаются случаи значительного проявления капиллярных сил. Например, случай самопроизвольного впитывания в пластовые воды, либо вытеснение из пласта нефти.

Действие капиллярных сил обусловлены в частности, поверхностным натяжением и наличием угла смачиваемости.

Р_кап = 2scosq / r

Как видно из формулы величина Р_кап зависит от s, q, r.

Смачивание - это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с твердым или др.жидким телом при наличии одновременного контакта 3-х несмешивающихся фаз.(п-да-нефть-вода; п-да-нефть-газ; п-да-вода-газ).

Степень смачиваемости породы той или иной жидкостью определяется краевым углом смачивания q. Различают три положения на твердой поверхности капель нефти в водной среде и капель воды в нефтяной среде.

- Поверхность гидрофильная

q<90⁰ , вода лучше смачив. поверхность породы, нежели нефть.

 

- Поверхность, одинаковосмачивающаяся нефтью и водой. Идеальный случай (такого почти не бывает).

Является п-дой с промежуточной смачиваемостью

 

- Поверхность гидрофобная, когда вода не смачивает твердую поверхность

 

Переходная точка соответствующая q =90⁰ называется точкой инверсии (т.е. точкой обращения).

Полное смачивание поверхности каплей воды в нефтяной среде соответствует q=0⁰, такие поверхности наз.абсолютно гидрофильными поверхностями.

Полное смачивание поверхности породы каплей нефти в водной среде соответствует q =180⁰ (cosq =-1) такие поверхности наз.абсолютно гидрофобными поверхностями.

Методы определения:

1. Для изучения смачиваемости поверхности твердых тел и смачивающих свойств жидкостей широко пользуются оптической скамьей.

При этом каплю жидкости, нанесенную на твердую поверхность минерала (шлиф) или горной породы, проектируют с помощью оптической системы в увеличенном виде на экран из матового стекла. Краевой угол смачивания θ измеряют по изображению, полученному на матовом стекле, или по фотографии капли.

2. Измеряют краевой угол смачивания, образуемый поверхностью жидкости и погруженной в нее наклонной пластинкой минерала при погружении или поднятии последней с соответствующей скоростью.

3. Измеряются краевые углы натекания и оттекания, образуемые каплей жидкости на наклонной твердой поверхности. В третьем динамика изменения угла смачивания создается путем отсасывания капиллярной пипеткой нефти или воды из капли. При уменьшении объема капли нефти возникает наступающий угол смачивания, при увеличении ее — отступающий.

4. Углы смачивания в динамике можно измерить при медленном движении мениска в капилляре.

5. Упомянутые методы не воспроизводят пластовых условий. Некоторое представление о смачивающих свойствах вод и природе поверхности поровых каналов можно получить, измеряя скорость пропитывания пористой среды жидкостью или капиллярного вытеснения этой жидкости другой. Для изучения процессов капиллярного пропитывания и взаимного вытеснения нефти и воды обычно используются приборы З.В.Волковой.

В стеклянную трубку 3 при помощи резинового уплотнения 5 вставляют изучаемый песчаник 4, насыщенный остаточной водой и нефтью. Капилляр 1, наполненный вытесняющей жидкостью до конца расширенной части, соединяется с трубкой 3 на шлифе 7. Пространство между торцом образца и пробкой капилляра сообщается с атмосферой при помощи отвода с пробкой 2. На трубке 1 нанесены деления, по которым можно определить количество вошедшей в керн под действием капиллярных сил воды в различные моменты времени. При изучении процесса капиллярного вытеснения нефти трубка наполняется водой и после соединения шлифа 7 открываются пробка 2 и кран 6. Прибор слегка наклоняют и после того, как жидкость достигает торца песчаника, пробка 2 закрывается, прибор вновь устанавливают в горизонтальное положение и проводят наблюдение за процессом капиллярного вытеснения нефти водой.