Кинетический гистерезис смачивания
для статического гистерезиса смачивания капля жидкости во всех точках периметра смачивания имеет одно и то же значение .
Если твердая поверхность наклонить, то капля начнет перемещаться и углы изменятся.
0- отступающий угол
н- наступающий угол
н > 0
В пласте в большинстве случаев существует кинетический гистерезис смачивания. В пластовых условиях в капиллярах он будет выглядеть след. образом:
Р1>Р2
Р1-Р2=P
н>0
При вытеснении из пористой среды нефти водой или газом образующийся угол называется наступающим углом смачивания, и наоборот при вытеснении воды нефтью образующийся угол смачивания называется отступающим.
Лекция № 18
Такое поведение молекул ПАВ позволяет из гидрофильной породы получать гидрофобную и наоборот. Не все участки породы обладают одинаковыми адсорбционными свойствами. На микровыступах, трещинах адсорбции поглощении идет лучше, такие участки наз. активными центрами объясняется это тем, что у угловых и выступающих молекул степень нескомпенированности силового поля >, чем у атомных молекул поверхносте
Различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая (молекулярная адсорбция вызывается Ван- дер- Ваальсовскими силами, химическая адсорбция (хемос-ция) обусловлено взаимодействием адсорбтива с адсорбентом за счет хим. сил: ионная, ковалентные связи. Естественно хем-ция сопровождается с образованием на поверхности более прочных химич. соединений. Процесс адсорбции лучше протекает при низких температурах, а абсорбция хемосорбция при повышенных температурах.
Количественно адсорбция обследуется по формуле :
(1)
С0- начальная конц-ция, (Моль)
А- величина адсорбции, (Моль/м2)
Ср- предельная конц-ция в растворе , (Моль)
S- площадь поверхности адсорбента, (м2)
Нужно учитывать и массу адсорбента М, (г)
(2) А- Моль/г
Понятия адсорбции сопровождается таким понятием как коэффициент поверхностного натяжения и знания связи м/у А и является важными.
Связь А и
(3) - урав-е Гиббса
С- молекулярная конц-я р-ров ПАВ Спав,%
R- универсальная газовая постоянная
Т- абсолютная t- ра;
ddC – поверхностная активн. ПАВ
Графически величина А в зависимости от конц-ции ПАВ выглядит след. образом:
Как видно, даже при незначительной концентрации ПАВ наблюдается резкое снижение повторного натяжения на границе раздела фаз. Это обстоятельство использ. в практике добычи нефти для снижения межфазного натяжения на границе раздела нефть-вода, нефть-п-да с целью увеличения нефтеотдачи.
Адсорбция ПАВ может происходить мономолекулярным слоем (рис.1) или полимолекулярным слоем (рис.2) (она характерна для сложных веществ).
Нахождение точки перехода от монослойности к полислойности (точка Б) дает возможность рассчитать величину Амах, отвечающую плотнейшей упаковке молекул в молекулярном слое. Знание этой величины и размеров дает возможность точного определения удельной поверхности молекул. Изучению механизма адсорбции ПАВ и его влияние на процессы нефтеизвлечения посвящено достаточное количество научных работ.
Обобщая вопросы изучения адсорбции были сделаны след-ие выводы:
1. на величину адсорбции естественных и искусственных ПАВ значительное влияние оказывает минералогический состав пород при прочих равных условиях с увеличением карбонатности и глинистости г.п. А увеличивает.
2. адсорбция нафтеновых кислот, смол, асфальтенов и синтетических ПАВ явл-ся многослойной (полимолекулярной).
Предельная адсорбция для синтетических ПАВ достигается при значительно меньшей концентрации, чем для асфальтенов, смол, нафтеновых кислот.
3. нафтеновые к-ты и асфальтены почти полностью подавляют адсорбцию смол.
4. адсорбция смол не зависит от характеристики минералогического состава пород, уменьшается с ростом температуры и давлений. Адсорбция нафтеновых кислот с повышением давлений остается неизменной.
Кроме того для синтетических ПАВ:
1. наименьшее значение А наблюдается при высокой нефтенасыщенности порового пространства. Рост водонасыщенности приводит к увеличению адсорбции (сувеличением Sнефт А уменьшается, а с увеличением Sвод А увеличивается).
2. скорость фильтрации оказывает незначительное влияние на величину адсорбции.