Смачивание твердых тел жидкостью.

Наличие на границах раздела фаз лишней поверхностной энергии обусловливает рвение системы занять такое положение, при котором ее площадь поверхности мала. Потому термодинамически устойчивая форма капли воды - сфера, имеющая при данном объеме меньшую площадь поверхности и, как следует, наименьшую поверхностную энергию. При контакте 3-х фаз, одна из которых жесткая, рвение системы к минимуму Смачивание твердых тел жидкостью. поверхностной энергии проявляется через смачивание.

Если на поверхность твердого тела нанести каплю воды, то после пришествия равновесия она приобретает линзообразную форму (рис. 3.7- а), обусловленную взаимодействием 3-х поверхностных натяжений: капли на границе с жестким телом , на границе капли с окружающей средой (жидкостью либо газом) и на границе твердого тела с Смачивание твердых тел жидкостью. окружающей средой . После нанесения на поверхность капля будет разливаться по ней до того времени, пока не наступит равновесие 3-х поверхностных натяжений.

Угол меж поверхностью твердого тела и касательной к капле, имеющий верхушку на полосы раздела 3-х фаз, именуется краевым углом смачивания и является мерой смачиваемости твердого тела жидкостью. Поверхность Смачивание твердых тел жидкостью. смачивается жидкостью, если <90° (рис. 3.7- б), и не смачивается жидкостью, если >90° (рис. 3.7- г), если краевой угол близок к 90°, то поверхность обладает нейтральной смачиваемостью (рис. 3.7- в).

На практике угол отсчитывают от касательной в сторону аква фазы, а смачиваемую водой поверхность ( <90°) именуют гидрофильной, несмачиваемую ( >90°) - гидрофобной.

В естественных критериях породы-коллекторы неоднородны по смачиваемости. Часть поверхности пор гидрофильна, другая часть гидрофобна Смачивание твердых тел жидкостью.. Это разъясняется сложным минералогическим составом пород, различной структурой поверхности самих зернышек минералов, возможностью конфигурации нрава смачиваемости поверхности при ее контакте с нефтью и закачиваемыми водами. Незапятнанная поверхность большинства минералов гидрофильна, но при адсорбции на ней активных асфальтосмолистых компонент нефти поверхность может стать гидрофобной. Потому, характеризуя смачиваемость породы-коллектора, предполагают ее преимущественную Смачивание твердых тел жидкостью. смачиваемость, т. е. какой жидкостью (водой либо нефтью) она смачивается в основном. Преимущественную смачиваемость породы-коллектора оценивают на основании результатов капиллярной пропитки и гидродинамического вытеснения одной воды другой.

По углу избирательного смачивания, образующегося при контакте воды, нефти и породы можно судить о качестве вод и их отмывающей Смачивание твердых тел жидкостью. и нефтевытесняющей возможностях. Лучше отмывают нефть воды, отлично смачивающие породу.

Капиллярные эффекты.

Капиллярные эффекты (капиллярное давление и капиллярная пропитка) — поверхностные явления в пористых средах, возникающие вследствие наличия преимущественной смачиваемости поверхности поровых каналов.

Если капилляр привести в контакт со смачивающей его поверхность жидкостью, то стремясь уменьшить сверхизбыточную поверхностную энергию, жидкость начнет Смачивание твердых тел жидкостью. самопроизвольно двигаться по капилляру. В вертикальном капилляре жидкость будет подниматься до того времени, пока поверхностные силы не будут уравновешены весом столба воды. Высоту столба воды можно охарактеризовать гидростатическим давлением, соответственно уравновешивающие его в капилляре поверхностные силы можно представить как капиллярное давление. Капиллярное давление рксвязано с радиусом капилляра последующим Смачивание твердых тел жидкостью. соотношением:

Капиллярное давление выражает разность давления в смачивающей и несмачивающей фазах. Оно ориентировано в сторону несмачивающейся фазы. Зависимо от нрава смачиваемости породы капиллярное давление может содействовать вытеснению нефти из породы либо же препятствовать ему.


Рис. 3.8. Нрав вытеснения нефти водой в гидрофобном (а) и гидрофильном (б) пластах

Под действием капиллярного давления смачивающая фаза Смачивание твердых тел жидкостью. может самопроизвольно впитываться в пористую среду, вытесняя из нее несмачивающую фазу.

Потому что смачивающая жидкость обладает наименьшей свободной поверхностной энергией, а маленькие поры — большей удельной поверхностью, то смачивающая и несмачивающая фазы самопроизвольно перераспределяются в пористой среде таким макаром, чтоб смачивающая фаза занимала маленькие поры, а не Смачивание твердых тел жидкостью. смачивающая — большие. При таком рассредотачивании фаз достигается минимум свободной поверхностной энергии. Явление, при котором смачивающая жидкость внедряется в пористую среду только под действием капиллярных сил, именуется капиллярной пропиткой.

На рис. 3.8 показан нрав вытеснения нефти водой из гидрофобного и гидрофильного пластов. В гидрофобной породе вода как несмачивающая фаза движется по Смачивание твердых тел жидкостью. более широким порам, а нефть - смачивающая фаза, покрывает поверхность зернышек и остается в сужениях поровых каналов. Капиллярное давление, направленное в сторону несмачивающей фазы (воды), препятствует проникновению воды в маленькие поры, занятые нефтью. В гидрофильной породе вода под действием капиллярного давления теснит нефть из сужений в большие поры. В их нефть Смачивание твердых тел жидкостью. после вытеснения остается в виде отдельных капель, окруженных аква фазой. Полное количество остаточной нефти в гидрофильных коллекторах существенно меньше по сопоставлению с гидрофобными. В особенности важную роль капиллярная пропитка играет в породах с очень неоднородными коллекторскими качествами и пористо-трещинноватых коллекторах.

Адсорбция.

Сверхизбыточную поверхностную энергию многофазной системы можно уменьшить Смачивание твердых тел жидкостью. методом понижения поверхностного натяжения за счет адсорбции на границах раздела фаз активных компонент, содержащихся в жидкостях. Вещества, способные адсорбироваться на поверхности раздела фаз, именуются поверхностно-активными (ПАВ). Молекулы этих веществ состоят из полярной и неполярной групп. Находясь на поверхности, они ориентируются таким макаром, чтоб поверхностное натяжение на границе Смачивание твердых тел жидкостью. раздела фаз было наименьшим. На поверхности раздела концентрируются составляющие, которые более очень понижают поверхностное натяжение, соответственно концентрация их в объеме фазы становится меньше. Потому под адсорбцией понимают самопроизвольное перераспределение компонент на поверхности и в объеме фазы.

Нефть в той либо другой степени содержит поверхностно-активные вещества — нефтяные кислоты, асфальтосмолистые вещества и др Смачивание твердых тел жидкостью.. Адсорбция их на поверхности породы может являться предпосылкой ее гидрофобного нрава смачиваемости.

Для увеличения нефтеотдачи синтетические поверхностно-активные вещества (ПАВ) добавляют в закачиваемые в пласт воды, улучшая тем нрав смачиваемости породы, снижая поверхностное натяжение и понижая действие поверхностных и капиллярных сил, препятствующих полному вытеснению нефти.


sluhovaya-sensornaya-mistema.html
sluhovoe-i-rechevoe-vospriyatie.html
sluhovoj-i-vestibulyarnij-analizatori.html