Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Лекция №15. Молекулярно-поверхностные явления на границе раздела фаз

Молекулярно-поверхностные явления на границе раздела фаз

Поверхностные натяжения на границе раздела фаз

 

Нефтяные и газовые пласты представл. огромное скопление капиллярных каналов и трещин с громадной удельной поверхностью. В следствии этого поверхностные натяжения в залежах играют огромную роль в процессах взаимного вытеснения нефти, воды и газа. В частности нефтеотдача пластов, фазовые прониц-ти во многом обусловлены поверхностными явлениями на границе ж--п, ж-ж, ж-г.

 

 

Ркап= ф-ла Лапласа

 

s- коэ-нт поверхн0го натяжения, мн/м

q- угол смачивания, град-1

R- рад.порового канала, м

 

Слой, толщина кот. равна радиусу действия сил межмолекулярного взаимодействия наз. поверхностью, т.к.в этом слое сущ-ет молекулярное давление, то перемещения молекул из жидкости, для образования новой поверхности требует затраты определенной работы, переходящей в энергию поверхностного слоя- поверхностную энергию. Работа, отнесенная к единице площади вновь образованной поверхности наз. удельной свободной поверхностной энергией или поверхностным натяжением либо коэффициентом поверхностного натяжения.

 

s = R/S

R – работа, Дж

S – площадь, м2

s- коэф. поверхн. натяжения,Дж/ м2

С др. стороны поверхностное натяжение – это сила на единицу длины, необходимая для образ-я новой поверхности и в этом случае

 

s = F / l

 

s - Н/м

F – Н (сила)

l – м (длина периметра)

 

В нефтяном пласте поверхностные явления м.б. на следующих границах раздела: нефть-вода, нефть- газ, вода-газ, нефть порода, вода-порода, газ-порода.

 

 

s-экспериментально можно определить между жидкостями и на границе жидкость-газ. Примеры поверхностных натяжений некоторых веществ.

 

 

  s,мн/м
Вещество На границе с воздухом   На границе с водой  
1. Вода 2. Нефть Ухтинского месторождения 3. Нефть Туймазинского месторождения 4. Нефть Орланского месторождения 5. Ртуть 72,75 31,1 2,2 28,4   33,3 30,2 31,4

 

Влияние температуры, давления и состава контактирующих фаз на поверхностное натяжение.

 

Величина σ чистой жидкости на границе с паром в дали от ее критической точки зависит от температуры. Рост температуры вызывает уменьшение коэффициента поверхностного натяжения из-за уменьшения межмолекулярных сил.

 

st = s0 (1-gt) (2)

 

st и s0 - соответственно поверхностные натяжения при t0C и 00С, [мн/м]

g - температурный коэффициент поверхностного натяжения

t-текущая t-ра системы.

 

С увеличением давления поверхностное натяжение жидкости на границе с газом уменьшается, так как с увеличивается давления возрастает взаимная растворимость газа в жидкости и происходит уменьшение свободной поверхностной энергии.

Для нефти эта зависимость гораздо сложнее и количественно изменение зависит от состава нефти, количества и состава растворенного в нефти газа, природы полярных компонентов нефти и газа и т.д. Чем больше растворимость газов в нефти, тем интенсивнее уменьшение s с возрастанием давления. Графически это выглядит следующим образом:

 

Нефт. Небит-Дагского месторождения

 

рис. 1

 

1-на границе с CH4 при темп-ре 200

2-на границе с этан - пропановой смесью при темп-ре 200

3-на границе с СН2 при темп-ре 600


Поверхностное натяжение дегазационной малополярной нефти на границе с водой в пределах давлений, встречается в промысловой практике мало зависят от давлений (рис.2)

 

рис 2

 

Объясняется относительно небольшим примерно одинаковым изменением межмолекулярных сил каждой из жидкостей с увеличением давления, так что соотношение их остается постоянным и не приводит к существенным изменениям коэффициента поверхностного натяжения. Межфазное натяжение в системе нефть-вода так же как и на границе с азотом уменьшается при росте температуры и эта зависимость носит следующий характер.

 

 

С увеличением температуры понижается поверхностное натяжение

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Вязкость УВ газов | Методы определения коэффициента поверхностного натяжения
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2013-12-12; Просмотров: 1087; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.