Поверхностное натяжение связано с такими понятиями, как свободная энергия поверхностного слоя жидкости и сила поверхностного натяжения.

Свободная энергия поверхности:

(5.1)

где  - поверхностное натяжение;

s- суммарная поверхность двух фаз.

Сила поверхностного натяжения - сила, действующая на единицу длины периметра взаимодействия двух фаз (линию смачивания):

F=

где l- линия смачиваемоемости.

Коэффициент поверхностного натяжения а зависит от давления, температуры, газового фактора, свойств флюидов.

Если поверхностное натяжение между двумя жидкостями, газом и жидкостью можно измерить, то на поверхности раздела породы-жидкости и породы-газа измерить трудно. Поэтому для изучения поверхностных явлений на границе порода-жидкость-газ, пользуются косвенными методами:

измерением работы адгезии и когезии, исследованием явлений смачиваемости и растекаемости, изучением теплоты смачивания.

Смачиванием называется совокупность явлений на границе соприкосновения трёх фаз, одна из которых обычно является твёрдым телом и две другие - не смешиваемые жидкости или жидкость и газ.

Капля жидкости может растекаться по поверхности, если поверхность хорошо смачивается, а если поверхность плохо смачивается, то капля растекаться не будет.
35. Что влияет на формирование переходной зоны на границе раздела фаз "вода-нефть" и увеличивает её величину?

Водонефтяной контакт в пласте представляет собой различ­ной толщины переходную зону от воды к нефти. Строение этой зоны и распределение в ней воды и нефти определяются в основ­ном гравитационными и капиллярными силами. Последние на­ходятся в сложной зависимости от свойств и состава пород и физико-химических свойств пластовых жидкостей. Большое мно­гообразие свойств пород обусловливает значительные изменения толщины переходной зоны в одной и той же залежи. В песча­никах высокой проницаемости, отличающихся отсортированностью зерен, толщина переходной зоны не превышает нескольких десятков сантиметров. В мелкозернистых песчаниках с плохо от­сортированными зернами она достигает 6—8 м.

---

Состояние свободной и связанной воды и нефти в переходной зоне также определяется свойствами всех фаз системы и сте­пенью водонефтенасыщенности пород. В лаборатории физики нефтяного пласта МИНХ и ГП уста­новлено, например, что в песчаниках Зольненского месторождения прони­цаемостью 0,350 мкм² при водонасыщенности 35—40 % поровые каналы заполнены смесью нефти и воды, в ко­торых нефть не представляет собой сплошной фазы. Если проницаемость равна 0,650 мкм², сплошность нефти нарушается при 28—30 % водонасыщенности. Практически безводный приток нефти из песчаников Бавлинского и Туймазинского месторождений получают при водонасыщенности их до 32—35 % от объема пор.

Следует учитывать, что в практических условиях распределе­ние нефти и воды в переходной зоне может быть значительно сложнее вследствие большого многообразия свойств пород плас­товой системы.

Иногда водонефтяной контакт имеет наклонное положение, что связывается с движением подземных вод, характером прони­цаемости коллектора и другими специфическими факторами в строении залежи.

На газонефтяном контакте также имеется переходная зона от нефтяной до чисто газовой части пласта. Строение этой части залежи определяется равновесием гравитационных и капил­лярных сил, а также физическими и физико-химическими свой­ствами системы нефть — порода — газ.

Если не учитывать влияние третьей фазы (остаточной воды), то уравнения, аналогичные (V.8) и (V.9), можно использовать для приближенной оценки распределения нефти и газа в пере­ходной зоне. Следует, однако, учитывать, что фактический ха­рактер распределения нефти и газа осложняется присутствием остаточной воды. Капиллярный подъем жидкости в условиях трехфазной системы недостаточно исследован. Из уравнения (V.9) все же следует, что высота переходной зоны нефть — газ должна быть меньше высоты водонефтяной переходной зоны, так как разница плотностей между нефтью и газом больше, чем между водой и нефтью, а поверхностные натяжения нефти на границе с водой и на границе с газом могут быть близкими по значению.
36. Что справедливо для явлений смачиваемости?

Смачивание – это явление, возникающее вследствие взаимодействия молекул жидкости с молекулами твёрдых тел и приводящее к искривлению поверхности жидкости у поверхности твёрдого тела.

---

Смачивание проявляется в растекании жидкости по твёрдой поверхности, находящейся в контакте с газом (паром) или другой жидкостью из-за наличия межмолекулярных сил притяжения, возникающих между молекулами твёрдого тела и молекулами растекающейся жидкости.

Количественно смачивание характеризуется углом смачивания (краевым углом).

Угол смачивания Θ («тэта») – это угол между смачиваемой поверхностью твёрдого тела и поверхностью жидкости на границе «жидкость-твёрдое тело» (точнее между смачиваемой поверхностью и касательной к поверхности жидкости в точке данной границы).

1. 
   Полное смачивание Θ = 0⁰: растекание жидкости по поверхности субстрата до монослоя (например, бензин или нефть на поверхности воды);
   
2. 
   Сильное смачивание 0 < Θ < 90⁰ (например, спирт на полированном столе); поверхность с сильным смачиванием называют смачиваемой поверхностью;
   

3) Слабое смачивание 90⁰ < Θ < 180⁰ (например, капелька воды на тефлоновой сковородке). Такую поверхность называют несмачиваемой поверхностью. Так, краевой угол ртути на стекле составляет около 150°, воды на парафине - около 105°. Капли таких жидкостей как бы поджимаются, стараясь уменьшить площадь своего соприкосновения с твёрдой поверхностью;

4) Полное несмачивание Θ=180⁰ (например, шарик ртути на тщательно очищенной и отполированной поверхности металла).

С чем связано явление смачивания? Силами притяжения между молекулами жидкости и газа можно пренебречь, но не учитывать взаимодействия между молекулами жидкости и твёрдого тела нельзя. Чем больше поверхностная энергия жидкости, тем больше силы притяжения между молекулами жидкости и твёрдого тела, если их привести в соприкосновение.

Форма поверхности жидкости, соприкасающейся с твёрдым телом, зависит от того, какова величина сил притяжения и какие силы больше: силы притяжения между молекулами жидкости и твёрдого тела или между молекулами самой жидкости?

Если силы притяжения между молекулами жидкости и молекулам твёрдого тела меньше, чем между молекулами жидкости, смачивания не происходит (слабое смачивание).

Вода смачивает (хорошо смачивает) стекло и не смачивает (плохо смачивает), например, парафин. Ртуть смачивает цинк и не смачивает стекло, дерево, кожу. Почва, древесина и кора, обезжиренные волокна льна, пеньки, шерсти и т. п. смачиваются водой. Жиры и смолы смачиваются водными растворами щелочей и т. п.

---

Наличие у веществ поверхностной энергии и смачивания проявляется в виде адгезии.
37. Какие факторы влияют на величину нефтеотдачи пласта?

Все факторы, оказывающие непосредственное влияние на нефтеотдачу пласта, можно разделить на две категории: неуправляемые (природные) и управляемые (технологические). К основным факторам относятся следующие:

Вязкость нефти и воды;

Проницаемость;

Пористость;

Однородность;

Температура;

Песчанистость;

Нефтенасыщенность;

Обводненность;

Количество и плотность расположения скважин;

Темпы добычи нефти;

Технологии разработки месторождения.

Методы разработки в свою очередь делятся на три вида: первичные – когда нефть выходит под естественным давлением, вторичные – поддержание давления путем закачки воды или газа, и третичные, к которым относятся все способы увеличения нефтеотдачи.

---

Смотрите также файлы

• Отчет По лабораторной работе 4 По предмету Встроенные системы.docx

• Опека форма устройства малолетних граждан (не достигших возраста четырнадцати лет несовершеннолетних граждан), при которой назначенные органом опеки и попечительства .docx

• Материалы из Интернета, информационные бюллетени и др.docx

• План конспек т.docx

• 1. 1 Назначение и классификация компьютерных сетей. Передача информации.doc