ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адгезия, смачивание и вытеснение нефти из "Адгезия жидкости и смачивания" Процесс вытеснения нефти. Смачивание лежит в основе процесса вытеснения нефти из пласта. [c.318] Процесс вытеснения одной жидкости другой был рассмотрен в статических условиях и при движении жидкости (см. 23 и 24). Опуская общие вопросы вытеснения, мы ос-тановимся на специфике вытеснения для системы порода — нефть — вода. [c.318] Нефтеносный пласт представляет собой сложную мозаичную структуру, в которой гидрофильные участки могут сочетаться с гидрофобными. Кроме того, нефть, адсорбируясь на поверхности породы, гидрофобизирует ее и изменяет условия смачивания. [c.318] Рассмотрим возможные случаи процесса вытеснения нефти. Нефть может полностью заполнять поровое пространство пласта (рис. X, 1,а). На рис. X, 1,6 дан несколько идеализирбванный случай, когда в процессе вытеснения наряду с границей раздела нефть — твердое тело появляется граница нефть — вода. [c.318] В случае, который схематически изображен на рис. X, 1, в, пласт смачивается водой и между породой и нефтью существует слой воды. Часто в процессе вытеснения нефть адсорбируется на твердой поверхности, породы, образуя между водой и породой граничный слой (рис. X, 1,г). [c.318] Термодинамика процесса вытеснения нефти водой. Рассмотрим процесс вытеснения нефти из пористой среды с точки зрения термодинамических представлений для случая, изображенного на рис. X, 1, б. [c.319] При рассмотрении термодинамических представлений применяли краевой угол при смачивании породы водой, т. е. 0тв. Этот краевой угол будет использован в дальнейшем. Для упрощение опускаем индекс тв и при помощи 9 будем обозначать краевой угол прй смачивании породы водой. [c.319] Условие (X, 6) может быть выполнено, когда 0 90°. [c.320] свободная поверхностная энергия системы нефть—вода— порода будет меньше в конце вытеснения нефти при 6 90° с учетом выполнения условия (X, 6). [c.320] В соответствии с уравнением (X, 7) AW растет с увеличением следующих величин (т в, Si-s и os 0. Если в процессе вытеснения 0НВ и 0 не изменяются, то величина AW будет определяться площадями Stb и Shb. [c.320] Убыль поверхностной энергии AW в соответствии с формулами (X, 9) и (X, 10) определяется краевым углом и величиной а. [c.320] Из уравнения (X, 10) следует, что величина поверхностной энергии системы нефть — вода — порода может убывать только прн условии а os 0 1. [c.320] убыль свободной поверхностной энергии, которая определяет ход процесса вытеснения,, может реализоваться не только, когда 0 90°, но и при определенном значении величины а. [c.320] Из условия убыли поверхностной энергии О и формулы (X, 11) можно определить возможность процесса вытеснения при os 0 1/а процесс вытеснения имеет место, а при os 0 1/а он исключен. [c.321] Рассмотрим процесс вытеснения нефти с учетом возможного образования граничного слоя жидкости (см. рис. X, 1,в, г). [c.321] Величины SiiB и 0нв — положительные, поэтому из условия (X, 16)- следует, что убыль свободной поверхностной энергии AW не может принять положительного значения, т. е. процесс вытеснения нефти не должен происходить. [c.321] Для того чтобы исключить обратный процесс, т. е. вытеснение нефтью воды, необходимо соблюдать условие AW О и os 0 - lia. [c.322] Изменение поверхностной энергии в ходе процесса вытеснения предполагает наличие равновесных условий. Для соблюдения этих условий необходимо, чтобы концентрация примесей была постоянной, значение краевого угла соответствовало равновесному состоянию. Ни одно из этих условий не выполняется. Фактически системы нефть — вода — порода являются типично неравновесными. Поэтому термодинамические представления должны быть рассмотрены в совокупности с другими представлениями, в частности, с кинетикой вытеснения нефти водой. [c.322] Поверхностные свойства минералов пласта, смачивание породы нефтью и водой, поверхностные свойства нефти и воды определяют процесс капиллярного вытеснения. [c.323] Вернуться к основной статье