Капиллярная гистерезис

Однако эта схе.ма в некоторой мере упрощенная, так как положительное влияние капиллярного вытеснения нефти водой может быть ограниченным вследствие возникновения ряда осложняющих явлений, таких как концевые эффекты, непостоянная смачиваемость, диспергирование капель воды и нефти, капиллярный гистерезис и т. п. Особо важную роль приобретает капиллярная пропитка при заводнении коллекторов с сильно развитой трещиноватостью. Вода вначале избирательно заполняет трещины, после чего начинается капиллярное вытеснение нефти из пористых блоков, ограниченных трещинами. Это в конечном счете приводит к увеличению охвата пласта заводнением, а следовательно, и степени промывки пластов. Однако эффективному проявлению капиллярных сил в этом случае также препятствуют отмеченные выше факторы. Реальные нефтяные пласты состоят нз бесчисленного множества поровых каналов, различным образом связанных между собой. Если в капилляре постоянного сечения капиллярное внедрение происходит непрерывно во времени, то в канале с изменяющимся по длине сечением действие капиллярных сил носит прерывистый характер. [c.206]

Капилляр насаживается в трубку, которая может перемещаться в строго вертикальном направлении при помощи микровинта. Качество измерений зависит в основном от свойств капилляра. Обычно применяют стеклянный капилляр с постоянным круглым сечением внутренним диаметром 2 мм. Отсутствие условий для капиллярного гистерезиса проверяется опытным путем. Процесс измерения сводится к следующему. [c.61]

Капиллярный гистерезис существенно влияет на процессы двухфазной фильтрации в случае, когда в ходе процесса насыщенность меняется немонотонным образом [17], в частности, когда изменяется направление вытеснения, приводя к гистерезису относительных фазовых проницаемостей. Чтобы учесть капиллярный гистерезис, в уравнения процесса вводят зависимость/ и Р еще и от знака изменения водонасыщенности [28]. [c.11]

Принципиально, что капиллярный гистерезис, как в случае гидрофильной породы, так и гидрофобной, удерживает целик нефти [36]. [c.28]

Влияние капиллярного гистерезиса на диспергирование нефти [c.25]

Для характерных размеров областей объемных зарядов более 1 м величина электростатического давления будет превышать 0,001—0,05 МПа [47], что сопоставимо с величиной капиллярного гистерезиса, удерживающего нефтяные ганглии. [c.27]

Будем далее называть величиной капиллярного гистерезиса среднее по э.ф.о. значение удерживающих нефть капиллярных сил. [c.28]

Кроме вязкости на кинетику процесса растекания и пропитки влияет величина os ф. Обнаружено [89], что нри пропитке пористых тел жидкими металлами вязкое течение не является доминирующим фактором и основную роль играет смачивание жидкостью поверхности. Уменьшение угла смачивания приводит к увеличению-движущей силы процесса и повышает скорость пропитки. Вязкое течение начинает оказывать влияние на процесс пропитки только при полном смачивании, когда скорость растекания очень велика." Кроме вязкости и угла смачивания большое влияние на кинетику растекания и смачивания оказывают размеры и форма пор, угол наклона стенок поверхностных канавок (см. выше). Изучение процессов растекания и пропитки осложняется явлением капиллярного гистерезиса. Это явление заключается в том, что подъем смачивающей жидкости в единичных капиллярах или пористых тепах происходит до квазиравновесных высот, соответствующих метастабильному равновесию [99]. Для единичных капилляров, имеющих переменное по высоте сечение, капиллярный гистерезис выражается в существовании нескольких равновесных высот капиллярного поднятия. Число этих высот зависит от геометрии капилляра и свойств жидкости. В частности, для сходящегося [c.117]

При к = 1 мкм Р = 0,01 МПа, i/ , = 100 м/год (0,0003 см/с), [1 = 0,5 мПа-с (в пластовых условиях) имеем Л" =160. Если в лабораторных условиях Ц =1 мПа-с, а проницаемость и капиллярный гистерезис имеют те же значения, то для получения того же значения / "=160 необходимо реализовать скорость вытеснения в 500 раз большую, т.е. i/ = 50000 м/год (0,16 см/с). [c.31]

Сложность конфигурации порового пространства м. б. причиной капиллярного гистерезиса, проявляющегося в том, что кол-во удерживаемой жидкости зависит не только от значения pjp,, но и от того, достигнуто ли данное состояние в ходе конденсации пара (кривая 1 на рис ) или же [c.308]

Рассмотрим равновесные распределения влажности, достигаемые в изотермических условиях в поле силы тяжести внутри пористого тела прп всасывании в первоначально сухое пористое тело — W (z) и стекании из полностью насыщенного пористого тела — WI (z). Здесь имеется в виду объемная влажность, которая может рассматриваться как вероятность заполнения поры [1]. Известно, что W z) W (z), это явление называется капиллярным гистерезисом. [c.218]

Выделим три основных недостатка, присущих традиционным методам. Во-первых, процессы адсорбции и капиллярной конденсации рассматриваются раздельно, без учета их взаимосвязи. Во-вторых, используются чрезмерно упрощенные структурные модели, как правило системы цилиндрических капилляров или щелевидных пор. В-третьих, все безмодельные расчетные методики основаны на применении термодинамических уравнений, справедливых для обратимых равновесных процессов, в то время как процессы капиллярной конденсации и десорбции являются в мезопористых адсорбентах необратимыми, о чем свидетельствует явление капиллярного гистерезиса. [c.237]

В пористых газовых электродах большую роль играют капиллярные явления. Распределение газа и электролита в порах электрода в значительной степени определяет электрохимическую активность электрода. Вопросы заполнения электрода рассматриваются в главе, посвяш,енной капиллярному гистерезису. [c.48]

I. Причины капиллярного гистерезиса [c.48]

В этом и состоит явление капиллярного гистерезиса [11—14]. [c.49]

Причина капиллярного гистерезиса заключается в немонотонности изменения радиуса пор, или, как принято говорить, в гофрировке пор. Это хорошо видно на примере пор, изображенных на рис. 2. [c.49]

Наличие разрывного механизма неизбежно приводит к тому, что часть ртути образует изолированные островки и остается в пористой среде даже при полном снятии давления. За счет этого кривая зависимости Q от р должна выходить на некоторое остаточное заполнение. Это одна из причин капиллярного гистерезиса. Вторая причина — наличие механизма запаздывающего освобождения. И лишь нормальный механизм не приводит к гистерезису. [c.51]

Для этой модели рассчитаем вероятности освобождения Zxi, ZR, д. Для расчетов воспользуемся графической техникой, которая применялась ранее в теории капиллярного равновесия [8—10]. Ее суть состоит в том, что для нужных структур порового пространства пишутся определенные символические уравнения, которые затем по установленным правилам переводятся на язык алгебраических формул. Вывод всех формул капиллярного гистерезиса потребовал бы много места, которого, к сожалению, нет в нашем распоряжении. Поэтому здесь будет изложен лишь метод вычисления на одном несложном примере. Подробные выкладки можно найти в работе [15]. [c.53]

Иная картина наблюдается для структур 4—8, 10, 11. В указанном интервале перепадов давления электрохимическая активность проходит через максимум или непрерывно уменьшается (структуры 7, 8) с ростом Ар. Обратный ход / — Ар-кривых лежит при менее высоких значениях тока. Качественное сопоставление этих данных с результатами структурных измерений показывает, что появление значительного гистерезиса на I — Ар-кривых соответствует максимальным величинам капиллярного гистерезиса, наблюдающегося в случае структур 2, 3 ж 9. Минимальная величина гистерезиса между прямым и обратным ходами — Ар-кривых наблюдается в случае структур 3—5. [c.313]

Гидрофобные участки на поверхности пор и йзменяющийся диаметр поровых каналов обусловливают так называемый капиллярный гистерезис и прерывистый характер капиллярного движения нефти и воды. На гидрофобных участках пор и расщирениях поровых каналов самопроизвольное пленочное и менисковое движение воды прекращается из-за изменения формы менисков и величины контактных углов смачивания. [c.43]

В цилиндрической поре, открытой с обоих концов (рпс. И.З, б), при малых значениях давления на стенках поры образуется адсорбционный слой с вогнутым ци-л и ндр и чес к и м ме и иском. При дости>кеппи давлення насыщенного пара начинается капиллярная конденсация, в процессе которой толщина слоя жидкости на стенках поры увеличивается и радиус цилиндрического мениска умень-п]ается. Конденсация адсорбтива происходит при постоянном давлении, и при полном заполнении поры жидкостью на ее открытых концах образуются шаровидные мениски. При дальнейшем повышении давления происходит конденсация некоторого количества пара на поверхности шаровидного мениска, в результате чего кривизна мениска уменьшается до нуля. При десорбции процесс вначале идет обратимо, испарение происходит с поверхности шаровидного мениска возрастающей кривизны, а затем с новерх-ности шаровидного мениска Постоянного радиуса кривизны, равного радиусу цилиндрического мениска поры. В связи с этим испарение жидкости наблюдается при меньших давлениях по сравнению с конденсацией и на изотерме появляется петля капиллярного гистерезиса (рис. П.4), Капиллярный гистерезис возникает при наличии в порах следов адсорбированного воздуха, препятствующего 1юлному смачиванию стенок конденсатом, а также в связи [c.34]

Анализ физико-химической литературы [2, 6, 32, 36] показал, что при контакте воды и нефти происходит диспергирование последней. С учетом этого автором была сформулирована закономерность вытеснения нефти в пористых средах, заключающаяся в том, что при вытеснении нефти из пласта путем нагнетания в него водного раствора нефть диспергируется на отдельные части (агрегаты, ганглии, блобы, целики, кластеры—макродис-пергируется), распределение которых по размерам определяется капиллярным гистерезисом в системе нефть—вода—порода. [c.7]

Характерный вид функций для моделей Баклея — Леверетта и Раппорта—Лиса показан на рис. 2. Вид функций капиллярного давления зависит от того, какая из фаз, более смачивающая или менее смачивающая, является вытесняющей. Это называют капиллярным гистерезисом [6]. [c.10]

В [34, 35] автором было сформулировано представление о процессах вытеснения в пористой среде, заключающееся в том, что вытесняемая фаза макродиспергируется и движется поэлементно, как система с гидродинамически самостоятельными элементами размерами вплоть до расстояний между точками закачки и отбора, вследствие капиллярного гистерезиса, определяемого процессом взаимодействия вытесняемой и вытесняющей фаз с пористой средой. [c.19]

Принципиально, что а) макродиспергирование определяется капиллярным гистерезисом б) во всех зонах пласта — и перед резким изменением насыщенности, и за ним — могут двигаться как вытесняемая, так и вытесняющая фазы в) размеры кластеров сравнимы с расстояниями между скважинами. [c.20]

Таким образом, ни в одной из работ [1—31] не была сформулирована закономерность вытеснения нефти в пористых средах, заключающаяся в том, что при вытеснении нефти из пласта путем нагнетания в него водного раствора нефть диспергируется на отдельные части, распределение которых по размерам определяется капиллярным гистерезисом в системе нефть—вода—порода. Назовем эту модель 018Р0 (с118рег11оп оГ о11). [c.20]

Экспериментальные исследования процесса двухфазной фильтрации при различных значениях капиллярного гистерезиса P были проведены на плоской модели пласта [60]. При исследовании градиент давления не превышал 0,015 МПа/м. Для заполнения модели использовался размельченный реальный керновый материал одного из западносибирских месторождений. Модель насыщалась раствором ПАВ (модель 1) или ваккуумированной пластовой водой (модель 2) с вязкостью 1,08 мПа-с. После заполнения модели водной фазой ее проницаемость составляла 0,14—0,15 мкм1 Вязкость нефти — 7,4мПа-с. [c.25]

Видно, что размер дисперсных элементов (который можно соотнести с шириной модели) при контакте с юдой соответствует нескольким сантиметрам, а наличие ПАВ уменьшает их размеры до долей сантиметра кратно изменению капиллярных сил. Эксперименттакже показал, что диспергирование происходит за счет капиллярного гистерезиса, а не за счет вязкостной неустойчивости, поскольку соотношение вязкостей вытесняемой и вытесняющей фаз было существенно меньше 1. [c.25]

Возникновение электрических полей в нефтегазоводяной смеси изменяет дисперсность частиц в флюиде, что проявляется в изменении проницаемости за счет кольматации-декольматации поровых каналов твердыми частицами или газовыми микропузырьками и компенсирования капиллярного гистерезиса. Высокая чувствительность процессов коагуляции и пептизации к электрическим полям, возможно, является более важным фактором для фильтрации нефтегазоводяной смеси. Образование объемных зарядов порождает электрические поля, которые распространяются со скоростью света и изменяют условия движения флюида на далеких расстояниях от места первичного формирования, что может вызывать диспергирование нефти вдали от контакта нефть—закачиваемая вода ввиду сильной чувствительности коллоидных растворов к внешним воздействиям, а также возможной необратимости изменений, происходящих в таких системах под действием внешних факторов. [c.27]

Модель 018Р0 лишена этих недостатков. В данном случае движение нефти имеет одинаковую схематизацию на уровне пор, э.ф.о., и макромасштаба пласта. Движение кластеров нефти происходит под действием гидродинамического напора и противодействия капиллярного гистерезиса, обусловленного гистерезисом углов смачивания на уровне пор или гистерезисом капиллярного давления при пропитке и дренаже на уровнях э.ф.о. и пласта [34—40,45, 57]. [c.28]

Таким образом, в разработанной модели капиллярный гистерезис аккумулирует в себе физико-химические особенности взаимодействия поверхности пористой среды и фаз (нефти и юды), а функция ф (л /) — физико-химические условия диспфгирования и коалесценции вытесняемой фазы. [c.30]

Заметим, что параметр отличается от параметров Д. А. Эфроса [25], Ф. И. Котяхова [12] и многих других [36] использованием значений капиллярного гистерезиса что весьма принципиально. [c.32]

Выяснение определяющей роли капиллярного гистерезиса (соотношения 2.5.5) показывает, что снижать можно как уменьшая значения поверхностного натяжения на отступающей о, и наступающей Ojчастях ганглии, так и приближая отступающий 0, и наступающий 0 углы. Это позволяет, с одной стороны, расширить область увеличивающих нефтеотдачу реагентов, а с другой — еще раз проанализировать влияние уже используемых. [c.49]

Изотерма адсорбции в капиллярах и петля капиллярного гистерезиса 1 и 2 кривые К011де1)саиии пара и испарения жидкости соответственно [c.308]

При адсорбции паров уксусной кислоты получен хемосорб-ционный гистерез до "/р, 0,4, т. е. вплоть до области капиллярного гистерезиса (кривая 3). Уксусная кислота адсорбируется на поверхности силикагеля только димерами [51. Эго объясняется тем, что водородные связи в димере уксусной кислоты значительно прочнее, чем возможная связь между ее молекулой и группой—ОН поверхности силикагеля. [c.304]

Работа ТЭ с жидким свободны.м электролитом иногда сопровождается появлением газовых пузырьков в при-злек 1 родном пространстве. Увеличение объема газовой фазы в электролите всегда нежелательно, а в некоторых случаях полностью определяет возмол<ную продолжительность работы топливного элемента. Очевидно, что в случае гидрофильного запорного слоя это явление может быть связано с нарушением нормальной работы запорного слоя электрода, когда часть его пор свободна от жидкости, образуя сквозной канал для пробульки-вающего газа. Общие условия появления сквозных газовых пор обсуждаются, в частности, в [3.34]. В дополнение к пробулькиванию описаны также механизмы диффузионного и миграционного натекания. Последнее связано с явлением капиллярного гистерезиса. Периодическое изменение давления (или условий смачивания) приводит к появлению защемленных жидкостью пузырей таза, которые, совершая хаотические блуждания, могут проникать в электролитную камеру. Практически уда- ется полностью избавиться от пробулькивания и миграционного натекания выбором технологических и эксплуатационных параметров. Диффузионное натекание, происходящее за счет переноса газа в растворенном состоянии через иоры, заполненные жидкостью, было исследовано в [3.35]. [c.158]

Положение точки пересечения кривых 1 ж 2 зависит от свойств рассматриваемой системы (конкретных значений констант молекулярных сил). Так, для декана на кварце нижпяя граница капиллярного гистерезиса отвечает значениям plps — 0,01. Однако для систем с более высокими значениями констант 123 и В- (порядка 10 Дж) они могут подниматься до р р = 0,3 -ь- 0,4 (при = 3,5 нм и = 1,0 нм). [c.208]

Явление капиллярного поднятия до сих пор остается предметом многочисленных исследований. В настоящее время исследованы самые разнообразные стороны этого явления. Изучено капиллярное поднятие в единичных капиллярах не только круглого сечения (опыты, подтвердившие основные закономерности), но и сечений самой разнообразной формы [1]. Проведены исследования процессов капи.ллярного поднятия в разнообразных пористых системах (с жестким скелетом и насыпных), показавшие применимость для этих систем закономерностей капиллярного поднятия, выведенных для единичного капилляра круглого сечения. Исследовано влияние радиуса пор и угла наклона капилляров па высоту капиллярного поднятия, вязкости поднимающейся жидкости и угла смачивания ею стенок капилляров [2, 3]. Довольно подробно исследовано явление капиллярного гистерезиса [4], обусловленное гетеропористостью реальных пористых систем, и даже капиллярный гистерезис, вызванный градиентом температуры по высоте пористого тела [5]. Однако до сих пор нам не встречалось исследований, обращающих внимание на тот факт, что в процессе капиллярного поднятия наблюдается взаимодействие жидкости с твердым телом, приводящее к образованию на его поверхности двойного электрического слоя ионов и способное изменить концентрацию и состав взаимодействующего раствора [c.103]

Полученные нами зависимости к — 1 для различных опытов с одной и той же фракцией кварцевого песка (рис. 1) показали значительное расхождение, что согласуется с полученными нами ранее [8] и имеющимися в литературе данными [4]. Причиной такого расхождения является, по-ви-видимому, кроме возможных небольших различий в упаковке частиц порошка, капиллярный гистерезис, ибо насыпная диафрагма представляет собой сложную гетеропористую систему с сильно меняющимися по форме и размерам проводящими каналами. По этой причине оказалось практически невозможным получить в разных опытах совершенно одинаковые кривые капиллярного поднятия, а усреднять данные отдельных опытов не представлялось нам целесообразным. Однако все проведенные опыты показали одинаковую зависимость потенциала течения и электросопротивления от скорости и высоты капиллярного поднятия. Поэтому мы рассмотрим результаты измерений по одному типичному опыту, проведенному с каждой из исследованных фракций. [c.104]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология