Поверхностные явления при фильтрации нефти, газа и воды
Сила, действующая на единицу длины линии, ограничивающей поверхность соприкосновения двух фаз. Изменение молекулярного взаимодействия на поверхности раздела двух фаз, приводящее к изменению поверхностного натяжения. Улучшения вытеснения нефти из пласта.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.04.2014 |
| Размер файла | 60,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Поверхностные явления при фильтрации нефти, газа и воды
При движении жидкостей и газов в пористой сфере в силу причудливой формы поровых каналов граница раздела фаз имеет сложную поверхность с большой площадью. Это является причиной того, что на движение и равновесие жидкостей, в пористой сфере определяющее влияние оказывает поверхностные явления и капиллярные силы.
При наличие границы, разделяя между двумя фазами, например между жидкостью и газом, небольшая область вблизи поверхности раздела по своим свойствам отличается от основной части жидкости. Это отличие заключается в том, что граничные области обладают избытком энергии по отношению к внутреннему объему. Такая энергия называется поверхностной (свободной).
Рассмотрим молекулу, находящуюся в поверхностном слое. Здесь силы, которые действуют на неё со стороны других молекул, направлены или вдоль поверхности, или внутрь жидкости, так что равнодействующая сила отлична от нуля и направлена по нормали к поверхности внутрь жидкости. Поэтому для перемещения молекулы жидкости из объёма к границе раздела требуется затратить определённое количество энергии. Отношение этой энергии, называемой поверхностной, к единицы площади поверхности носит название коэффициента поверхностного натяжения. Эта величина положительна, так как в противном случае было бы невозможно раздельное существование контактирующих фаз. Исходя из определения можно записать , где dF и dS -изменения, соответственно поверхностной энергии и площади раздела; - коэффициент поверхностного натяжения.
Предположим, что мы имеем два надутых воздушных шариков разных размеров, соединенных между собой короткой трубкой. На первый взгляд кажется, что малый шарик будет надуваться за счет большого, пока между ними не установится равновесие. Однако это не так, поскольку у меньшего шарика в соответствие с формулой Лапласа больше силы натяжения поверхности, равнодействующая которых направлена к центру. Поэтому и давление внутри меньшего шара больше, чем внутри большого и, следовательно, воздух будет перетекать от маленького шара к большому.
Поверхностное натяжение можно определить и как силу, действующую на единицу длины линии, ограничивающей поверхность соприкосновения двух фаз
Существование поверхностного натяжения приводит к деформации поверхности раздела так, что её поверхность оказывается минимальной Так, например, давление внутри капли выше, чем снаружи. Разность давлений по обе части искривленной поверхности раздела называется поверхностным давлением и вычисляется по формуле Лапласа
Поскольку поверхностное натяжение зависит от температуры и концентрации поверхностно-активных веществ, то в этих условиях возникает градиент поверхностного натяжения.
Эффективным является следующий опыт. На горизонтальную стеклянную пластину помещают две капли раствора разной концентрации на небольшом расстояние друг от друга, и капли начинают двигаться в одном направлении вдоль линии, соединяющей их центры.
Это явление, которое можно назвать «погоней капель», наблюдается при условии, что концентрации растворов подобраны так, чтобы на одной из капель происходила конденсация растворителя из газовой фазы, а на другой - испарение. Если капли расположены достаточно близко, то исходное симметричное распределение концентрации в каждой из них будет нарушено.
Иными словами, возникает градиент концентрации, имеющий одинаковое направление в обеих каплях, а, следовательно, и градиент поверхностного натяжения, который заставляет капли двигаться в ту или иную сторону в зависимости от того, возрастает или убывает поверхностное натяжение с ростом концентрации.
Изменение молекулярного взаимодействия на поверхности раздела двух фаз, приводящее к изменению поверхностного натяжения, может быть осуществляться за счет применения веществ со специальными свойствами.
Эти свойства заключаются в способности преимущественной концентрации (адсорбции) молекул этого вещества на поверхности раздела фаз.
Вещества, адсорбирующиеся на поверхности раздела, называются поверхностно-активными (сокращенно ПАВ). Поскольку вблизи поверхности раздела существует электрическое поле, то полярные молекулы поверхностно-активные вещества ориентируются вблизи границы.
Вследствие этого добавка ПАВ в воду снижает межфазное натяжение воды на границе с нефтью и уменьшает краевые углы избирательного смачивания, т.е. увеличивает смачиваемость породы водой. Это способствует улучшению отмыва нефти с поверхности породы.
По химическим свойствам ПАВ делятся на ионогенные, которые диссоцируются на ионы в водных растворах, и на неионогенные. Ионогенные ПАВ, в свою очередь, подразделяются на анионоактивные, катионоактивные и амфотерные, в зависимости от того, какого знака ионы образуются в среднем в водной сфере. При диссоциации анионоактивные ПАВ в водных растворах образуются поверхностно-активные анионы,состоящие из углеводородной части молекулы, и катоины, которые представляют собой неорганические оины.
Катионоактивные ПАВ образуют в водных растворах поверхностно-активные катионы, состоящие из длинных цепей углеродных радикалов и анионов. нефть поверхность фаза натяжение
При заводнении пластов в основном применяют неионогенные ПАВ. Высокая поверхностная активность и низкая адсорбируемость на поверхности пород отличает их от ионогенных ПАВ. Неиногенные ПАВ хорошо растворяютсяв пластовых (хлоркальциевых) водах и не дают осадка. Анионоактивные ПАВ взаимодействуют с солями Са и Мg и выпадают из раствора, образуя нерастворимые осадки. Большинство катионоактивных ПАВ не растворяется в минерализованных пластовых водах.
Отмывающие свойства ПАВ используются в различных технологических процессах: для улучшения вытеснения нефти из пласта, обработки призабойной зоны и т.п.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основы теории поршневого и непоршневого вытеснения нефти водой. Метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений. Разработка пласта с использованием модели непоршневого вытеснения. Динамика изменения давления в зависимости от изменяющегося фронта воды.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 22.03.2011Расчет дебита воды через слабопроницаемый экран при дренировании нефтяного пласта. Уравнение границы раздела "нефть — вода". Совместный приток нефти и воды к несовершенной скважине, перфорированной в водоносной зоне без отбора газа из газовой шапки.
курсовая работа [990,8 K], добавлен 20.03.2013Извлечение нефти из пласта. Процесс разработки нефтяных и газовых месторождений. Изменение притока нефти и газа в скважину. Механические, химические и тепловые методы увеличения проницаемости пласта и призабойной зоны. Гидравлический разрыв пласта.
презентация [1,8 M], добавлен 28.10.2016Исторические сведения о нефти. Геология нефти и газа, физические свойства. Элементный состав нефти и газа. Применение и экономическое значение нефти. Неорганическая теория происхождения углеводородов. Органическая теория происхождения нефти и газа.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 23.01.2013Условия залегания и свойства газа, нефти и воды в пластовых условиях. Физические свойства нефти. Главные свойства нефти в данных условиях, принципы и этапы отбора проб. Нефтенасыщенность пласта, характер и направления движения нефти внутри него.
курсовая работа [1000,9 K], добавлен 19.06.2011Сведения о Западно-Коммунарском месторождении. Коллекторские свойства пласта. Физико-химические свойства нефти, газа и воды. Подсчет запасов нефти и газа. Характеристика системы воздействия на пласт. Определение эффективности разработки нефтяных залежей.
курсовая работа [273,2 K], добавлен 23.10.2013Залегание нефти, воды и газа в месторождении. Состав коллекторов, формирование и свойства. Гранулометрический состав пород, пористость, проницаемость. Коллекторские свойства трещиноватых пород. Состояние остаточной воды в нефтяных и газовых коллекторах.
учебное пособие [3,1 M], добавлен 09.01.2010Анализ процессов разработки залежей нефти как объектов моделирования. Расчет технологических показателей разработки месторождения на основе моделей слоисто-неоднородного пласта и поршевого вытеснения нефти водой. Объем нефти в пластовых условиях.
контрольная работа [101,6 K], добавлен 21.10.2014Характеристики сжимаемости и упругости нефти. Относительное изменение объема пластовой нефти при изменении давления на единицу. Зависимость коэффициента сжимаемости от состава пластовой нефти, температуры и абсолютного давления. Определение усадки нефти.
презентация [212,7 K], добавлен 20.10.2014Факторы миграции нефти и газа в земной коре. Проблема аккумуляции углеводородов. Граничные геологические условия этого процесса. Главное свойство геологического пространства. Стадии выделения воды, уплотнения глин. Формирование месторождений нефти и газа.
презентация [2,5 M], добавлен 10.10.2015Основные сведения о месторождениях нефти и газа, способы их формирования и особенности разведки полезных ископаемых. Сферы применения и режимы эксплуатации различных видов скважин, используемых для добычи. Промысловый сбор и подготовка нефти, газа и воды.
отчет по практике [3,2 M], добавлен 21.07.2012Потенциал точечного стока на плоскости и в пространстве. Исследование задач интерференции скважин. Приток жидкости к группе скважин в пласте с удаленным контуром питания; к бесконечным цепочкам и кольцевым батареям скважин при фильтрации нефти и газа.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.10.2012Исследование геологической природы нефти и газа. Изучение плотности, вязкостных свойств, застывания и плавления, загустевания и размягчения, испарения, кипения и перегонки нефти. Групповой химический состав нефти. Физические свойства природного газа.
реферат [363,1 K], добавлен 02.12.2015Модель непоршневого вытеснения нефти водой. Типы моделей пластов. Режимы нефтяных пластов, классифицируемые по характеру сил, приводящих в движение нефть. Закон сохранения массы вещества применительно к гидродинамическим фильтрационным процессам.
контрольная работа [638,7 K], добавлен 16.04.2016Определение емкостных свойств пород в лабораторных условиях. Структурные, гранулометрические свойства, смачиваемость, поверхностная проводимость. Фильтрационные свойства, проницаемость для нефти, газа и воды. Методы повышения извлекаемых запасов нефти.
курсовая работа [765,2 K], добавлен 08.01.2011Геолого-промысловая характеристика пласта П Лозового нефтяного месторождения. Капиллярные барьеры, аккумулирующие углеводороды. Составление капиллярно-гравитационных моделей залежей нефти и газа с целью их разведки и разработки. Анализ давлений пласта П.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 05.05.2014Анализ неорганической и органической теорий происхождения нефти и газа. Залегание нефти и газа в месторождении, состав коллекторов, их формирование и свойства. Проблемы коммерческой нефте- и газодобычи на шельфе Арктики, устройство ледостойких платформ.
презентация [3,5 M], добавлен 30.05.2017Общие сведения о Барсуковском месторождении: геолого-эксплуатационная характеристика, тектоника, нефтегазоносность, свойства нефти, воды и газа. История проектирования месторождения. Состояние фонда скважин. Построение характеристик обводнения пласта.
дипломная работа [546,3 K], добавлен 21.09.2012Основные этапы и факторы, влияющие на процесс вскрытия продуктивного пласта. Конструкция забоя скважины, ее структура и назначение основных элементов. Схема оборудования устья скважины для вызова притока нефти и газа, предъявляемые к нему требования.
презентация [399,8 K], добавлен 14.12.2014Характеристика источников пластовой энергии, действующей в залежи. Особенности поверхностных явлений при фильтрации жидкостей. Общая схема вытеснения нефти из плата водой и газом. Роль капиллярных процессов при вытеснении нефти водой из пористых сред.
курсовая работа [902,7 K], добавлен 19.03.2010
