сайт для профессиональных нефтяников
Главная » Статьи » Общие сведения о добыче нефти » Геология и физика продуктивного пласта

Смачиваемость и капиллярные явления

Смачиваемость — предпочтительное распространение флюида по поверхности твердого тела и его прилипание к этой поверхности в присутствии других не смешивающихся флюидов.

Смачиваемость влияет на:

  • распределение флюидов в системе пор, так как смачиваемость определяет распределение флюидов в пласте;
  • движение флюидов, так как от смачиваемости породы зависит относительная проницаемость.

Количественной характеристикой смачиваемости является краевой угол смачиваемости — θс.

В основном все пласты являются гидрофильными, т.е. предпочтительно смачиваемые водой.

Межфазное натяжение — сила, действующая на единицу длины двух несмешивающихся фаз. Таким образом, межфазное натяжение является мерой смешиваемости. При высоком значении межфазного натяжения жидкости не смешиваются, при низком значении — жидкости более подвержены смешиванию. На рисунке ниже представлена система вода — нефть — порода.

Угол θ, образованный касательной к капле в точках ее периметра, зависит от поверхностных натяжений σ12, σ23, и σ13 на разделах фаз 1-3, 1-2 и 2-3. Угол всегда отсчитывают от касательной в сторону воды.

Из условия равновесия векторов (предполагая, что краевой угол 0 отвечает термодинамическому равновесию) получим:

где

σ12 — поверхностное натяжение на границе вода-нефть, Н/м;

σ13 — поверхностное натяжение на границе вода-порода, Н/м;

σ23 — поверхностное натяжение на границе нефть-порода, Н/м;

θ — угол смачивания, град;

Капиллярное давление — это перепад давлений на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей, одна из которых смачивает поверхность породы лучше другой. На рисунке ниже показана граница радела фаз в системе вода — нефть.

Уравнения капиллярного давления для такой системы записывается в виде:

где

рк — капиллярное давление, Па;

σнв — поверхностное натяжение на границе нефть-вода, Н/м;

θ — угол смачивания, град;

r — радиус капилляра (пор), м.

Из уравнения следует, что капиллярное давление:

  • прямо пропорционально межфазному натяжению;
  • обратно пропорционально радиусу капилляра (т.е. силы капиллярного давления выше в капиллярах (порах) меньшего радиуса);
  • заставляет смачивающие жидкости пропитывать более мелкие поры, а не смачивающие — более крупные.
Категория: Геология и физика продуктивного пласта | Добавил: admin (05.05.2011)
Просмотров: 14348 | Теги: капиллярное давление, нефть, Определение, формула, уравнения, поверхностное натяжение, газ, вода, Смачиваемость

copyright aznunion © 2009-2018
Яндекс.Метрика