Роль капиллярных явлений при вытеснении нефти водой из пористых сред

 

Поровое пространство нефтесодержащих пород представляет собой огромное скопление капиллярных каналов, в которых движутся несмешивающиеся жидкости, образующие мениски на границе раздела фаз. Этим обстоятельством обусловлено существенное влияние капиллярных явлений на процессы вытеснения нефти.

Если порода гидрофильна, то в области водонефтяного контакта давление, развиваемое менисками, способствует процессам капиллярного впитывания и перераспределения жидкостей.

Кроме того, капиллярные силы влияют на процессы диспергирования и коалесценции (слияния) частиц нефти и воды в пористой среде.

Интенсивность упомянутых капиллярных процессов зависит в той или иной степени от величины капиллярного давления.

Изменяя качества нагнетаемых в залежь вод, можно воздействовать на их поверхностное натяжение на границе с нефтью, смачивающие характеристики, а также вязкостные свойства. Это означает, что изменяя упомянутые свойства, мы прежде всего влияем на комплексный параметр – капиллярные свойства пластовой системы, т. е. на значение и знак капиллярного давления.

В гидрофобных пластах, где возникает противодействие вытеснению нефти водой, капиллярные силы вредны. Лучший результат можно получить, если нефть вытесняется водным раствором с низким значением межфазного натяжения.

Роль капиллярных сил в гидрофильных породах заключается в использовании эффекта впитывания воды в нефтенасыщенные блоки для существенного увеличения извлечения нефти из трещиновато-пористых коллекторов.

Считается, что во всех случаях водные растворы, развивающие в пористой среде высокое капиллярное давление, более предпочтительны для заводнения нефтяных залежей.

Благоприятное влияние капиллярных процессов в зоне водонефтяного контакта на нефтеотдачу неоднородного пласта выражено в гораздо меньшей степени.

Изучение процессов вытеснения нефти водой с учетом капиллярных процессов и капиллярных характеристик пластовых систем позволяет определить влияние на нефтеотдачу как условий вытеснения, так и физико-химических свойств пластовых жидкостей и пород.

 

ПРЕДМЕТ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ

 

 

Физическая химия занимается рассмотрением главным образом двух групп вопросов:

1) Изучением свойств и строения различных веществ в зависимости от их химического состава, химического строения и от условий существования;

2) Изучением химических реакций и других форм взаимодействия между веществами или частицами в зависимости от их химического состава, строения, условий, в которых происходит процесс, а также от внешних воздействий (электрических, световых и др.).

 

Содержание курса физической химии обычно делят на несколько основных разделов, характеризующих направление этой науки и определяющих ее предмет.

Строение вещества. В этот раздел входит учение о строении атомов и молекул и учение об агрегатных состояниях вещества. Учение о строении атомов в курсе физической химии необходимо для выяснения вопросов образования молекул из атомов, природы химической связи, внутренней структуры молекул.

В учении об агрегатных состояниях рассматривается зависимость строения и важнейших свойств веществ, находящихся в газообразном, кристаллическом и жидком состояниях, от их состава.

Химическая термодинамика. В этом разделе физической химии рассматриваются основные соотношения, вытекающие из первого закона термодинамики. Они позволяют рассчитать количество выделяемой или поглощаемой теплоты химического процесса и определить, как будет влиять на него изменения внешних условий.

На основе второго закона термодинамики определяется возможность самопроизвольного течения процесса в интересующем нас направлении, а так же условия и положение равновесия и его смещения под влиянием изменения внешних условий.

Учение о растворах рассматривает природу растворов, их внутреннюю структуру и важнейшие свойства, зависимость свойств растворов от концентрации и химической природы компонентов и вопросы растворимости.

Электрохимия изучает некоторые особенности свойств растворов электролитов, электропроводность растворов, процесса электролиза, работу ГЭ и электрохимическую коррозию металлов.

Химическая кинетика изучает скорость и молекулярный механизм химических реакций как в гомогенной, так и в гетерогенной среде, включая и явления катализа.

Учение о коллоидном состоянии веществ и поверхностных явлениях – самостоятельный раздел.

ТЕМА 1