Справочник химика 21
Параметры пористой среды
Тема 1. Основные понятия и определения
ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕИ И ГАЗОВ В ПРИРОДНЫХ ПЛАСТАХ. Движение жидкостей, газов и их смесей в пористых средах составляет предмет изучения особого раздела гидродинамики — подземной гидродинамики теории фильтрации. Действительно, простая оценка показывает, что если бы мы хотели построить такое решение, то оказалось бы невозможным записать граничные условия даже для небольшого месторождения. Однако в такой записи и таком решении нет необходимости: Это характерно для систем с большим числом однородных элементов, слабо связанных между собой. В применении к меньшим объемам выводы теории фильтрации теряют силу. С точки зрения теории фильтрации значение твердого скелета пористой среды прежде всего геометрическое, он ограничивает ту область пространства, в которой движется жидкость. Наряду с пористостью т иногда вводится понятие просветности п — отношения площади активных пор в любом сечении, проходящем через данную точку, ко всей площади сечения. Пористость одинакова для геометрически подобных сред и не характеризует размеров пор. Поэтому для описания пористой среды необходимо также указать некоторый характерный размер порового пространства d. В этом случае наряду со средним значением размера существенна и его дисперсия, характеризующая степень отклонения от среднего значения. Укажите свой телефон или адрес эл. Любые материалы сайта можно публиковать с ссылкой на источник. Приглашаем разработчиков полезного оборудования к сотрудничеству. ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕИ И ГАЗОВ В ПРИРОДНЫХ ПЛАСТАХ Пористые среды. ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕИ И ГАЗОВ В ПРИРОДНЫХ ПЛАСТАХ Рекомендации по выбору бизнеса Строительное оборудование МСД Тепловые насосы. Всё о бизнесе - идеи, инвестиции, технологии. Новые и рекомендуемые материалы: Производимое оборудование Прайс на производимое оборудование Рекомендации по выбору бизнеса Техническая литература Упаковочное оборудование Описание бизнесов на разном оборудовании. Как с нами связаться: Схема проезда к МСД. Оперативная связь Укажите свой телефон или адрес эл. Ваш e-mail или тел.:
Влияние физико-химических свойств жидкости на структуру порового пространства системы пористая среда—насыщающая жидкость. Справочник химика 21 Химия и химическая технология Статьи Рисунки Таблицы О сайте Реклама. При исследовании фильтрации нефти, газа и их смесей необходимо разделить влияние свойств пористой среды и жидкости. В этом случае формула Дарси 1. Если не учитывать силовое взаимодействие между твердым скелетом породы и прилегающими к нему частицами флюида , то пористую среду можно рассматривать как границы области , в которой движется жидкость. Тогда свойства пористой среды можно описать некоторыми средними геометрическими характеристиками. С этой целью принимают идеализированные модели пористого слоя , например модель цилиндрических капилляров. Однако в настоящее время принципы построения моделей пористых сред требуют уточнения [24]. Так, следует отметить, что способы определения параметров пористых сред адсорбцией, капиллярной конденсацией , ртутной поро метрией, электронной микроскопией нередко приводят к разным результатам , причем одни параметры модели и объекта могут совпадать, а другие различаться. Использование идеализированных моделей пористых сред не способствует лучшему пониманию процесса фильтрования, а все параметры, характеризующие пористую среду , в конечном счете приходится объединять в один, находимый экспериментально параметр , называемый коэффициентом проницаемости или удельным сопротивлением. К сказанному надлежит добавить, что отмечено шесть типов укладки моно-дисперсных шарообразных частиц в слое, причем форма пор, влияющая на гидродинамику слоя , различна для разных типов укладки [39]. Для этого составляются и затем интегрируются дифференциальные уравнения. Чтобы вывести дифференциальные уравнения фильтрации в пористой среде , заключающей в себе движущийся флюид жидкость, газ , выделяется бесконечно малый элемент пласта и рассматриваются изменения массы , импульса и энергии, происходящие в этом элементе за бесконечно малый промежуток времени. При этом используются законы сохранения массы , импульса и энергии, а также результаты лабораторного или промыслового экспериментального изучения свойств и поведения флюидов и свойств пористой среды с изменением термобарических условий. Формулы этой группы не имеют принципиальных преимуществ и одинаково удобны для практического использования. Для этих формул характерно то, что все они приводят к очень широким диапазонам изменения Re,p для различных пористых сред. И это представляется вполне естественным ввиду разнообразия свойств испытанных пористых сред. Кроме того, это свидетельствует о том, что ни в одну из предложенных формул для определения Re не входит полный набор параметров, позволяющий характеризовать сложную структуру пористых сред , использования для этой цели коэффициентов пористости и проницаемости явно недостаточно. Определенную информацию о микроструктуре порового пространства дают кривые распределения размеров пор и зерен. Поэтому предпринимались многочисленные попытки определения геометрических и гидродинамических характеристик пористой среды на основе кривых распределения. Однако зависимости характеристик пористой среды от параметров кривых распределения не могут быть универсальными. Основные представления о свойствах пористой среды и насыщающих ее жидкостей рассматриваются подробно в курсе Физика нефтяного и газового пласта. В области линейного закона фильтрации Ке справедливо равенство 1. Отсюда следует, что направления векторов скорости фильтрации и градиента давления должны совпадать. Если бы вектор скорости фильтрации составлял конечный угол с вектором градиента давления, то при повороте малого элемента пористой среды вокруг направления вектора градиента давления он тоже должен был бы повернуться вместе с элементом. Но поскольку при таком повороте свойства течения не должны меняться, так как среда изотропна , вектор скорости фильтрации должен остаться неизменным. Это может быть только, если вектор скорости направлен вдоль вектора градиента давления. Это объяснялось тем, что при очень малых , скоростях фильтрации наряду с силами вязкого сопротивление становятся существенными силы сопротивления , не зависящие от скорости фильтрации и связанные физико-химическим взаимодействием фильтрующихся жидкостей с материком пористой среды. Учет этих сил приводит к нелинейным законам фйльт-рации. При этом в газодиффузионных мембранах влияние матрицы ограничено в основном объемом пор и функцией распределения пор по размерам. В мембранах сорбционно-диффузионного типа, кроме того, существенно энергетическое взаимодействие компонентов газовой смеси и матрицы, количественно определяемое адсорбционным и капиллярным потенциалами. Например, для увеличения скорости адсорбции перед задавкой раствора иногда проводят солянокислотную обработку СКО призабойной зоны пласта. Получаемый при этом эффект объясняется изменением поверхностных свойств пористой среды вследствие выщелачивания. Интенсификацию адсорбции объясняют увеличением площади коллектора, хотя СКО способствует увеличению не поверхности горной породы , а размеров фильтрационных каналов и трещин. При этом процесс фильтрования при небольшой разности давлений аналогичен течению жидкости сквозь изотропную пористую среду с неизменными свойствами. Можно допустить, что при достаточно больших размерах частиц определение удельного сопротивления осадка окажется возможным свести к решению задачи о движении жидкости в пористой среде. Однако механизм этих явлений не познан настолько, чтобы при разработке нефтяных месторождений их можно было учитывать количественно. Использование изученных закономерностей в технологических процессах возможно лишь тогда, когда они описаны математически, с учетом основных факторов, определяющих эти закономерности. Решить такую задачу для нефтяного пласта трудно, так как геолого-физические и минералогические характеристики пласта и свойства жидкостей и газов, насыщающих его, не постоянны. Как результат молекулярно - поверхностных эффектов на границе раздела фаз в нефтяном пласте наибольшее значение имеет процесс адсорбции активных компонентов нефти на поверхности породообразующих минералов. С этим процессом прежде всего связана гидрофобизация поверхности , а следовательно, и уменьшение нефтеотдачи пласта. Образование адсорбционного слоя ведет к построению на его основе граничного слоя нефти , вязкость которого на порядок выше вязкости нефти в объеме, а толщина в ряде случаев соизмерима с радиусом поровых каналов. В связи с этим уменьшается проницаемость и увеличиваются мик-ро- и макронеоднородности коллектора. Поэтому характер фильтрации нефти в пласте и степень ее извлечения из пористой среды зависят не только от объемных физических и химических свойств породы и насыщающих флюидов, но и от свойств поверхности контактирования нефти, воды, газа и породы. Использование ПАВ направлено, главным образом , на регулирование этих свойств , которые принято называть молекулярно -поверхностными. Это влияет на изменение реологических характеристик полимерных растворов, появление так называемого фактора сопротивления , который показывает, во сколько раз кажущаяся вязкость при фильтрации в пористой среде выще вязкости по вискозиметру. Рассмотрены природа поверхностно-активных компонентов нефти и их влияние на фильтрацию нефти и коэффициент вытеснения нефти из пористой среды. Дано описание аппаратуры и методик постановки и проведения опытов по вытеснению в условиях пластовых давлений и температур. В этой работе по величине раскрытия щели до и после фильтрации нефти определяли толщину граничного слоя , образуемого на поверхностях, ограничивающих щель. В результате установлено, что толщина граничного слоя для исследованной нефти на данной поверхности органическое стекло составляет 1 мкм. Исследованиями [, ] было установлено, что в зависимости от природы твердой подложки и компонентного состава нефти толщина граничного слоя может достигать 2—5 мкм. Причем толщина аномального слоя зависит от градиента давления вытеснения и величины радиуса капилляров. Поэтому в пористой среде с размером пор, соизмеримым с толщиной граничного слоя , адсорбционно-сольватные слои , обладающие аномальными свойствами , должны оказывать значительное влияние на процесс фильтрации. От свойств граничных слоев нефти и воды зависит кинетика разрушения слоев, отрыв и прилипание капель нефти на поверхности породы , а также возможность продвижения жидкости, не связанной молекулярно-поверхностными силами в пористой среде. Динамическая полезная емкость коллектора характеризует относительный объем пор и пустот, через которые могут фильтроваться нефть и газ в условиях, суп ествующих в пласте. Это значение подтверждено в опытах. Теоретически и экспериментально показана возможнос гь существования двухмерной конвекции, когда конвективные токи им ют вид чередующихся по направлению движения цилиндрических валиков. С увеличением критерия Ra устанавливается трехмерная конвекция, характеризующаяся образованием призматических щестиугольных ячеек с щириной примерно вдвое большей, чем высота. Внутри ячеек жидкость движется йверх, а на границах — вниз [19]. Подобная картина циркуляции в горизонтальных прослойках жидкости известна [12,21]. Исключением являются работы 10, 29, 32, 47, 81 , в которых рассмотрены некоторые термодинамические свойства различных углеводородных систем. Тогда будет можно, с одной стороны, в значительной степени улучшить фильтрационные свойства коллекторов и насыщающих их компонентов жидкости , а значит увеличить и нефтеотдачу пластов и, с другой стороны, благодаря нагреванию движущегося потока провести перенос точек петрации затвердения и отложения парафина из глубоких частей лифтовых труб колонны до системы наземных трубопроводов , предотвращая тем самым процесс отложения парафина внутри скважины. Наличие начального градиента давления у, при достижении которого начинается фильтрация, было обнаружено и при движении флюидов в газоводонасыщенных пористых средах А. При этом было установлено, что величина у изменяется в щироких пределах и в больщинстве случаев тем выще, чем больще глинистого материала содержится в пористой среде и чем выше остаточная водонасыщенность газоводяной зоны. Поэтому для таких движений несущественна плотность жидкости , определяющая свойство ее инерции. Таким образом , для медленных безьшерционных движений ньютоновской жидкости в изотропной пористой среде справедлив закон фильтрации 1. Тем не менее существует множество полуколи-чественных классификаций пористых сред и их различных структурных представителен [1]. Наиболее распространены классификации по виду дополняющих друг друга элементов твердой фазы и норового пространства. Радушкевича, пространство пор и пространство твердой фазы в пористом теле относятся друг к другу как негатив к позитиву, так что и любые соответствующие классификации дополняют друг друга принцип дополнительности. Итак, по объекту описания все геометрические модели микроструктуры катализаторов можно разделить на два класса первые моделируют структуру скелета пористого тела , вторые — структуру порового пространства. Такие модели обычно накладываются на геометрическую модель структуры пористого пространства, с тем чтобы учесть какое-либо специфическое явление в нем, если упрощенная геометрическая модель не объясняет это явление. Естественно поэтому, что такая модель является грубым приближением , описывающим очень узкий круг свойств системы. Эти данные — результат многочисленных опытов на образцах с различной проницаемостью. Из рисунков видно, что применение анионного ПАВ сульфанал НП в смеси с карбонатом натрия эффективно в карбонатных коллекторах любой проницаемости, но особенно при малой. Для вытеснения нефти из терригенных коллекторов смеси реагентов НП-3 и МазСОз, а также алкилсульфонат и неонол 2В малоэффективны. Это связано с различием структуры порового пространства и молекулярно-поверхностных свойств в частности, смачиваемости терригенных и карбонатных пород. В пористых средах причины дилатансйн могут быть иными. Этот иоказа-тель наиболее полно характеризует особенности течения полимерных растворов в пористой среде , так как обычная вязкостная характеристика не всегда отражает реальную картину. Например, более вязкие полимерные растворы при одинаковой концентрации не всегда имеют лучшие фильтрационные свойства. При взаимодействии сульфата алюминия с пластовой водой в пористой среде выпадают кристаллы гидрооксида алюминия А1 0Н з, образуется вязкая масса , которая закупоривает промытые водой каналы, а непромытые нефтенасыщенные зоны подключаются к разработке. Интенсивность выпадения кристаллов гидрооксида алюминия и его вязкость зависят от концентрации сульфата алюминия в воде, от кислотности раствора , температуры времени старения раствора. Характеристика сернокислого алюминия ЛЬ 3 приведена ниже. Так, развит прямой метод исследования гидродинамической структуры потоков в аппаратах на основе специфических свойств неустаповивпшхся течений жидкостей и газов в насадке и пористой среде установлен характерный для насадочных колонн гидродинамический эффект , проявляющийся в наличии экстремальной зависимости статической удерживающей способности от нагрузок по фазам на аппарат созданы методики и получены расчетные формулы для определения важнейпшх гидродинамических параметров структур потоков — коэффициентов продольного перемешивания , относительных объемов проточных и застойных зон, коэффициентов обмена между проточными и застойными зонами. Результаты исследования гидродинамической структуры потоков в насадке положены в основу анализа динамики процесса абсорбции в насадочных колоннах , оценки управляемости по каналам гидродинамики и массообмена и синтеза оптимального управления этими аппаратами. Поскольку часть поверхности оровых каналов нефтевмещающих пород гидрофильна, а другая асть гидрофобна, то смачиваются они нефтью по-разному. Рас- ределение гидрофильных и гидрофобных участков, их число и ередование зависят от природы породообразующих минералов, изико - химических свойств насыщающих пласт жидкостей и содержания в нем погребенной воды. Еще в начале х годов М. Зинченко [88], а затем Ф. Требиным [] было установлено, что фильтрация нефти в пористой среде сопровождается некоторым уменьшением расхода. Это явление указанные исследователи объясняли образованием на поверхности поровых каналов адсорбционных слоев полярных компонентов нефти, изменяющих молекулярную природу твердой поверхности и являющихся базой для формирования коллоидизированных граничных слоев нефти , отличающихся по реологическим свойствам от нефти, находящейся в свободном объеме. В результате этого явления уменьшается сечение фильтрационных каналов пористой среды и снижаются ее проницаемость и нефтеотдача. Сравнение закономерностей фильтрации и вытеснения из пористой среды нефти и изовискозной ей неполярной жидкости показывает, что явления, осложняющие указанные процессы, тесно связаны с содержанием в нефти поверхностно-активных компонентов [9, 45, , ]. Затухание фильтрации тем больше и соответственно коэффициенты вытеснения тем меньше, чем больше в нефти поверхностно-активных веществ. Девликамова с сотрудниками [46—48, ] показали, что в пластовых условиях нефти обладают структурномеханическими свойствами. Поверхностно-активные компоненты нефти образуют пространственную структуру. Она препятствует движению нефти в пористой среде и, следовательно, ее вытеснению. На контакте нефть — породообразующие минералы формируются слои нефти , обладающие аномальными свойствами , толщина которых соизмерима с радиусом поровых каналов нефтяных коллекторов [30, , , ИЗ, , , , , ]. В зависимости от свойств этих жидкостей и их состояния в пористой среде возникающие при совместном движении нефти и воды молекулярно-поверхностные явления , обусловленные влиянием граничных слоев , могут являться одной из серьезных причин, приводящих к значительному снижению коэффициента нефтеотдачи.
Кари магнитогорск каталог
Расход гипсовой штукатурки
Паралимпийские игры закрытие
Расписание сессии фпик волггту
Хранение яиц в домашних условиях