Файл: Бабалян, Г. А. Физико-химические процессы в добыче нефти.pdf

скопа, а также фиксировалось по резкому снижению проводимо­ сти системы или полному ее отсутствию.

Исследовалось влияние активных компонентов нефти, а также ПАВ на процесс прилипания капель и кинетику утончения пленки электролита. Как показали предварительные опыты, влияние ука­ занных веществ с достаточной полнотой выявляется в течение 24 ч. Поэтому в дальнейшем эти опыты проводились в течение одних суток, независимо от того, прилипала капля за это время или нет.

На рис. 59 показана кинетика утончения пленки 0.5 н. раство­

что в гидрофильном стеклянном капилляре разрыва водной про­ слойки под пузырьком воздуха и каплей гептана не происходит Равновесная толщина ее зависит от минерализации воды. При прочих равных условиях она больше для пузырьков воздуха, меньше для гептана и убывает с увеличением минерализации воды. При этом хотя толщина гидратной прослойки и убывает вследствие уплотнения двойного электрического диффузного слоя, возможность разрыва слоя уменьшается.

Исходя из того, что равновесная толщина водной прослойки определяет скорость вытеснения воды нефтью и необходимую вели­ чину перепада давлений, можно сделать следующий вывод: при вы­ теснении воды воздухом для получения одной и той же водонасыщен­ ности пористой среды потребуется больший перепад давлений, чем при вытеснении гептаном. С увеличением минерализации воды необ­ ходимый перепад давления будет уменьшаться.

Изучалось и влияние на толщину прослойки содержания в не­ полярной углеводородной жидкости— керосине— нафтеновых кислот, асфальтенов и смол.

Нафтеновые кислоты были, выделены из нефти сураханской свиты Балаханского месторождения Апшеронского полуострова, смолы и асфальтены — из нефти Туймазинского месторождения по известной методике.

Кинетика утончения прослойки в зависимости от содержания нафтеновых кислот в керосине приведена на рис. 60. Числа на кри­ вых соответствуют содержанию в керосине нафтеновых кислот в процентах. Наиболее интенсивно толщина прослойки уменьша­ ется в течение первых 100 мин. С увеличением концентрации нафте­ новых кислот толщина резко уменьшается.

Под каплей 2%-ного раствора нафтеновых кислот толщина пленки стала равной 0,013 мк уже через 75 мин, под каплей же чистого керосина даже через 24 ч толщина пленки равнялась 0,13 мк, хо4я в начале опыта они были почти одинаковыми.

h, мк

На рис. 61 приведена зависимость толщины пленки электролита

пленки электролита. Резкое утончение толщины прослойки наблю­ дается до концентрации 1%-

Как указывалось выше, с уменьшением толщины прослойки вероятность разрыва ее и прилипания капли к стенке капилляра увеличивается. С целью установления равновесной толщины про­ слойки проводили наблюдения за изменением толщины ее в тече­ ние длительного времени. Каплю керосина выдерживали в капил­ ляре 7 сут. В течение первых 5 сут пленка постепенно утончалась до 0,037 мк, а в последующие 2 сут значение ее толщины менялось то в сторону увеличения, то в сторону уменьшения, т. е. происхо­ дило точечное прилипание капли с медленным вытеснением про­ слойки на отдельных участках. Но проводимость при этом сохра­ нялась. Каплю керосина с содержанием 2% нафтеновых кислот выдерживали в течение 4 сут. Через 3 сут зафиксирована толщина

130

пленки 0,005 мк. В последующем капля разорвала пленку и пол­ ностью прилипла (проводимость отсутствовала).

Кинетика утончения прослойки электролита при различных концентрациях смол в керосине приведена на рис. 62. Смолы были выделены из туймазинской нефти так же, как и нафтеновые кис­ лоты. Скорость утончения пленки увеличивается с повышением концентрации смол, а равновесная толщина прослойки убывает. Зависимость толщины пленки электролита от концентрации смол в керосине через 24 ч после введения капли в капилляр показана

на рис. 63. Резкое уменьшение толщины прослойки наблюдается при увеличении концентрации смол до 5%. Дальнейшее увеличение концентрации к существенному уменьшению толщины не при­ водит. Сопоставляя графики рис. 61 и рис. 63, нетрудно усмот­ реть более высокую активность нафтеновых кислот по сравнению со смолами. Одна и та же толщина прослойки достигается в слу­ чае нафтеновых кислот при меньших концентрациях, чем в случае смол.

В связи с тем, что некоторые нефти содержат большое коли­ чество ароматических углеводородов, было изучено влияние на процесс прилипания капель этих углеводородов к твердой поверх­ ности при различном содержании в них смол и асфальтенов.

Кинетика утончения пленки электролита под каплей ксилола при различном содержании в нем смол показана на рис. 64. В от­ личие от керосина ксилол довольно быстро разрывает пленку электролита и прилипает к стенке. Зависимость между временем разрыва и концентрацией смол, а также асфальтенов показана на рис. 65 (точки на рисунке соединены линией только для удобства рассмотрения). Максимум времени разрыва соответствует очень малым концентрациям.

Аналогично протекает процесс разрыва пленки электролита в капилляре и при добавке в ксилол асфальтенов (рис. 66). При

9 131

одних и тех же концентрациях скорость разрыва пленки при до­ бавке асфальтенов больше, чем при добавке смол, что доказывает большую активность асфальтенов.

h, м к

к изовискозной неполярной углеводородной жидкости, что наблю­

Рис. 66. Кинетика утончения плен­ ки электролита под каплей кси­

132