Поверхностные явления и их роль в управлении свойствами БПЖ
Образование ДЭС
Частицы ДФ являются носителями электрического заряда, поэтому на поверхности раздела возникает электрическое поле. Выделяют 3 источника заряда на поверхности частиц:
1) Изоморфные (замещение ионов кристаллической решетки твёрдых тел)
2) достраивание кристаллической решетки родственными ионами из окружающей среды – правило Фаянса-Панета
3) Диссоциация ионов с поверхности частиц в среду
Указанные изменения заряда химических частиц связаны с химическим и электрохимическими потенциалами. Формирование ДЭС идет до полной нейтрализации силового поля. Нейтральная частица – мицелла.
При движении мицелл диффузная часть ионов может частично или полностью отставать от частицы. Так возникает электро-кинетический потенциал (дзета-потенциал).
Адсорбция
Адсорбция – поверхностное явление самопроизвольного концентрирования вещества в поверхностной слое. Количественная мера адсорбции i-компонента: гиббсовкая адсорбция – избыток компонента, приходящийся на единицу площади раздела фаз
Явление адсорбции, как и образование ДЭС, вызвано стремлением системы к устойчивому состоянию (понижению энергии).
Вещество, на поверхности которого происходит адсорбция – адсорбент, адсорбируется –адсорбат.
Процесс перехода из поверхностного слоя в объём – десорбция.
Физическая адсорбция – молекулярная; химическая – образование химических связей, ионный обмен.
|
|
|
Все БПЖ – раствор + твёрдая фаза.
Важность адсорбции в системе раствор + твёрдое тело – адсорбция способна оказывать существенное влияние на технологические свойства БПЖ.Адсорбция предшествует (сопутствует) развитию поверхностных явлений. 3 вида адсорбции – молекулярная, ионная, обменная.
Смачивание
Смачивание – явление, возникающее при контакте твёрдых тел с жидкостями в результате молекулярного взаимодействия между ними.
Природа смачивания – стремление ДС снизить свободную поверхностную энергию. Поверхностные явления, возникающие при контакте поверхностей:
1 ) Жидкость смачивает поверхность: сигма (твердый-газ) > сигма (твердый-жидкость)
2 ) Жидкость не смачивает: : сигма (твердый-газ) < сигма (твердый-жидкость)
Избирательное смачивание
Одновременное взаимодействие с твёрдой поверхностью двух жидкостей: полярной (вода) и неполярной (нефть). Степень избирательного смачивания определяется как:
Качественная характеристика смачивания тонкопористых тел – глин – является теплота смачивания – Ребиндер ввел показатель гидрофильности:
Где 
– теплоты смачивания поверхности соответственно водой и углведородом
|
|
|
Если 
– поверхность гидрофильна (крахмал)
Если 
– поверхность гидрофобна (уголь)
Адгезия (прилипание) – межфазное взаимодействие или взаимодействие между приведенными в контакт конденсированными фазами разной природы. Адгезия – результат стремления системы к уменьшению поверхностной энергии.
При бурении скважин для профилактики сальникообразования и прихватов применяют добавки гидрофобизаторов (УВ)
Капиллярноеявление
Капиллярное поднятие глубинных вод в грунтах и почвах обеспечивает существование растительного покрова Земли. Расчеты по формуле (14.10) показывают, что при радиусе пор 1,0–0,1 мкм высота подъема воды составляет 15–150 м. Давление капли воды в фазе пара достигает 15 атмосфер (1,5 МПа). Капиллярные давления играют огромную роль при разбуривании неустойчивых глиносодержащих пород, при вскрытии продуктивных нефтегазовых пластов. При смачивании стенок пор водным фильтратом промывочной жидкости равнодействующая лапласовского давления направлена вглубь пласта, в связи с чем возникает дополнительное сопротивление движению пластового флюида к скважине.
https://vk.com/doc214024036_445331535?hash=43c7adf19d6577e53c&dl=be0b6f5723c24e3f3a
|
|
|
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 391; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!