Методы определения коэффициента поверхностного натяжения

Зависимость s от состава нефтей

Макасин занимался этими вопросами. Их вывод:s не зависит от количества содержания в нефти асфальтенов. Но когда изучили состав асфальтенов , то выявили эту зависимость (металлпорфириновые комплексы).

Изучение влияния состава нефти, в частности влияние асфальтенов на s позволило получить следующие выводы.

1. большой и четко выраженной зависимости s на границе нефть-вода не наблюдается (от содержания асфальтенов)

2. s зависит от определенной группы соединений, входящей в состав асфальтенов, а именно от количества металлпорфириновых комплексов.

Приведем изотермы s на границе нефти в растворе реагентов наиболее часто используемых в промыслах.

Изменение s на границе нефти – раств-ор. щелочи от концентрации щелочи в водном растворе.

а) s уменьшается с ростом концентрации щелочи.

б) s на границе нефть - активные и нейтрализованные растворы кислот

(НСL,H₂SO_4,HF)

в) s на границе с растворами ПАВ

1. Метод отрыва кольца или пластинки из жидкости.

При этом сила, необходимая для отрыва кольца или пластинки пропорциональна межфазному натяжению на границе жидкость-газ.

F = k*s

F-сила, [H] s-н/м

к - постоянная прибора

2. Метод измерения высоты подъема жидкости в капилляре (за счет капиллярного давления).

Р_кап = rgh

P_кап = 2scosq / r (по ф-ле Лапласа)

q-угол смачивания; r-радиус капилляра.

s = hrgr / 2cosq

3 . Метод счета капель

Отрыв капли произойдет когда вес капли станет равным силе поверхностного натяжения , удерживающей её. Перед отрывом капли образуется шейка, радиус kf несколько меньше радиуса капиляра.

Вдоль окружности этой шейки и действующая сила поверхностного натяжения.

P = 2prs

Р- вес капли, [Н]; s-[H/м]; r-радиус шейки[м]

4. Определение с помощью сталогмометра. УФНИИ

s=V(r_b-r_H)*k

к- постоянная прибора

s- коэф. поверхн. натяжения

V-объем, вышедший из кап-ра капли

r_b, r_H- плотности воды и нефти соотв-но

Смачиваемость твердой поверхности и методы её определения

При разработке нефтяных месторождений наблюдаются случаи значительного проявления капиллярных сил. Например, случай самопроизвольного впитывания в пластовые воды, либо вытеснение из пласта нефти.

Действие капиллярных сил обусловлены в частности, поверхностным натяжением и наличием угла смачиваемости.

Р_кап = 2scosq / r (1)

Как видно из формулы (1) величина Р_кап зависит от s, q, r .

Смачивание - это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с твердым или др.жидким телом при наличии одновременного контакта 3-х несмешивающихся фаз.(п-да-нефть-вода; п-да-нефть-газ; п-да-вода-газ).