Факторы, влияющие на процесс структурообразования парафиносодержащих нефтей.
Пластовые нефти различных месторождений отличаются температурой, давлением, количеством и составом растворенного газа. Совокупность этих факторов определяет значения реологических параметров структурированной нефти.
Асфальтены в нефти стабилизированы молекулами смол и частично молекулами других углеводородных соединений. Сольватный слой мицелл асфальтенов препятствует образованию пространственной структурной сетки. Следовательно, рост содержания стабилизаторов частиц асфальтенов, например, молекул смол, приводит к ослаблению структурно-механических свойств нефти. Наоборот, добавление в нефть компонентов, нарушающих условие стабилизации и утончающих сольватный слой мицелл, является причиной усиления этих свойств. Не все газовые компоненты нефти одинаково влияют на структурообразование. Наибольшее влияние на структурно-механические свойства нефти оказывает азот, в меньшей степени – метан и этан. Роль остальных газообразных углеводородов в структурообразовании незначительна.
В условиях высоких пластовых температур и давлений структурно-механические свойства нефти проявляются намного слабее. Таким образом, повышение температуры или давления в пласте иногда может явиться резервом улучшения показателей разработки месторождения аномальных нефтей. При понижении температуры в объеме нефти появляются кристаллы парафина. В этом случае дисперсной фазой коллоидной системы являются кристаллики парафина и мицеллы асфальтенов.
Неньютоновские жидкости и их классификация.
Течение некоторых жидкостей (коллоидных растворов, нефтей с большим содержанием асфальтенов и парафинов, растворы полимеров и т.д.) не подчиняются закону Ньютону. Такие жидкости в реологии принято называть неньютоновскими или аномальными.
1. Жидкости, для которых характерна определенная зависимость между скоростью де формации и напряжением в определенном месте потока.
1) Пластичные жидкости (вязкопластичные).
-Линейно-вязкопластичные жидкости.
-Нелинейно-вязкопластичные жидкости.
2) Псевдопластичные жидкости.
3) Дилатантные жидкости.
2. Жидкости, для которых зависимость между скоростью деформации и напряжением определяется (в том числе) временем действия напряжения и (или) предысторией жидкости.
1)Тиксотропные жидкости.
2) Реопектические жидкости.
Течение системы с пространственной структурой начинается лишь тогда, когда напряжение сдвига τ превышает определенное критическое значение τ0, необходимое для разрушения в жидкости структурной сетки. Такое течение было названо пластическим, а критическое напряжение сдвига – пределом текучести или предельным напряжением сдвига.
Приведите классификацию дисперсных систем от размера частиц дисперсной фазы.
По степени дисперсности ДС делятся на:
- грубодисперсные системы, d≥10-3 см;
- микрогетерогенные системы, 10-5≤d≤10-3 см;
- коллоидно-дисперсные системы или коллоидные растворы, 10-7≤d≤10-5 см;
- истинные растворы, d≤10-7 см.
Приведите классификацию дисперсных систем по взаимодействию между дисперсной фазой и жидкой дисперсной средой.
Г. Фрейндлих предложил подразделить ДС на два вида:
1) лиофобные, в них дисперсная фаза не способна взаимодействовать с дисперсионной средой, а следовательно, и растворяться в ней, к ним относятся коллоидные растворы, микрогетерогенные системы;
2) лиофильные, в них дисперсная фаза взаимодействует с дисперсной средой и при определенных условиях способна в ней растворяться, к ним относятся растворы коллоидных ПАВ и растворы ВМС.
49. В чем причина и суть адсорбционного понижения прочности?
Адсорбционное понижение прочности вследствие обратимого физико-химического воздействия среды отмечается для всех типов твердых тел, в том числе и для наполненных полимеров. Природа этого явления заключается в разупрочняющем влиянии инородных атомов на силы сцепления в поверхностном слое, облегчении перестройки межмолекулярных связей. Снижение поверхностной энергии твердого тела в присутствии ПАВ облегчает работу создания новых поверхностей в ходе деформации тела.
Эти явления наблюдаются не только на хрупких кристаллах, но и на весьма пластичных металлических монокристаллах, где они могут выражаться в зависимости от механических условий нагружения (скорости деформации) или в повышении скорости пластического течения и понижения предела текучести, или в уменьшении прочности с возникновением хрупкого разрыва. Адсорбционное понижение прочности возникает и в поликристаллических твердых телах и стеклах, носит вполне обратимый, чисто адсорбционный характер и не связано с процессом растворения или химического (коррозионного) взаимодействия с окружающей средой. Оно вызвано понижением поверхностной энергии (работы образования) новых поверхностей, развивающихся в деформируемом твердом теле по дефектам структуры в качестве зародышей под влиянием адсорбции из внешней среды.
Явление адсорбционного понижения прочности (пластификации) поверхностного слоя, которое принято называть эффектом Ребиндера, возникает, если нормальные напряжения на деформируемой поверхности являются растягивающими (но не сжимающими) и притом достигают достаточно большой величины. Таким образом, наклеп, создающий на поверхности трения сжимающие напряжения, препятствует ее пластификации. Механизм адсорбционной пластификации еще окончательно не выяснен. Считается, что он связан с понижением прочности ювенильной поверхности, которое происходит вследствие уменьшения ее свободной энергии в результате адсорбционного воздействия полярноактивной среды.
52. Что такое граница скольжения и дзета-потенциал двойного электрического слоя, возникающего на границе «твердое тело-жидкость»?
При движении частицы двойной электрический слой разрывается. Место разрыва при перемещении твердой и жидкой фаз относительно друг друга называется плоскостью скольжения или границей скольжения.
Потенциал на плоскости скольжения называется электрокинетическим потенциалом или дзета-потенцилом.
Дзета-потенциал является важнейшей характеристикой ДЭС: он определяет скорость относительного перемещения дисперсной фазы и дисперсной среды, интенсивность электрокинетических явлений, устойчивость золей и т.д.
56. Какие электрокинетические явления вы знаете?
Движение частиц дисперсной фазы в электрическом поле называется электрофорезом. Явление электрофореза можно наблюдать, поместив в U-образную трубку какой-либо окрашенный золь, поверх которого налит не смешивающийся с золем бесцветный электролит. Если опустить в электролит электроды и наложить разность потенциалов, то граница окрашенного золя в одном из колен трубки будет подниматься, в другом – опускаться (рис. 1). Если поместить в U-образную трубку пористую перегородку (например, мелкий кварцевый песок) и заполнить её водой, то при наложении разности потенциалов в одном колене будет наблюдаться подъем уровня жидкости, в другом – его опускание (рис. 2). Движение дисперсной среды в электрическом поле относительно неподвижной дисперсной фазы (в рассмотренном случае – относительно поверхности пористых тел) называется электроосмосом.
Потенциал течения – это явление возникновения разности потенциалов на электродах, расположенных по обеим сторонам неподвижной капиллярно-пористой перегородки при продавливании через нее жидкости.
Потенциал седиментации – это явление возникновения потенциалов на электродах, расположенных на разной высоте в сосуде, в которой происходит оседание частиц дисперсной фазы.
Явления электрофореза и электроосмоса, потенциала течения, потенциала седиментации получили общее название электрокинетических явлений.
| 
|
| Рис. 1 Схема опыта по электрофорезу | Рис. 2 Схема опыта по электроосмосу |
