5.3 Метод полупроницаемой мембраны

R_экв=2сos/Pк,

где R_экв- эквивалентный радиус каналов, мк;  - поверхностное натяжение воды,  - краевой угол смачивания, для воды составляет 0^, Р_к – капиллярное давление, дин/см².

Рисунок 1 – Гистограмма распределения поровых каналов в образцах породы

Определяются каналы в диапазоне 2-100 мк.

Метод вдавливания ртути

Метод предназначен для измерения каналов сечением от 0,01 до 100 мк.

Вопросы для самоконтроля

5.1 Охарактеризуйте прямые методы изучения геометрии пор.

5.2 Охарактеризуйте метод адсорбции.

5.3 Охарактеризуйте метод полупроницаемой мембраны.

6 Проницаемость

Дается представление о проницаемости горных пород, ее разновидностях, методах ее определения.

Проницаемость – способность породы пропускать (фильтровать) флюиды. Определяется структурно-текстурными особенностями пород, является свойством анизотропным. По простиранию она выше в 3-4, иногда – в 10 раз.

6.1 Поверхностное натяжение, смачиваемость, капиллярные силы и их влияние на проницаемость

Помимо вязкости жидкостей и газов, на их проницаемости отражается взаимодействие с поверхностью частиц породы (смачиваемость) и способность образовывать пленки на границе раздела двух сред (поверхностное натяжение).

Поверхностное натяжение представляет собой работу, затраченную на увеличение площади поверхности раздела, отнесенную к единице площади:

А=S,

где А – работа,  - поверхностное натяжение, S – площадь.

По величине поверхностного натяжения пластовых жидкостей на различных модельных поверхностях можно судить о свойствах соприкасающихся фаз, закономерностях взаимодействия жидких и твердых тел, процессах абсорбции, количественном и качественном составе полярных компонентов в жидкости, интенсивности проявления капиллярных сил и т.д.

Коэффициент поверхностного натяжения , а заодно и величина капиллярных сил, зависят от давления, температуры, газового фактора, свойств флюидов.

Поверхностное натяжение жидкости (воды, нефти) на границе с газом обычно уменьшается с увеличением давления, температуры, газового фактора.

Изменение величины поверхностного натяжения на границе двух жидкостей может иметь сложный характер и зависит, прежде всего, от полярности жидкостей.

Смачиваемость – совокупность явлений на границе трех фаз, одна из которых твердая, а две другие – флюидные (две не смешивающиеся жидкости либо жидкость и газ). Если поверхность смачивается, то капля жидкости растекается по ней, если не смачивается, то капля растекаться не будет. Интенсивность смачивания характеризуется величиной краевого угла смачивания , образованного поверхностью твердого тела с касательной к поверхности жидкости, проведенной из точки ее соприкосновения с этой поверхностью (рисунок 2).

Рисунок 2 – Краевой угол смачивания  на границе раздела трех фаз

Если угол смачивания острый, поверхность считается гидрофильной, тупой – гидрофобной.

Гидрофильную поверхность имеют силикаты, карбонаты, окислы железа; гидрофобную – парафин, жиры, воск, чистые металлы.

Краевой угол смачивания зависит от строения поверхности, адсорбции жидкостей и газов, наличия поверхностно-активных веществ, температуры, давления и др.

В тонких каналах силы смачивания и поверхностного натяжения приводят к появлению изогнутых поверхностей раздела (менисков), создающих препятствия для движения флюидов. Эти силы получили название капиллярных, они требуют дополнительной энергии для их преодоления.