|
энергии на границах пласта. Перемещение флюида в пористых средах или узких каналах под действием внешнего перепада давления также может сопровождаться переходом флюида в специфическое энергетическое состояние с локальным выделением энергии [35, 47]. При взаимодействии насыщающего флюида с породой в пластах протекают сложные химические процессы. Нефть и газ в пластовых условиях могут находиться в состоянии ультрамикрогетерогенной системы [1]. Особенность такой системы определяется наличием на границе фаз свободной поверхностной энергии. Избыток свободной энергии делает ультрамикрогетерогенные системы термодинамически неустойчивыми. Известным препятствием для коагуляции или коалесценции таких систем являются защитные оболочки на поверхности взвешенных частиц, образующиеся за счет сил поверхностного натяжения. Решающее значение в таких случаях приобретает тип адсорбции на поверхности минералов породы-коллектора [79]. Физическая и химическая адсорбции различаются между собой происхождением сил, удерживающих адсорбированную молекулу на поверхности минералов. Физическую адсорбцию определяют силы Ван-дерВаальса и силы электростатической поляризации. Энергия связи адсорбированной молекулы с поверхностью минерала в случае физической 20 адсорбции не превышает 1,6 10" Дж. Химическая адсорбция результат действия между адсорбированной молекулой и твердой поверхностью сил обменного типа (ковалентные силы). Энергия связи молекулы с твердой поверхностью при этом может достигать величины 1,6 10"19 Дж [48, 99]. В случае химической адсорбции хемосорбированная частица должна рассматриваться как структурный дефект, нарушающий периодическую структуру поверхности минерала. Соответственно хемосорбированная частица оказывается участником электронной системы кристаллической решетки минерала. Таким образом, молекула флюида и кристаллическая решетка минерала формируют единую квантовомеханическую систему [33]. 24 |
2$ материалов, процесс термогазохимического воздействия связан с применением взрывчатых веществ. Представляет интерес метод акустического воздействия на призабойную зону скважины с целью восстановления естественных фильтрационно-емкостных свойств и на повышение нефтеотдачи пластов. 1.3. Влияние акустического воздействия на нефтяной пласт Любое из рассматриваемых волновых воздействий способно нарушить квазиравновесное состояние пласта и вызвать достаточно продолжительное перемещение флюида в пласте и локальное выделение энергии на границах пласта. Перемещение флюида в пористых средах или узких каналах под действием внешнего перепада давления также может сопровождаться переходом флюида в специфическое энергетическое состояние с локальным выделением энергии [20, 29]. При взаимодействии насыщающего флюида с породой в пластах протекают сложные химические процессы. Нефть и газ в пластовых условиях могут находиться в состоянии ультрамикрогетерогенной системы [ЮЗ]. Особенность такой системы определяется наличием на границе фаз свободной поверхностной энергии. Избыток свободной энергии делает ультрам икрогетерогенные системы термодинамически неустойчивыми. Известным препятствием для коагуляции или коалесценции таких систем являются защитные оболочки на поверхности взвешенных частиц, образующиеся за счет сил поверхностного натяжения. Решающее значение в таких случаях приобретает тип адсорбции на поверхности минералов породы-коллектора [66]. Физическая и химическая адсорбция различаются между собой происхождением сил, удерживающих адсорбированную молекулу на поверхности минералов. Физическую адсорбцию определяют силы Ван-дер-Ваальса и силы электростатической поляризации. Энергия связи адсорбированной молекулы с поверхностью минерала в случае физической адсорбции не превышает 1,6.10'20 Дж. Химическая адсорбция результат действия между адсорбированной молекулой и твердой поверхностью сил обменного типа (ковалентные силы). Энергия связи молекулы с твердой поверхностью при этом может достигать величины 1,6.10'19 Дж [30, 97]. В случае химической адсорбции хемосорбированная частица должна рассматриваться как структурный дефект, нарушающий периодическую структуру поверхности минерала. Соответственно хемосорбированная частица оказывается участником электронной системы кристаллической решетки минерала. Таким образом, молекула флюида и кристаллическая решетка минерала формируют единую квантовомеханическую систему [19]. Хемосорбированная частица может перемещаться по поверхности минерала, преодолевая энергетические барьеры. Ограничением такого перемещения, конечно, является соотношение: энергия связи частицы с твердой поверхностью [19]. При физической адсорбции молекулы полярных флюидов, удерживаемые па поверхности минералов силами электрической природы, могут сокращать проходное сечение каналов и при малых градиентах внешнего давления создавать дополнительное фильтрационное сопротивление. При химической адсорбции твердая поверхность поставляет в объем флюида радикалы и ионорадикалы, то есть реакционно-способные частицы, находящиеся в энергетически возбужденном состоянии. Истощения запасов свободных валентностей (электронов и дырок) у твердой поверхности не происходит, так как на смену одним приходят другие из объема минералов. Учитывая возможность передачи «возбуждений» от одной молекулы флюида к другой, можно утверждать, что сдвиг флюида относительно твердой поверхности приведет к переходу его частиц в радикальную или ионорадикальную форму во всем объеме не только порового канала, но и большой зоны пласта. Между частицами, находящимися в энергетически возбужденном состоянии, осуществляется взаимодействие, которое является причиной возникновения так называемого ассоциата. В этом состоянии любая энергия, которая сообщается 26 |