Влияние капиллярного числа и работы адгезии на вытеснение нефти водными растворами поверхностно-активных веществ
В статье рассмотрены физические основы процессов вытеснения и основные параметры, характеризующие физико-химические свойства поверхностей раздела фаз и некоторые закономерности их взаимодействия, такие как работа адгезии, смачивание, межфазное натяжение. Проведен анализ работ по исследованиям вытеснения нефти водными растворами ПАВ. Выполнен цикл экспериментальных исследований вытеснения нефти из составного образца керна (песчаник) минерализованной водой (2% раствор NaCl на дистиллированной воде) и растворами ПАВ на этой воде при термобарических условиях: горном давлении p=25 МПа и температуре t=60°C со скоростью фильтрации 1,7 м/сут. методом стационарной фильтрации. Для анализа полученных результатов по вытеснению нефти проведено исследование межфазного натяжения на границе «нефть - водный раствор ПАВ», а также адгезии нефти к модельной поверхности твердого тела (пластина из кварцевого стекла) в воде и водных растворах ПАВ. Экспериментально установлено, что коэффициент вытеснения нефти Квыт зависит не только от так называемого капиллярного числа Nc, но и от адгезии нефти к поверхности породы W. Предложено оценивать влияние ПАВ на адгезию нефти к породе безразмерным параметром W*=Ww/W, равным отношению удельных работ адгезии нефти при вытеснении водой (Ww) и с применением ПАВ (W). Показано, что массообмен при вытеснении нефти водными растворами ПАВ характеризуется уравнением Квыт=C·(Nc·W*n)m, эмпирические коэффициенты которого находятся по уравнению линейной линии тренда зависимости lg(Квыт) от логарифма модифицированного капиллярного числа N*c=Nc·W*n. Достоверность линейной аппроксимации R2 полученных в данной работе экспериментальных данных составляет 0,9999, т. е. очень близка к 1. Для рассмотренных в работе реагентов и горной породы эмпирические коэффициенты составили: С=268,16; m=0,1080, n=0,25.