Способ определения степени гидрофобизации поверхности пор

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ГИДРОФОБИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ПОР, заключающийся в удалении воды из пор водонасыщеиного образца и измерении количества удаляемой воды До и после устранения гидрофобизации, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения путем устранения механической деформации образца при испытании, воду из пор удаляют сушкой при постоянной температуре и влажности воздуха, регистрируют скорость испарения воды в процессе сушки и измеряют количество воды, испарившееся до момента изменения скорости испарения, причем степень гидрофобизации определяют по формулеW/ ш е - 2 1 где W - количество воды, испагмвшееся до момента изменения скорости испа-. рения при наличии гидрофобизации; )(/2 - то же, после устранения гидрофобизации .

5 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК це сЬ

3(50 G 01 H 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

/:

ПО ДЕЛАЕМ ИЗОЬРЕТЕНИй И ОТНИЫТИй - -- - ЩУ,щ

1:,„ :::::с - . „„.;., Ц еда

° ..: 1

К АВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3229848/18 25 (22 ) 30, 1 2,80 (46) 07. 06.83. Бкщ. М 21 (72) Л. К. Танкаева, А. H. Дмитриевский, Л. С. Сечина и H. В. Приваленко (71) Московский. ордена Октябрьской

Ревочюции, ордена Трудового Красного

Знамени институт нефтехимической и газовой 1промь|шпенности им. И. М. Губкина (53) 543..542(088.8)

-(56) 1, Holbrook О.С. Bernard 1. i.

Determinat ion of Fractional Met tability in" pi lbied Cores by Oye Adsorption. Òràns Aime, ч. 213, 1958, . 2 . Авторское свидетельство СССР

No 161884, кл, С 01 N 13/02, 1980 (прототип) ° (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ГИДРОФОБИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ

ПОР, заключаюшийся в удалении воды из пор водонасышенного образца и измерении количества удаляемой воды до и после устранения гидрофобизации, о т л и ч а— ю. шийся тем, что, с целью повышения точности определения путем устранения механической деформации образца при испытании, воду из пор удапяют сушкой при постоянной температуре и влажности . воздуха, регистрируют скорость испарения воды в процессе сушки и измеряют количество воды, испарившееся до момента изменения скорости испарения, причем степень гндрофобизации определяют по формуле

2 ®1 е=

2 е где Ф„ - количество воды, испарившееся до момента изменения скорости испарения при наличии гидрофобизации;

% — то же, после устранения гидро- фобизапии. Ф-В

10220

У " l - Уг 2(, 8- 6

Tie (, Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к способам определения доли плошади поверхности пор, занятой гидрофобными веществами, и может быть использовано в газовой и нефтехимической промышленности при пгдсчете со.держания остаточной неф ти или газоконденсата в порах пород.

Известен способ определения доли гид« рофобиаированной поверхности по адсорб10 ции красителя метиленового голубого. lloля гидрофобиэированной .поверхнос ти определяется иэ соотношения количества ад сорбированного красителя до и после устранения гидрофобизируюших веществ экс-15 тракцией хлороформом и метиловым спиртом Г1

К недостаткам способа относится то, что адсорбция красителя не охватывает всей поверхности пор, так как красжтель 20 поглощается за счет ионного обмена и закрепляется лишь на обменных центрах глинистых частиц, следовательно, изучается гидрофобизация не всей поверхности пор, а только обменных центров минера- 25 лов, способных к ионному обмену.,Определения до и после устранения гидрофобиэации могут проводиться только на разных образцах, свойства поверхности которых не обязательно вполне идентичны. щ

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения смачиваемости горных пород, заключающийся в удалении воды иэ пор водонасышенного образца и измерении количества удаляемой иоды до и после устранения гидрофобизации. Воду из образца удаляют давлением газа. Разница в количестве удаляемой (или оставшейся) вож до и после устранения гидрофо- 40 биэации пропорциональна степени гидрофобизации поверхности (2 .

Однако при известном способе исследуемые образцы и ходе исп такий находятся в напряженном состоянии (плотно .45 прижаты пружиной к мембране) и, следо вательно, при исследовании хрупких и неводостойких образцов, теряющих механическую прочность при насыщении водой, появляется большая ошибка определения.

1Лелью изобретения является повышение точности определения путем устранения механической деформации образца при испытании, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения степе»

55 ни гидрофобизации поверхности пор, эаключакпцемуся в удалении воды из пор водонасышенного образца и измерении ко05

2 личества удаляеМой воды ао и после уст-. ранения гидрофобиаации, воду иэ образца удаляют сушкой при постоянной температуре и влажности воздуха, регистрируют скорость испарения в процессе сушки и измеряют количество воды, испарившееся до момента изменения скорости испарения, причем степень гидрофобизации определяют по формуле

%2 %1 !

®2 где %„- количество воды, испарившееся до момента изменения скорости испарения при наличии гидрофобиэации; Ю2 - то.же, после устранения гидрофобиэации.

На гидрофильной поверхности или на гидрофильных участках поверхности в случае ее частичной гидрофобиэации, ° перенос воды к устьям пор, где происходит испарение, осуществляется за счет пденочного течения по поверхности. Испарение при этом условии протекает с постоянной скоростью, так как при наличии в порах свободной воды остается постоянной тоцшина пленки в устьях пор, что обеспечивает постоянство плошади поверхности испарения. Задача определения доли гидрофобизированной поверхности в этих условиях сводится к нахождению количества воды, испаряющейся с постоянной скоростью при наличии гидрофобизации поверхности пор и после ее устранения.

Формулу для расчета коэффициента гидрофобизации в долях общей плошади поверхности пор можно найти иэ следующих рассуждений. По определению коэффициент гидрофобизации равен отношению плошади гидрофобизированной поверхности к обшей площадок поверхности пор образца. Выражая площадь поверхности пор через радиус и и длину поровых каналов,, причем

L+ - дчина иесмачиваемых участков; 1,б— длина смачиваемых участков поверхности пор, получаем:

Лт.„ „» l- L н 23 pL L

Умножив числитель и знаменатель это го выражения на,Л», где ф- эффектив2

I ный радиус пор, т.е. радиус пор, уменьшенный на толщину пленки связанной воды, придем к выражению

2005

Очищенные.образцы вновь насыщают

1О. дистиллированной водой и получают вторую кривую сушки. По этим кривым находят объемы воды, испарившейся с по. стоянной скоростью в первом цериоде

: сушки до перегиба кривой, и по расчетной формуле Вычисляют 9.

Реализация настоящего способа даст воэможность повысить точность определения 6 дпя слабоцементированных и неводостойких пород, которые при насыщении водой теряют механическую прочность и не могут в ходе опыта находиться в напряженном состоянии. Определения могут проводиться на образцах любой формы, что упрощает подготовку образцов я5 к опы там, Э 102

Но Дф. 1,эпредставляет собой объем свободной воды граничащей с водной" плеЪ) кой на тех участках поверхности пор, ко торые в частично гидрофобизированных образцах сохранили способность смачи ваться водой. Аналогично Уг24есть выражение для объема свободной воды Ф/, . занимающей эффективное сечение порогового канала в отсутствйе гидрофобиэации (или после ее устранения).

Окончательно формула дпя расчета коэффициента гидрофобизации имеет вид

1 -%2 %1

:в =

Фl .Способ осуществляется следующим образом.

Образцы керна с гидрофобиэированной поверхностью пор весом 25-30 г любой формы насьпцаются под вакуумом дистиллированной водой. Затем получают кривые: сушки (зависимость впагосодержания от времени сушки) этих образцов при 25 С и влажности воздуха до 20%. Перемешивание воздуха вентилятором обеспечивает отток пара от поверхности образца.

Испытания удобнее проводить в сушильной установке над поглотителем испаряющейся воды.

flocae сушки образцы подвергают обработке хлороформом в аппаратах Сокслета до полного извлечения органический веществ из. пор. Хлороформ, адсорбированный образцами, извлекают экстракцией этиловым спиртом. Спирт удапяют, выдерживая образцы в парах кипящей воды или смачивая их водой и .высушивая на водяной бане.

Использование предлагаемого иэобрете-! ния позволит повысить точность подсчета запасов газа и нефти, а также повысить

30 качество интерпретации промыслово-т еофизических исследований.

Составитель А. мщеев

Редактор И. Николайчук ТехредС. Мигунова КорректорC. Шекмар

Заказ 4028/34 Тираж 873 Подписнс е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент" ° г. Ужгород, ул. Проектная, 4