Билет 20. 2. Капиллярометрия.

Изучать распределение поровых каналов можно несколькими методами, в том числе методами капилляриметрии и центрифугирования. Коротко рассмотрим первый из них, а второго коснемся позже. Капиллярометрия может быть водная для песчаных и алеврито-пес-

чаных образцов и ртутная для образцов со значительным содержанием глинистых фракций. Метод, применяемый при использовании смачивающей жидкости (воды), носит название метода полупроницаемой мембраны. Все расчеты строятся с использованием формулы, характеризующей величину капиллярного давления:

Р к= 2 s c o s q / R

где s - величина поверхностного натяжения, Н/м; q - краевой угол

смачивания, близкий для воды к 1; R - радиус порового (капиллярного)

канала, м. Метод полупроницаемой мембраны имеет несколько

модификаций. Для исследований применяется капилляриметрическая

ячейка в виде металлического стакана, рассчитанная на один образец

диаметром до 3,5 см, высотой 3 - 4 см. Стаканы могут быть объединеныв батареи. Важным элементом прибора является пористая полупроницаемая керамическая пластинка (фильтр Шотта), насыщенная водой. Пластинка служит мембраной, через которую проходит вода, но не проходит нефть, как несмачивающая жидкость, в случае наличия ее в образце. Давление на воду, окружающую образец в стакане, регулируется при помощи вентиля, ограничивающего доступ газа. Насыщенность образца (количество выделившейся воды) при любом создаваемом давлении определяется в результате измерения количества вытесняемой воды. Воду эту можно измерять непосредственно в градуированной емкости или по количеству трансформаторного масла, вытесняемого водой из промежуточной емкости в ловушку. Масло используют как конечный элемент цепи, потому что вода при длительных опытах в несколько суток испаряется. Давлением, которые периодически увеличивается, выжимают воду сначала из крупных, а затем из все более мелких по диаметру каналов. При каждом новом увеличении давления образец выдерживают (сутки и даже больше) для достижения равновесного состояния при определенной температуре, после чего каждый раз вычисляют количество выжатой воды по объему или массе масла. Вместо объема вытесненной воды можно измерять изменение электрического сопротивления

образца (через введенные электроды), которое увеличивается по мере отжатия воды из образца. Давление в стакане рекомендуется поднимать постепенно по интервалам от 0,002 до 0,08 МПа выше атмосферного. В каждом интервале в соответствии с приведенной выше формулой можно рассчитать условные граничные радиусы поровых каналов, которые, как было сказано, принимаются за капиллярные трубки. По соотношению количества (объема, массы) воды, выжатой в каждом интервале давлений, судят о доле или процентном соотношении поровых каналов различных размеров, соответствующих этим давлениям. При высоком качестве проведения эксперимента можно получать данные по капиллярам диаметром в несколько микрометров. К недостаткам метода относятся его длительность, а

также неточности, лежащие в основе представлений о пористой среде как совокупности капилляров. С одной стороны, может быть завышение доли объема каналов малого размера, так как узкое отверстие в одном месте канала лимитирует все более широкие участки. С другой стороны, вода может выделяться не только из каналов, соответствующих по радиусам границам интервалов давлений, но и из более крупных пустот, соединенных этими каналами. При вытеснении воды на стенках каналов остается тонкая пленка воды. По полученным измерениям можно строить графики распределения пор.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: