油层物理3.1-2004.ppt

* * 1.界面和表面 一、两相界面的界面能(interfacial energy) 表面：当接触的两相中有一相为气相时，把与气相接触的界面称为表面。 经常把“界面”和“表面”混用。 界面：互不相溶的两相间的接触面 §3.1 油藏流体的界面张力 2.界面层分子的受力分析 (1)液体内部分子－－分子力场平衡 (2)液体表面分子－－受到指向液体内部的净吸引力 界面能: 由于分子力场不平衡而使界面层分子储存的多余能量称为两相界面的界面能(或表面能)。 3.界面能的性质 (1)界面能依存于两相界面 (2)界面能分布于整个界面层 (3)界面能与界面面积成正比 (4)界面能的大小与两相分子的极性有关。 (5)界面能还与物质的相态有关。 二、比界面能和界面张力 (specific interfacial energy and interfacial tension) 1.比界面能 定义：单位界面面积上所具有的界面能 单位：J/m2 J/m2=Nm/m2=N/m 2.界面张力 定义：作用于单位界面长度上的收缩力 平衡时： 作用点：三相周界的接触点 大小：等于各自的比界面能 方向：界面为平面则在界面上，界面为曲面，则在界面切线上，方向指向使界面收缩的方向 界面张力的三要素： 3. 界面张力的测定方法 (1)细管上升法 (2)滴法 (3)旋转液滴法 (4)液滴最大压力法 (5)液滴质量法 (6)吊板法 4.影响界面张力的因素 (1)两相物质 (2)物质的相态 一般地，气－液界面张力大于液－液界面张力。 表3-1-1 不同液体在室温条件下与空气接触时的表面张力 物 质 表面张力mN/m ? 物 质 表面张力mN/m 正己烷 乙醚 正辛烷 四氯化碳 邻二甲苯 18.4 17.0 21.8 26.9 30.3 苯 三氯甲烷 二氯乙烷 二硫化碳 甲苯 29.0 28.5 32.6 73.2 32.8 (3)物质的极性 (4)温度和压力 温度升高，气－液界面张力降低。 两相分子的极性越接近，界面张力越小。 压力升高，气－液界面张力降低。 5.油藏流体间的界面张力 油藏岩石孔隙中的界面 油－水 油－气 水－气 油、气、水与岩石 界面张力 (5)溶解气 1.液体界面的吸附 三、吸附作用 ★吸附的定义 溶解于两相界面系统中的物质，自发地浓集于两相界面上并降低该界面层的界面张力的过程 规定： 直线端――非极性端 圆 端――极性端 或：溶质在相界面浓度和相内浓度不同的现象称为吸附。 若极性A极性C极性B，则C为吸附在A、B界面上的物质。 ★极性均衡原则 ★吉布斯比吸附公式 G＞0，称为正吸附，它表示界面张力随溶质浓度的增加而降低，溶质为表面活性物质。 G＜0，称为负吸附，它表明界面张力随溶质浓度的增加而增加，此时溶质为非表面活性剂 若G=0，则表明没有吸附发生 G---比吸附，指与相内比较，界面层单位面积上的多余吸附量