Министерство общего и профессионального образования РФ Башкирский государственный университет Физический факультет Кафедра прикладной физики КУРСОВАЯ РАБОТА Тема: "Электрокинетические явления и их роль при фильтрации углеводородной жидкости в пористой среде" Выполнил: студент III курса группы ФГД Магадеев А.В. Научный руководитель: Академик РАЕН, член-корр. АН РБ, доктор физ. - мат. наук, проф. Саяхов Ф.Л. Уфа-1999 ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Физика электрокинетических явлений 3 2. Потенциал и ток течения фильтрации жидкости в пористой среде. Методы их экспериментального исследования 7 3. Электрокинетические явления при воздействии внешнего
    электрического поля 9 4. Электрокинетические явления в нефтедобыче 15
    ЛИТЕРАТУРА 17 1. ФИЗИКА ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ
    Электрокинетические явления определяют многие особенности фильтрации жидкостей через пористые среды. Эти особенности, очевидно, связаны с электрофизическими свойствами, как пористой среды, так и насыщающей жидкости. Эти явления связаны с наличием ионно-электростатических полей и границ поверхностей в растворах электролитов (двойной электрический слой). Распределение ионов в электролите у заряженной поверхности пористой среды имеет диффузный характер, т.е. противоионы не располагаются в каком-то одном слое, за пределами которого электрическое поле отсутствует, а находиться у поверхности в виде "ионной атмосферы", возникающей вследствие теплового движения ионов и молекул жидкости. Концентрация ионов, наибольшая вблизи адсорбированного слоя, убывает с расстоянием от твердой поверхности до тех пор, пока не сравняется со средней их концентрацией в растворе. Область между диффузной частью двойного слоя и поверхностью твердого тела называют плотной частью двойного электрического слоя (слой Гельмгольца) на рисунке 1 схематически показано распределение потенциала в двойном электрическом слое (при отсутствии специфической, т.е. не электростатической адсорбции). Толщина плотной части d двойного электрического слоя приблизительно равна радиусу ионов, составляющих слой.
    Рис. 1: Распределение потенциала в двойном электрическом слое ? - потенциал между поверхностью твердого тела и электролитом, ? - потенциал диффузной части двойного слоя Толщина диффузной части ? двойного слоя в очень разбавленных растворах составляет несколько сотен нанометров. При относительном движении твердой и жидкой фазы скольжение происходит не у самой твердой поверхности, а на некотором расстоянии, имеющем размеры, близкие к молекулярным.
    Интенсивность электрокинетических процессов характеризуются не всем скачком потенциала между твердой фазой и жидкостью, а значит его между частью жидкости, неразрывно связанной с твердой фазой, и остальным раствором (электрокинетический потенциал или ? - потенциал). Наличие двойного электрического слоя на границах разделов способствует возникновению электрокинетических явлений (электроосмоса, электрофореза, потенциала протекания и др.). Все они имеют общий механизм возникновения связанный с относительным движением твердой фазы. При движении электролита в пористой среде образуется электрическое поле (потенциал протекания). Если на пористую среду будет действовать электрическое поле, то под влиянием ионов происходит движение раствора электролита в связи с тем, что направленный поток избыточных ионов диффузного слоя увлекает за собой массу жидкости в пористой среде под действием трения и молекулярного сцепления. ............