Классификация дисперсных систем по степени дисперсности

Под степенью дисперсности понимают количество частиц, которое можно было бы уложить вплотную на один сантиметр длины. Степень дисперсности или дисперсность определяется величиной обратной поперечному размеру частицы.

D – степень дисперсности, см^-1

a – размер частицы, см

 

Группа	D, см-1	а, см
1. Грубодисперсные (простые дисперсии, суспензии)	< 105	> 10 -5
2. Коллоидно – дисперсные	105÷ 107	10-5 ÷ 10-7
3. Молекулярно – дисперсные	> 107	< 10-7

Буровые растворы содержат как грубо дисперсные, так и коллоидные частицы.

 

Характеристика агрегативной и седиментационной (кинетической) устойчивости буровых растворов.

 

В промывочных жидкостях под влиянием ряда факторов: добавка химических реагентов - электролитов, попадания пластовых вод, воздействия температуры и других факторов возникают процессы, в результате которых дисперсная фаза выпадает в осадок. Это явление называется седиментацией.

Способность дисперсной системы сохранять равномерное распределение частиц твердой фазы по всему объему называется седиментационной или кинетической устойчивостью. Седиментационная устойчивость буровых растворов характеризуется способностью частиц дисперсной фазы удерживаться во взвешенном состоянии.

При кинетической неустойчивости нарушается нормальное распределение давления в скважине, что приводит к газонефтеводопроявлениям.

При оставлении бурового раствора, обладающего кинетической неустойчивостью, в состоянии покоя дисперстная фаза оседает на забой.

Если в буровой раствор добавлен утяжелитель, для получения необходимой плотности, то в условиях седиментационной неустойчивости – утяжелитель выпадает из раствора. Это тоже может привести к осложнениям в процессе бурения.

Чем выше степень дисперсности дисперсной фазы и интенсивнее броуновское движение частиц, тем более кинетически устойчива промывочная жидкость.

Агрегативная устойчивость выражается способностью частиц дисперсной фазы не слипаться и не образовывать агрегаты, т.е. способность буровых растворов сохранять свою степень дисперсности.

При агрегативной неустойчивости происходит слипание частиц дисперсной фазы, увеличивается их размер, образуются агрегаты, которые выпадают в осадок.

Таким образом нарушение агрегативной устойчивости приводит к нарушению седиментационной (кинетической) устойчивости и к коагуляции промывочной жидкости [2].

С кинетической точки зрения устойчивость дисперсных систем объясняется балансом сил притяжения и отталкивания. Силы притяжения, имеющие молекулярную природу, быстро возрастают при сближении поверхностей частиц дисперсной фазы. Силы отталкивания определяются электрическим взаимодействием между ионами двойных электрических слоев, окружающих частицы дисперсной фазы.

Результирующая, этих двух сил и обусловливает большую или меньшую агрегативную устойчивость промывочных жидкостей.

Сближению частиц дисперсной фазы может препятствовать образование на их поверхности гидратной оболочки из молекул дисперсионной среды.

Следовательно, агрегативная устойчивость определятся наличием, величиной и характером распределения гидратных оболочек на частицах дисперсной фазы. Кроме того, агрегативная устойчивость может быть обеспечена наличием на частицах дисперсной фазы адсорбционных защитных слоев из химических реагентов, препятствующих слипанию частиц при сталкивании.

 

Характеристика броуновского движения и диффузии в буровых растворах.

 

Коллоидные растворы представляют собой частный вид гетерогенной дисперсной системы, занимающей промежуточное положение между грубо – дисперсной и молекулярно – дисперсной системами. В коллоидных растворах существует поверхность раздела между фазами. Чем меньше размер частиц, тем больше поверхность раздела между фазами.

Броуновское движение

Броуновским движением называется тепловое движение частиц в коллоидных растворах.

В коллоидных системах молекулы дисперсионной среды находятся в интенсивном молекулярно – кинетическом движении. Броуновское движение выражается в том, что частицы дисперсной фазы под действием ударов молекул дисперсионной среды приходят в состояние непрерывного хаотического движения. Характер движения частиц зависит от их размеров. Если частица велика, то удары молекул дисперсионной среды со всех сторон компенсируются и частица совершает только колебательные движения около некоторого центра. Если частица мала, то число ударов молекул приходящихся на нее с разных сторон неодинаково и частица получает периодические импульсы, заставляющие её двигаться в разных направлениях по сложной траектории.

Диффузия

Диффузией называется самопроизвольно протекающий процесс выравнивания концентраций молекул или коллоидных частиц под влиянием их теплового хаотического движения.

Процесс диффузии выражается в переносе вещества от места с большей концентрацией к месту с меньшей концентрацией. Диффузия происходит в системах с невыравненными концентрациями. Диффузия заканчивается наступлением равновесия, для которого характерно равномерное распределение частиц или молекул по всему объему раствора. Чем выше температура, тем быстрее идет диффузия.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A.19. Противопожарная система
2. A.32.4. Дисплей системы автоведения
3. A.32.4.5.3. Система УСАВП: тест управления рекуперативным торможением
4. A.7.7. Модуль 5: Манометры и световые индикаторы тормозной системы
5. F) показывает, во сколько раз увеличивается денежная масса при прохождении через банковскую систему
6. FAB-классификация острых лейкозов
7. G) определение путей эффективного вложения капитала, оценка степени рационального его использования
8. GUDEL roboLoop уникальный робот с нелинейной транспортной системой
9. II. Поселение в Испании. Взаимоотношения вестготов и римлян. Королевская власть. Система управления. Церковная политика.
10. X. СИНДРОМЫ ПОРАЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ОРГАНОВ
11. А. Искусство Железной Рубашки в общей системе даосского интегрального тренинга.
12. АВАРИИ НА КОММУНАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ