Экспериментальное исследование самодиффузии жидкости в пористых средах методом ЯМР ИГМП

Экспериментальное исследование характеристик СД (эффективных коэффициентов самодиффузии ( КСД ) D, зависимостей КСД от времени наблюдения диффузии Г^„ формы диффузионных затуханий (ДЗ ) амплитуды спиновых эхо ( СЭ ) ЯМР ) жидкостей в средах со случайными твердыми (непроницаемыми) препятствиями в свете теоретических подходов, разработанных как отечественными, так и зарубежными авторами.

Определение новых возможностей метода ЯМР ИГМП в исследовании пористых сред насыщенных жидкостью.

Изучение СД жидкостей в средах с высокоразвитой поверхностью (ВРП) с целью определения состояния диффузанта в них при различных заполнениях. Определение морфологических особенностей сред с ВРП.

Исследование самодиффузии нефтей различных месторождений и их компонентов, вводимых в различные пористые среды. Выяснение, с точки зрения СД, различий между обычными ( добытыми ) и остаточными (тяжелыми или высоковязкими) нефтями. Определение состояния добытых и остаточных нефтей при введении их в среды с достаточно крупными препятствиями^ песок ) и в среды с ВРП (глина).

Научная новизна. Впервые методом ЯМР ИГМП проведены систематические экспериментальные исследования затухания амплитуды СЭ ЯМР за счет процесса самодиффузии молекул жидкости, заключенной в среду из сферических препятствий, с использованием последних теоретических достижений отечественных и зарубежных авторов. Изучены особенности трансляционного молекулярного движения жидкости в зависимости от характеристик системы и условий проведения эксперимента. Показано, что весьма большой информативностью об изучаемой системе обладает временная зависимость КСД D(t^). С ее помощью впервые экспериментально получен и установлен вид зависимости автокорреляционной функции силы взаимодействия молекулы жидкости с поверхностью препятствия от времени G^tJ), а также впервые проведены количественные оценки G^r^). Из временных зависимостей КСД D(td) извлечены также такие геометрические и транспортные характеристики пористой системы как отношение удельной поверхности среды к обьему пор (S\ /Ко), извилистость (<^) и проницаемость (Крет ).

Впервые проведены экспериментальные исследования СД ряда жидкостей в тонкодисперсных пористых средах с ВРП при различных заполнениях. При частичном заполнении пор обнаружено и подробно изучено состояние с аномально высокой трансляционной подвижностью диффузанта ( названное нами "газоподобным") в пористой среде с ВРП. Посредством исследования температурных зависимостей КСД установлено, что "газоподобное" состояние представляет собой насыщенный пар, а экспериментально обнаруженная усиленная СД - есть результат быстрого молекулярного обмена между жидкой и газовой фазами, реализуемого только при частичном заполнении пор и достаточно высокой удельной поверхности среды. Оценены возможности ЯМР ИГМП для исследования морфологических особенностей структуры пористых сред с ВРП.

Впервые проведены исследования СД ряда нефтей и их компонентов, введенных в различные пористые среды. Обнаружено принципиальное, с точки зрения трансляционных молекулярных движений, различие между обычными (добытыми) и остаточными (тяжелыми) нефтями. Предложен метод определения по данным ЯМР температуры Tf, при которой все компоненты тяжелых нефтей, способные находиться в жидком состоянии, при-обретают свойства обычных текучих жидкостей. <...>