Тензиометр SITE100 для микроэмульсий

 

Метод вращающейся капли (оптический метод) был разработан для измерения очень низкого межфазного натяжения: 0,000001 мН/м, так как классическим методом отрыва кольца дью Нуи определяют поверхностное (межфазное) натяжение от 1 мН/м. Сверхнизкое межфазное натяжение характерно для органических систем, в частности для нефтепродуктов. Тензиометр SITE100 применяется для оптимизации свойств буровых растворов и жидкостей заводнения для ГРП за счет подбора оптимальной концентрации и температуры для наиболее эффективного снижения межфазного натяжения и повышения нефтеотдачи пласта.

При вращении маленькой капли лёгкой фазы (например, нефти) в среде тяжелой фазы (например, раствор ПАВ) под действием центробежных сил капля вытягивается. Если центробежные силы будут превышать межфазное натяжение, то капля разорвется. Поэтому скорость вращения капилляра подбирают таким образом, чтобы капля имела максимально вытянутую форму, т.е. центробежные силы были равны межфазному натяжению. На основе частоты вращения капилляра, плотностей фаз и радиуса вытянутой капли программное обеспечение тензиометра рассчитывает межфазное натяжение.

Тензиометр SITE100 имеет цилиндрический корпус, в котором размещается вращающийся капилляр. Пространство между корпусом и капилляром заполняется силиконовым маслом, которое циркулирует через внешний термостат (опция), что позволяет изучить влияние температуры на межфазное натяжение. Вращающийся капилляр заполняется тяжёлой фазой, например, раствором соленой пластовой воды. Легкая фаза (например, капля нефти) вводится в центр капилляра, напротив смотрового окна, с помощью шприца с длинной иглой. При вращении капля вытягивается вдоль оси вращения: чем выше скорость вращения капилляра, тем сильнее вытягивается капля, а ее радиус уменьшается.

Прибор имеет видеокамеру, которая непрерывно передает изображение капли программному обеспечению, которое и производит полный анализ эллиптической формы капли. На самом приборе можно регулировать скорость вращения капилляра, яркость подсветки капли, расстояние между капилляром и видеокамерой, угол наклона платформы, на которой крепится система. Скорость вращения и яркость можно также контролировать с помощью программного обеспечения.

Программное обеспечение контролирует скорость вращения капилляра, рассчитывает статическое межфазное натяжение, а также изменение его во времени за счет проникновения ПАВ из тяжёлой фазы в каплю, отображает текущую температуру образца. Также в окне программы можно увидеть каплю в окружении тяжёлой фазы. Результаты измерений отображаются в окне программы, их также можно сохранить в базу данных или импортировать в виде Excel-файла.

В России тензиометры SITE100 используются в МГУ им. Ломоносова (г. Москва), Югорском государственном университете (г. Ханты-Мансийск). Данными тензиометрами оснащены ведущие технические институты и исследовательские центры Германии, Франции, Великобритании, Японии, Индии, США, Канады и т.п. И конечно, к числу пользователей данными приборами относятся крупные мировые нефтедобывающие компании и производители химреактивов: Petrobras, Shell, Schlumberger, AKZO Chemie, BASF, DOW и др.