В.А. Королёвым в 1996 г. экспериментально было обнаружено, что в водонефтенасыщенных глинистых грунтах под действием постоянного электрического тока наблюдается дис-пергация и перемещение жидких углеводородов (нефти) с элект-роосмотическим фильтратом преимущественно в катодном направлении.[ ...]
При этом анодная часть грунта очищается от нефти, а катодная обогащается, часть нефтепродуктов вытекает из образца с электроосмотическим фильтратом. В связи с этим в дальнейшем нами были проведены детальные исследования природы этого явления [32, 35]. Закономерности совместного электрохимического перемещения двух несмешивающихся жидкостей (воды и жидких неполярных углеводородов) в дисперсных грунтах являются наиболее сложными из рассмотренных нами ранее процессов электромассопереноса.[ ...]
По нашему мнению, специфичность электроосмоса в таких системах обусловлена в основном степенью подвижности границы раздела двух несмешивающихся или слабо смешивающихся жидкостей относительно их свободного объема. Вероятно, в этом случае под действием постоянного электрического тока и наличия ДЭСН В происходит перемещение ионов ДЭС в одной из жидкостей и вовлечение в течение макрослоев другой соседней жидкости вследствие вязкого трения [35].[ ...]
Характер и интенсивность проявления этих процессов во многом определяются рядом факторов: свойствами глинистого грунта, соотношением "вода-нефть", химическим составом порового раствора и его концентрацией и т.д. Существенное влияние на процесс электрохимической миграции нефти оказывает взаимное расположение нефти и воды в структуре порового пространства грунта. Эффект электрохимической миграции нефти проявляется лишь в том случае, если нефть находится в виде капель в центре пор и со всех сторон окружена водой. Если же нефть находится непосредственно на межфазной границе с минеральной подложкой, а вода - в центре поры, то в этом случае система не проводит ток и электрохимическая миграция не возникает.[ ...]
По результатам экспериментов, проведенных совместно с М. А. Некрасовой, нами также были получены зависимости, отражающие влияние различных факторов на интенсивность электрохимической миграции жидких углеводородов в нефтеводонасыщенных глинистых грунтах. Изменение в каолинитовой глине соотношения "вода-нефть" в ряду 1:0,6, 1:0,8 и 1:2 приводит к изменению характера электрохимического мас-сопереноса. Максимальный эффект суммарной очистки (около 35%) достигается при соотношении 1:0,6 (рис. 6.1.11). Увеличение доли нефти в свободном объеме порового раствора грунта до соотношения "вода-нефть" 1:2 приводило к удалению из анодной зоны образца до 70% жидких углеводородов. Однако при дальнейшем увеличении доли нефти в этом образце эффективность ее электрохимической миграции постепенно снижалась, поскольку чистая нефть не проводит электрический ток.[ ...]
В другой серии экспериментов, проведенных нами с А.Д. То-карчуком на нефтеводонасыщенном каолине челябинском, исходная влажность соответствовала верхнему пределу пластичности, а соотношение "вода-нефть" в образце менялось в широких пределах. В результате проведенных электрохимических испытаний во всех изученных образцах после опытов произошли изменения таких свойств, как влажность, плотность и концентрация нефти по длине образцов [48,49].[ ...]
При дальнейшем снижении влажности (даже при значительном снижении доли нефти до соотношения 1:2 и 1:1) происходит очень резкое падение значений электроосмотичес-кого переноса и электрокинетического потенциала, вплоть до нулевых. При этом удаления нефти из образца не происходит. На примере опытов с соотношением "вода-нефть" 3:1 и 2:1 и, соответственно, влажности 50,5 и 55% установлено, что, несмотря на небольшое количество удаленной нефти, процесс миграции нефти в этих образцах осуществлялся очень интенсивно и происходило ее накопление в катодной зоне образца.[ ...]
Влияние исходной концентрации порового раствора на электрохимическую миграцию жидких углеводородов в глинистых грунтах является важным фактором, определяющим строение и развитие диффузной части двойного электрического слоя на границе "нефть-вода" и "вода-минерал". В наших рассуждениях мы предполагаем, что обе обкладки ДЭС„ Н находятся в водной фазе, а их центры тяжести на разных расстояниях от границы, так как при очень малой диэлектрической проницаемости нефти граница раздела "вода-нефть" является непроницаемой для любого иона [70].[ ...]
Проведенные исследования позволили установить, что скорость электроосмотического переноса воды и нефти в нефтенасыщенных каолинитовых глинах возрастает с уменьшением концентрации порового раствора от 0,5 н до 0,005 или 0,01 н в зависимости от его состава. Максимальный суммарный эффект очистки достигается при концентрации хлорида натрия 0,05 н в условиях малой влажности (< ]¥р) грунта при соотношении "нефть-вода" 2:1 (рис. 6.1.12-6.1.14).[ ...]
Направление перемещения углеводородов определяется как концентрацией, так и химическими свойствами ионов. В нашем случае в экспериментах были использованы ионы, способствующие структурированию (натрий) и реструктурированию (калий, магний) воды. Известно, что наличие в поровом растворе грунтов структурирующих ионов при повышении концентрации приводит к формированию катодного направления миграции, а наличие деструктурирующих ионов - анодного направления [70].[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Диаграмма значений ¡¡-потенциала в зависимости от соотношения объемных долей каолинита, воды и нефти в образце (каолин челябинский) |
 |
| Изменение количества удаленных углеводородов по длине образца (а) и суммарного количества удаленных углеводородов (б) в зависимости от исходной концентрации электролита порового раствора |
 |
