24
Июнь
2019

Оценка адгезии углеводородов к матрице образца керна горной породы методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии.

Характеризация адгезии углеводородов к матрице образца является крайне важной информации для оценки объема потенциально извлекаемых углеводородов.

Принципиально, по степени взаимодействия, можно выделить 2 типа углеводородов на границе «минерал-углеводород»:

•           Адсорбированные углеводороды;

•           Хемосорбированные углеводороды;

Адсорбция - увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности раздела двух фаз (твердая фаза — жидкость, конденсированная фаза — газ) вследствие нескомпенсированности сил межмолекулярного взаимодействия на разделе фаз. Причиной адсорбции являются неспецифические (то есть не зависящие от природы вещества) Ван-дер-Ваальсовы силы.

Хемосорбция – адсорбция, осложнённая химическим взаимодействием между адсорбентом и адсорбатом, является особым случаем. Явления такого рода называют хемосорбцией и химической адсорбцией.

В отличие от адсорбции хемосорбция обычно является необратимой и локализова

Данные, полученные в результате исследований также могут быть использованы при планировании воздействия ПАВ (для адресной подборки реагентов).

Образцы для проведения исследований:

Для проведения исследований методом Рентгеновской Фотоэлектронной Спектроскопии образцы помещаются в установку вакуумирования Struers CitoVac, где выдерживались в течение 12 часов с целью высвобождения их от летучей фракции органического вещества. Данная процедура была необходима ввиду того, что при исследовании методом РФЭС образцы анализируются в сверхглубоком вакууме   не хуже 10-6 Па.

 Для проведения исследований методом Рентгеновской Фотоэлектронной Спектроскопии образцы помещаются в установку вакуумирования Struers CitoVac, где выдерживались в течение 12 часов с целью высвобождения их от летучей фракции органического вещества

 

 

Решение:

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) —спектроскопический метод исследования элементного состава, химического и электронного состояния атомов, на поверхности изучаемого материала. Он основан на явлении внешнего фотоэффекта. Спектры РФЭС получают облучением материала пучком рентгеновских лучей с регистрацией зависимости количества испускаемых электронов от их кинетической энергии. Исследуемые электроны эмиттируются по всей глубине проникновения используемого мягкого рентгеновского излучения в исследуемый образец.

Разделение химических связей к производиться исходя из различных значений химических сдвигов и энергетических положений фотоэлектронных линий.

 

 Полученные результаты

 

Полученные результаты позволяют:

  • Проводить типизацию различных типов связей углеводород-матрица
  • Оценивать количество потенциально извлекаемых и долю неизвлекаемых запасов углеводородов
  • Осуществлять адресный подбор ПАВов для проведения воздействия на пласт

 

 

 

 

Используемое оборудование:

 

Для проведения исследований используется рентгеновский фотоэлектронный спектрометр PHI VersaProbe 2.

 Рентгеновский фотоэлектронный спектрометр PHI VersaProbe 2 (РФЭС)

 

Предел обнаружения ≈ 0,1 ат.% = 1000 ppm

Наибольшая область анализа ≈ 5 см на 5 см (карта)

Разрешение анализа по глубине <10 нм

Определяемые элементы – от Li до U

 

 

 

 

 

 

 

Двулучевая аналитическая система FEI Versa 3D

 VERSA 3D DUALBEAM FEI - ЭЛЕКТРОННО-ИОННЫЙ (ДВУЛУЧЕВОЙ) МИКРОСКОП

 

Ускоряющее напряжение – от 200 V до 30 кV

Разрешение в режиме высокого вакуума при 30 кV (HiVac) -  1,2 нм

Разрешение в режиме низкого вакуума при 30 кV (LoVac) -  2,5 нм

Разрешение в режиме «естественной среды» при 30 кV (ESEM) -  1,5 нм

Детекторы – ETD, ICE, DBS, ICD, EDX

Определяемые элементы – от Be до U