Перспективы выявления и освоения месторождений газа, конденсата и нефти на шельфе морей России (Сборник научных трудов), страница 65

По данным, полученным Береговой охраной США на ледяных полях Чукотского моря, сырая нефть и дизельное топливо распро­страняются по ровной поверхности льда быстро, задерживаясь и со­бираясь в снежницах и углублениях, включая поры в верхних слоях перекристаллизованного льда толщиной около 5 см. Аккумуляция нефтепродуктов зависит от степени шероховатости поверхности льда,

153

его пористости, от объема топлива и времени его контактирования со льдом. Наибольшее содержание дизтоплива было замечено на краю снежниц и рыхлой кромки льда. На поверхности покрова смесь диз­топлива с шугой содержала 30 % нефтяных соединений.

Чэн и др. [5] исследовали гравитационно-вязкостную фазу раз­лива нефти на трех искусственных поверхностях льда для пяти типов нефти и нашли, что все растекание может коррелироваться единым уравнением, которое выводится из условия влияния на разлив объема нефти, температуры и поверхностной шероховатости. Однако, на наш взгляд, такая модель растекания справедлива только в первые минуты или часы разлива.

Так, проведенные нами натурные разливы нефти (нефть место­рождения Одопту, о.Сахалин) объемом 5 л на лед залива Чайво пока­зали, что через 5 мин после разлива пятно нефти принимает форму эллипса площадью « 0,85 м². В дальнейшем, при сохранении види­мой границы этой линзы, происходит увеличение плошади смоченной нефтью поверхности льда вокруг этой линзы и через 100 ч она со­ставляла 1,73 м². Кроме того, наблюдения показывают, что по мере впитывания нефти в лед в течение двух часов со скоростью 20 мм/ч под пленкой нефти обнаруживается вода, и нефть перестает впиты­ваться. Следовательно, скорость растекания зависит не только от гид­родинамических факторов, но и от физико-химического взаимодейст­вия твердой и жидкой фаз.

Наблюдения за растеканием нефти на льду (рис. 1.) позволяют объяснить кинетику растекания нефти по льду диффузионными про­цессами, в частности, процессом поверхностной диффузии. Этот про­цесс приводит к тому, что отдельные молекулы нефти опережают макроскопическую границу линии смачивания и адсорбируются на поверхности лед - воздух, в результате поверхностное натяжение нефти на границе со льдом снижается и соответственно уменьшается движущая сила растекания. Существенно, что для снижения силы растекания достаточно, чтобы адсорбция молекул жидкости прошла в непосредственной близости от линии смачивания, поэтому поверхно­стная диффузия может влиять на растекание и более эффективно, чем перенос молекул жидкости через газовую фазу.

Удельная адсорбция впереди линии смачивания тем больше, чем больше отношение скоростей поверхностной диффузии и растекания, поэтому при уменьшении скорости растекания, как мы наблюдали,

154