Time-stamp: <2006-09-09 11:06:58 s-skj> Pensumliste DPE180 Kapillartrykk, hysterese og fuktpreferanse 10 sp ------------------------ Bøker (og en artikkel) ------------------------ 1. Termodynamisk grunnlag Castellan, G.W.: "Physical Chemistry", Addison-Wesley Publishing Company, Reading, Massachusetts (1983), Third Edition; Chapter 18: "Surface Phenomena," pp 406-441. Gir grunnleggende fysikalsk forståelse for overflatefenomener. Middels avansert. 1. Skilleflatespenning, krefter mellom molekyler, skilleflatenergi. 2. Termodynamisk formulering av Young-Laplace sin ligning. 3. Gibbs fri energi og spontan reaksjon. 4. Spredningskoeffisient væske-solid og væske-væske. 5. Gibbs adsorpsjonsisoterm. 6. Kelvins ligning. Hiemenz, P.C. and Rajagopalan, R.: "Principles of Colloid and Surface Chemistry", Marcel Dekker (1997). Chapter 6: "Surface Tension and Contact Angle", pp 248-293; Chapter 10: "van der Waals Forces", pp 462-496. 1. Oppsugingshøyde av fluid i kapillarrør ved prinsippet om virtuelt arbeid. 2. Kontaktvinkel og kontaktvinkelhysterese. 3. Vann-luft overflate inntil en vertikal vegg. 4. Skilleflatespenning målt fra hengende dråpe. 5. van der Waals krefter, opprinnelse, klassifisering og betydning. 6. Eksempler på grafer av energi mot avstand mellom partikler. 7. Molekylære vekselvirkninger og "power laws". 8. Makroskopiske konsekvenser av van der Waals krefter. 9. Hamakerkonstanten. Andre bøker som ikke er del av pensum Rowlinson, J.S. and Widom, B.: Molecular Theory of Capillarity; Claredon Press, Oxford (1982). Dette er det klassiske verket om statistisk mekanikk anvendt på kapillartrykk. Israelachvili, J.: "Intermolecular & Surface Forces", Academic Press (1992). Godt, klassisk verk om krefter mellom molekyler og atomer, bl.a. mer i detalj om van der Waals krefter. Kittel, C.: "Introduction to Solid State Physics", John Wiley. Chapter 3: "Crystal Binding". In Third Edition (1966) the van der Waals forces are explained by a classic argument. In the Seventh Edition (1996) the argumentation is by quantum mechanics and linear harmonic oscillartors. Adamson, A.W.: "Physical Chemistry of Surfaces", John Wiley. Klassisk verk. Kanskje av spesiell interesse i vår sammenheng er kap. I, II, III, IV.1-3, V.1-8, VI. 2. Grunnleggende for petroleumsanvendelser Morrow, N.R.(ed.): "Interfacial Phenomena in Petroleum Recovery," Surfactant Science Series Vol. 36, Marcel Dekker (1991); Chapter 2 (George J. Hirasaki): Thermodynamics of Thin Films and Three-Phase Contact Regions; pp 23--76. Chapter 3 (George J. Hirasaki): Shape of Meniscus/Film Transition Region; pp 77--99. **Kommentar**: Innholdet av Chap 2 og 3 er vist i sammendrag i artikkelen: Hirasaki, G.J.: "Wettability: Fundamentals and Surface Forces," SPEFE (June 1991) pp 217--226; Trans., AIME, 291. Denne føres også opp som pensum. 1. Skilletrykk. 2. Stabilitet av (tynne) filmer. Chapter 7 (Norman R. Morrow and James C. Melrose): Application of Capillary Pressure Measurements to the Determination of Connate Water Saturation; pp 258--287. Chapter 8 (Robert W. Wunderlich): Obtaining Samples with Preserved Wettability; pp 289--318. Chapter 9 (Louis E. Cuiec): Evaluation of Reservoir Wettability and Its Effect on Oil Recovery; Ch.7-9: pp 319--375. 1. Fuktpreferanse og kvantifisering av samme. ------------------------ Notater ------------------------ 1. Leiv Magne Siqveland: "Laplace si likning", Appendiks A i hovedoppgave til sivilingeniørstudiet ved Høgskolen i Stavanger, 1996. http://www.ux.his.no/~s-skj/PetFys03/Notater/Young-Laplace/y-l.pdf Generell utledning som er vanskelig å finne ellers. 1. Representasjon av en glatt skilleflate med krumningsradier i normalplan. 2. Utledning av Young-Laplace sin ligning via prinsippet om virtuelt arbeid. ------------------------ Tidsskriftartikler ------------------------ 1. Long, J., Hyder, M.N., Huang, R.Y.M., Chen, P.: "Thermodynamic modeling of contact angles on rough, heterogeneous surfaces," Advances in Colloid and Interface Science 118 (2005), Issue 1-3, 173-190. Oversiktsartikkel. 1. Kontaktvinkler bestemt ved Cassie's ligning, Wentzel's ligning. 2. Modellering av sammenheng mellom røffe, heterogene overflater og kontaktvinkelhysterese med termodynamikk. 2. Morrow, N.R.: "Physics and Thermodynamics of Capillary Action in Porous Media," Ind. & Eng. Chem. (June 1970) 62, No. 6, pp 32-56. Gir et forsøk på et teoretisk grunnlag for forståelse av kapillartrykkskurver og tilhørende hystereseeffekter. 1. Termodynamisk beskrivelse av reversibel fortrenging. 2. Haynes-hopp. 3. Termodynamisk beskrivelse av kapillartrykkskurven. 4. Hysterese. 3. Hassanizadeh, S.M., Gray, W.G.: "Thermodynamic Basis of Capillary Pressure in Porous Media," Water Resources Research 29 (Oct. 1993), no. 10, 3389-3405. Litteratur-gjennomgang og beskrivelse av teorier for kapillartrykk som termodynamisk størrelse. 1. Ny teori med kapillartrykk som funksjon av både metning og grenseflateareal hvor hysterese antas å forsvinne. 4. Måløy, K.J., Furuberg, L., Feder, J., and Jøssang, T.: "Dynamics of Slow Drainage in Porous Media," Phys. Rev. Lett. (1992) 68, No. 14, pp 2161-2164. Kun de to første sidene. Detaljerte målinger som viser kooperative fenomener og irreversible sprang under drenering av sand, slik det er beskrevet i 2. 1. Drenering som et kooperativt fenomen. 5. Salathiel, R.A.: "Oil recovery by surface film drainage in mixed-wettability rocks," Journal of Petroleum Technology (Oct. 1973), 1216-1224. 1. "Mixed wettability" som forklaring på lav residuell oljemetning etter vannflømming. 6. Radke, C.J., Kovscek, A.R., and Wong, H.: "A Pore-Level Scenario for the Development of Mixed Wettability", paper SPE 24880 presented at the 1992 Annual Technical Conference and Exhibition of the Society of Petroleum Engineers, Washington DC, Oct. 4--7. Beskriver en modell for "pinning" av kontaktlinjen. Mye brukt modell i porenettverksmodeller. 1. "Pinning" og blandet fuktpreferanse. 7. Longeron, D., Hammervold, W.L., and Skjæveland, S.M.: "Water-Oil Capillary Pressure and Wettability Measurements Using Micropore Membrane Technique," paper presented at the 1994 International Symposium of the Society of Core Analysts, Stavanger, September 12-14, in Proceedings p 285-295. Måling av omhyllingskurve med membran. Forslag på ny fuktindeks. 1. Måling av kapillartrykk med membraner. 2. Fuktindekser. 8. Skjaeveland, S.M., Siqveland, L.M., Kjosavik, A., Hammervold, W.L., and Virnovsky, G.A.: ``Capillary Pressure Correlation for Mixed-Wet Reservoirs,'' SPE Reservoir Evaluation & Engineering (Feb. 2000) pp. 60--67. Kapillartrykkskorrelasjon for reservoarer med blandet fuktpreferanse samt hystereselogikk. 1. Kapillartrykkskorrelasjon for blandet fuktpreferanse. 2. Hystereselogikk. 3. Modellering av kontaktbevegelse. 9. Masalmeh, S.K., 2001. Experimental Measurements of Capillary Pressure and Relative Permeability Hysteresis. Paper SCA 2001-23 presented at the International Symposium of the Society of Core Analysts, Edinburgh, Sept. 17-19. Viser at fuktpreferansen varierer langs kurven for primær drenering i laboratoriet. 1. Primær drenering, elding, fuktpreferanse som funksjon av første metningsreversering. 10. Kaminsky, R. and Radke, C.J.: "Water Films, Asphaltenes, and Wettability Alteration", paper SPE 39087 presented at the 1998 SPE/DOE Improved Oil Recovery Symposium, Tulsa, OK, April 19-22. 1. Diffusjon av oljemolekyler gjennom vannfilm i eldingsprosessen. ------------------------ Spesielle emner ------------------------ 1. Trefase kapillartrykk * Bradford, S.A., Leij, F.J.: "Fractional wettability effects on two- and three-fluid capillary pressure - saturation relations," Journal of Contaminant Hydrology 20 (1995), 89-109. * Bradford, S.A., Leij, F.J.: "Predicting two- and three-fluid capillary pressure - saturation relationships of porous media with fractional wettability," Water Resources Research 32 (1996), 251-259. * Bradford, S.A., Leij, F.J.: "Wettability effects on scaling two- and three fluid capillary pressure - saturation relations," Environ. Sci. Technol. 29 (1995), 1446-1455. 1. Effekt av fuktpreferanse på trefase kapillartrykk: - Metningsavhengigheter - Prediksjon av trefase kapillartrykk fra tofase data med korrelasjoner - Skalering * Bradford, S.A., Leij, F.J.: "Estimating interfacial areas for multi-fluid soil systems," Journal of Contaminant Hydrology 27 (1997), 83-105. 1. Estimat av grenseflateareal for 2 og 3 faser fra kapillartrykkskurver og termodynamikk 2. Fuktpreferanse ved kromatografisk separasjon og arealfraksjoner Strand, S., Standnes, D.C., and Austad, T.: "New wettability test for chalk", paper presented at 8th International Symposium on Reservoir Wettability, 16-17 May 2004, Rice University, Houston, TX, USA.