為明確潤濕性改變機(jī)制的主控因素,基于膠體穩(wěn)定性（DLVO）理論和擴(kuò)散雙電層理論,建立表征巖石-水膜-原油系統(tǒng)界面間相互作用的分離壓力數(shù)學(xué)模型,從微觀受力角度對(duì)水驅(qū)礦化度與離子價(jià)型等分離壓力影響因素進(jìn)行敏感性分析;結(jié)合Young-Laplace方程和相互作用勢能理論,計(jì)算不同水驅(qū)礦化度與離子價(jià)型下的穩(wěn)定水膜厚度和巖石潤濕角。結(jié)果表明:水驅(qū)離子價(jià)型是影響巖石潤濕性的主控因素,少量二價(jià)陽離子即可產(chǎn)生極負(fù)的分離壓力,形成厚度為0.375 nm的較薄水膜,水相潤濕角維持在約20°;采用一價(jià)陽離子水驅(qū)時(shí),隨著礦化度的降低,分離壓力逐漸增大并產(chǎn)生較高的正峰值,形成厚度為5.334 nm的較厚水膜,巖石潤濕性轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆疂瘢ㄋ酀櫇窠菫?°）,原油最終脫離巖石表面;在油田注水開發(fā)過程中,采用一價(jià)陽離子的低礦化度水驅(qū)在提高采收率上具有更高的潛能。 

【文章來源】：中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020年01期 北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

砂巖油藏與巖石-水膜-原油系統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)

砂巖黏土顆粒由于晶格取代作用和可交換陽離子的解離作用,表面通常帶負(fù)電,原油由于極性物質(zhì)的解離作用,表面往往也帶負(fù)電。在水溶液中,反離子(正電荷)一方面受帶電顆粒靜電引力作用,規(guī)則且緊密地吸附在帶電顆粒表面附近,另一方面受熱運(yùn)動(dòng)的影響而脫離表面,無規(guī)則地分散在水溶液中,這便形成了如圖2所示的擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu)[15]。擴(kuò)散雙電層由緊密層和擴(kuò)散層兩部分組成,在緊密層內(nèi),電勢由表面電勢ψ0下降至Stern電勢ψδ。在擴(kuò)散層內(nèi),電勢則由ψδ下降至零(擴(kuò)散層邊界處)。圖2中的紅色點(diǎn)劃線為滑動(dòng)面,滑動(dòng)面上的電勢為Zeta電勢ζ或動(dòng)電勢,ζ電勢是衡量膠體穩(wěn)定的重要指標(biāo)。DLVO理論認(rèn)為帶電膠體粒子以擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu)存在于溶液中并與其他膠體粒子相互作用。膠體粒子間存在兩種相互制約的作用力,一種是范德華引力,它使膠體粒子兼并而聚沉。另一種是擴(kuò)散雙電層重疊所引起的靜電斥力,它是維護(hù)膠體穩(wěn)定性的重要因素[16]。其中范德華引力僅是粒子間距的函數(shù),而靜電斥力不僅與粒子間距有關(guān),還取決于ζ電勢大小。當(dāng)改變水驅(qū)礦化度和離子組成時(shí),易引起ζ電勢和靜電斥力的變化,從而影響膠體的穩(wěn)定性[17]。因此研究不同水驅(qū)性質(zhì)下巖石-水膜-原油系統(tǒng)界面ζ電勢和界面間相互作用力的變化規(guī)律,對(duì)于研究水膜穩(wěn)定性和明確潤濕性改變機(jī)制的主控因素至關(guān)重要。

巖石-水膜-原油系統(tǒng)界面反應(yīng)物理模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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