（嚴剛/文）近日，我院徐耀輝教授團隊在能源權(quán)威期刊《Fuel》上在線發(fā)表了關(guān)于原油中極性組分非烴和瀝青質(zhì)濃度對砂巖潤濕性差異性影響的最新研究成果。
儲層巖石潤濕性是砂巖油藏最重要的物理參數(shù)之一。在經(jīng)過了地層能量自噴的初次開采后，絕大部分原油仍然以剩余油的形式殘留在巖石儲層孔隙中。在后續(xù)開發(fā)過程中，從儲層巖石中開采剩余油的本質(zhì)是使?jié)櫇裥愿鼜姷牧黧w（例如鹽水）進入儲層巖石孔隙中，通過油水在巖石表面的競爭吸附來取代其中的非潤濕流體（原油）。而實現(xiàn)這一目標的根本前提是通過一系列提高采收率的技術(shù)手段來改變儲層巖石表面的潤濕性使其更傾向于親水，進而克服油-巖界面的毛細管阻力。然而，儲層巖石潤濕性受地層溫度，巖石礦物性質(zhì)，地層水離子組成、濃度、PH，原油組分等諸多因素影響。其中，原油組分在儲層巖石表面的吸附與沉淀是油藏潤濕性最終的決定性因素，而起關(guān)鍵作用的則是原油中極性組分非烴和瀝青質(zhì)。瀝青質(zhì)比非烴極性更強，具有更強的吸附能力，但是二者對砂巖潤濕性的影響是否存在差異尚未確定。
為此，首先通過族組分分離的方法從原油中分離出足量的非烴和瀝青質(zhì)組分，然后用煤油配置成不同濃度的非烴和瀝青質(zhì)煤油溶液，對礦物組成相同且已經(jīng)飽和鹽水的貝雷砂巖巖片進行老化，測量油-水-巖系統(tǒng)中油滴在巖片表面的接觸角值（圖1）。可以發(fā)現(xiàn)，即使?jié)舛冗_到50.0 mg非烴/mL煤油，非烴的單一吸附也無法使巖片的潤濕性由強水濕轉(zhuǎn)變?yōu)橛蜐瘢鴥H能在一定程度上減弱巖片的水濕程度。對比而言，瀝青質(zhì)的吸附作用效果明顯，極易改變砂巖表面的潤濕性。當濃度約為5.0 mg瀝青質(zhì)/mL煤油時，瀝青質(zhì)的吸附即可將砂巖的潤濕性從強水濕性轉(zhuǎn)變?yōu)橛蜐瘢译S著瀝青質(zhì)濃度的升高，砂巖表面油濕性有進一步增強的趨勢。對瀝青質(zhì)老化的巖片開展鹽水自吸后，結(jié)合冷凍環(huán)境掃描電鏡和能譜分析發(fā)現(xiàn)，組成巖片的礦物表面微觀潤濕性與巖片的整體潤濕性并不一致，且影響砂巖潤濕性的極性組分主要是含氧化合物（圖2）。
圖1 不同濃度非烴（a）和瀝青質(zhì)（b）老化后砂巖巖片接觸角值及對應潤濕性特征
圖2 未被老化的（a）和不同濃度瀝青質(zhì)老化巖片（b～d）孔隙內(nèi)水滴的ESEM圖像
其中，b: 0.5 mg/mL; c: 2.5 mg/mL; d: 10.0 mg/mL該項研究成果不僅為實驗室內(nèi)原油老化恢復砂巖巖心潤濕性等研究提供了一個技術(shù)指引，而且對影響砂巖潤濕性的極性化合物具體分子組成研究及對應表面活性劑的研發(fā)具有重要的理論價值。
該論文第一作者為徐耀輝教授，通訊作者為我院2020級博士研究生嚴剛同學，共同作者包括我校石油工程學院侯寶峰和劉保磊副教授等。根據(jù)中科院期刊分區(qū)標準，《Fuel》目前為大類工程技術(shù)SCI 1區(qū)Top期刊，影響因子7.40，為行業(yè)內(nèi)認可度非常高的期刊。（審核 孟強）
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.131825
