表面活性劑改變親油巖石潤濕性的分子模擬研究.pdf

1、油藏潤濕性控制著地層流體的分布和流動,進而影響原油采收率。通過添加表面活性劑可改變油藏潤濕性,然而這一改變過程涉及表面活性劑與巖石、原油、水之間的復雜相互作用,導致對其微觀層次的作用過程及機理認識薄弱,制約了表面活性劑驅(qū)的深入應用。本文選擇十二烷基二聚氧乙烯醚(C12E2)和十二烷基四聚氧乙烯醚(C12E4)為研究對象,采用分子模擬方法,研究了表面活性劑改變親油巖石潤濕性的微觀機理,探討了潤濕性對油水分布及運移的影響。
　　 模

2、擬結(jié)果表明,硅烷化二氧化硅表面具有強疏水性質(zhì),因此可用該表面模擬親油性巖石。隨著C12E2和C12E4濃度增加,兩種非離子表面活性劑在親油巖石表面的吸附結(jié)構(gòu)由無規(guī)則狀先轉(zhuǎn)變?yōu)榘肽z團,最后形成自組裝單層膜;單層膜中分子的疏水鏈垂直吸附于表面上,親水基則遠離表面。與C12E2相比,C12E4在較低濃度下就形成單層膜結(jié)構(gòu),且有序性更強。
　　 在吸附表面活性劑單層膜的親油巖石表面上,水的接觸角遠小于90°,表明巖石表面由親油性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H

3、水性:潤濕反轉(zhuǎn)的微觀過程是表面活性劑分子通過疏水作用與親油巖石表面發(fā)生吸附,使親水基暴露于上方,形成新的表面。新表面具有親水性的原因在于水分子與表面活性劑親水基之間存在強烈的庫侖相互作用和氫鍵作用,能夠克服水滴自身的內(nèi)聚力而破壞其原有結(jié)構(gòu)。C12E4單層膜表面與水分子的相互作用比C12E2的強,故C12E4具有更強的潤濕性改變能力。
　　 親油性巖石孔道中,油相可穩(wěn)定的吸附在表面上,油膜轉(zhuǎn)變?yōu)楦〉挠蛯?油帶具有從中間位置撕裂而