由表面活性纳米颗粒增强的原油位移及其与低盐盐水的耦合效应

从微观尺度到油藏尺度，原油-水-岩石系统的界面现象在致密介质储层中的不可漂移流动中起关键控制作用。一个关键机制是原油滴的位移动力学，可通过控制化学注入中的油-水界面张力和三相接触角来优化。当前研究主要考察了由表面活性纳米颗粒（聚丙烯酰氨丙烯酰胺，pNIPAM）实现的原油位移增强，发现原油滴回撤速度加快（5.66°/s），原油滴去润湏程度更大（37.0°接触角）。这归因于纳米颗粒导致的油-水界面和水-固体界面之间的结构间隔压。pNIPAM纳米颗粒与低盐盐水的耦合效应得到考察，结果显示不同盐浓度下的差异。与二价CaCl₂耦合导致原油滴回撤动力学显著减慢（2.58°/s，58.7°接触角），因为二价离子促进油-基底桥接的形成。然而，与单价NaCl混合物耦合时观察到正向协同效应。由于盐引起的水合作用与纳米颗粒引起的结构力的结合，原油去润湏动力学得到增强（9.55°/s），接触角降至21.5°，并在相对较短的时段（156秒）后从基底上脱离。这些发现突显了纳米颗粒与低盐盐水对重质原油去润湏作用的耦合效应。将纳米颗粒添加到最佳盐水中可实现更快更大的流体位移，这不仅适用于油气开采，还适用于清洁剂等其他多种应用，以及其他地质储存方式。