（严刚/文）近日，我院徐耀辉教授团队在能源权威期刊《Fuel》上在线发表了关于原油中极性组分非烃和沥青质浓度对砂岩润湿性差异性影响的最新研究成果。
储层岩石润湿性是砂岩油藏最重要的物理参数之一。在经过了地层能量自喷的初次开采后，绝大部分原油仍然以剩余油的形式残留在岩石储层孔隙中。在后续开发过程中，从储层岩石中开采剩余油的本质是使润湿性更强的流体（例如盐水）进入储层岩石孔隙中，通过油水在岩石表面的竞争吸附来取代其中的非润湿流体（原油）。而实现这一目标的根本前提是通过一系列提高采收率的技术手段来改变储层岩石表面的润湿性使其更倾向于亲水，进而克服油-岩界面的毛细管阻力。然而，储层岩石润湿性受地层温度，岩石矿物性质，地层水离子组成、浓度、PH，原油组分等诸多因素影响。其中，原油组分在储层岩石表面的吸附与沉淀是油藏润湿性最终的决定性因素，而起关键作用的则是原油中极性组分非烃和沥青质。沥青质比非烃极性更强，具有更强的吸附能力，但是二者对砂岩润湿性的影响是否存在差异尚未确定。
为此，首先通过族组分分离的方法从原油中分离出足量的非烃和沥青质组分，然后用煤油配置成不同浓度的非烃和沥青质煤油溶液，对矿物组成相同且已经饱和盐水的贝雷砂岩岩片进行老化，测量油-水-岩系统中油滴在岩片表面的接触角值（图1）。可以发现，即使浓度达到50.0 mg非烃/mL煤油，非烃的单一吸附也无法使岩片的润湿性由强水湿转变为油湿，而仅能在一定程度上减弱岩片的水湿程度。对比而言，沥青质的吸附作用效果明显，极易改变砂岩表面的润湿性。当浓度约为5.0 mg沥青质/mL煤油时，沥青质的吸附即可将砂岩的润湿性从强水湿性转变为油湿，且随着沥青质浓度的升高，砂岩表面油湿性有进一步增强的趋势。对沥青质老化的岩片开展盐水自吸后，结合冷冻环境扫描电镜和能谱分析发现，组成岩片的矿物表面微观润湿性与岩片的整体润湿性并不一致，且影响砂岩润湿性的极性组分主要是含氧化合物（图2）。
图1 不同浓度非烃（a）和沥青质（b）老化后砂岩岩片接触角值及对应润湿性特征
图2 未被老化的（a）和不同浓度沥青质老化岩片（b～d）孔隙内水滴的ESEM图像
其中，b: 0.5 mg/mL; c: 2.5 mg/mL; d: 10.0 mg/mL该项研究成果不仅为实验室内原油老化恢复砂岩岩心润湿性等研究提供了一个技术指引，而且对影响砂岩润湿性的极性化合物具体分子组成研究及对应表面活性剂的研发具有重要的理论价值。
该论文第一作者为徐耀辉教授，通讯作者为我院2020级博士研究生严刚同学，共同作者包括我校石油工程学院侯宝峰和刘保磊副教授等。根据中科院期刊分区标准，《Fuel》目前为大类工程技术SCI 1区Top期刊，影响因子7.40，为行业内认可度非常高的期刊。（审核 孟强）
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.131825
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