基于DLVO理论的低矿化度水驱对岩石润湿性的影响

发布时间：2020-12-13 01:58

　　为明确润湿性改变机制的主控因素,基于胶体稳定性（DLVO）理论和扩散双电层理论,建立表征岩石-水膜-原油系统界面间相互作用的分离压力数学模型,从微观受力角度对水驱矿化度与离子价型等分离压力影响因素进行敏感性分析;结合Young-Laplace方程和相互作用势能理论,计算不同水驱矿化度与离子价型下的稳定水膜厚度和岩石润湿角。结果表明:水驱离子价型是影响岩石润湿性的主控因素,少量二价阳离子即可产生极负的分离压力,形成厚度为0.375 nm的较薄水膜,水相润湿角维持在约20°;采用一价阳离子水驱时,随着矿化度的降低,分离压力逐渐增大并产生较高的正峰值,形成厚度为5.334 nm的较厚水膜,岩石润湿性转变为完全水湿（水相润湿角为0°）,原油最终脱离岩石表面;在油田注水开发过程中,采用一价阳离子的低矿化度水驱在提高采收率上具有更高的潜能。 

【文章来源】：中国石油大学学报(自然科学版). 2020年01期 北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

砂岩油藏与岩石-水膜-原油系统微观结构

砂岩黏土颗粒由于晶格取代作用和可交换阳离子的解离作用,表面通常带负电,原油由于极性物质的解离作用,表面往往也带负电。在水溶液中,反离子(正电荷)一方面受带电颗粒静电引力作用,规则且紧密地吸附在带电颗粒表面附近,另一方面受热运动的影响而脱离表面,无规则地分散在水溶液中,这便形成了如图2所示的扩散双电层结构[15]。扩散双电层由紧密层和扩散层两部分组成,在紧密层内,电势由表面电势ψ0下降至Stern电势ψδ。在扩散层内,电势则由ψδ下降至零(扩散层边界处)。图2中的红色点划线为滑动面,滑动面上的电势为Zeta电势ζ或动电势,ζ电势是衡量胶体稳定的重要指标。DLVO理论认为带电胶体粒子以扩散双电层结构存在于溶液中并与其他胶体粒子相互作用。胶体粒子间存在两种相互制约的作用力,一种是范德华引力,它使胶体粒子兼并而聚沉。另一种是扩散双电层重叠所引起的静电斥力,它是维护胶体稳定性的重要因素[16]。其中范德华引力仅是粒子间距的函数,而静电斥力不仅与粒子间距有关,还取决于ζ电势大小。当改变水驱矿化度和离子组成时,易引起ζ电势和静电斥力的变化,从而影响胶体的稳定性[17]。因此研究不同水驱性质下岩石-水膜-原油系统界面ζ电势和界面间相互作用力的变化规律,对于研究水膜稳定性和明确润湿性改变机制的主控因素至关重要。

岩石-水膜-原油系统界面反应物理模型

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2913676