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·1770· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

的溶液中浸泡后的接触角，见图 8。从图 8 可以看 浓度的增加而减小。主要原因是，这 3 种离子质量
出，随着 pH 的增加，一价离子与二价离子溶液中 浓度增加时，对原油、岩石表面双电扩散层的压缩
+
原油与岩石界面的接触角变化规律不同。 Na 程度增加，使得原油、岩石表面 Zeta 电位绝对值减
2+
2+
溶液中，接触角随 pH 增大而减少，Ca 、Mg 溶液 小，导致油膜与岩石之间的静电排斥力减小，油膜
中，接触角随着 pH 增大先减少后增大。这主要是 在岩石表面的吸附能力增强，最终导致油膜的脱附
+
由于，在酸性条件下，随 pH 增加即 H 浓度减小， 效果减弱。
对岩石、原油表面净负电荷的中和能力减弱，导致
表面的负电性增强，排斥作用增大，从而使得接触
2+
角减小。在中性或碱性条件下，由于溶液中 Ca 、
2+
Mg 发生 水解 作用， 其所 产生的 一羟 络合 物
+
+
Ca(OH) 、Mg(OH) 在岩石、原油表面具有较强的吸
附作用，使得其表面的 Zeta 电位绝对值减小，负电
性减弱，引起岩石与原油间的静电排斥作用减弱，
即原油在岩石表面的脱附能力减弱，最终导致接触
角增大。岩心切片表面接触角呈现出先减小后增大
的规律。
图 9 不同离子质量浓度溶液与原油脱附量关系
Fig. 9 Relationship between desorption capacity of crude
oil and different ion concentration solutions

+
2+
2+
在30 ¥下，Na 、Ca 、Mg 质量浓度均为200 mg/L
的 NaCl、CaCl 2 、MgCl 2 溶液中，改变溶液 pH，对
岩石颗粒表面油膜进行脱附实验，结果如图 10 所
+
示。随着 pH 的增加，Na 所对应溶液的脱附量逐渐
增加。在 pH 分别为 3、5、6、7、9 时，原油脱附量
分别为 5.45、6.13、6.51、7.32、9.86 mg。在酸性条
件下，原油中的极性组分，如羧酸（—COOH），以

图 7 不同离子质量浓度溶液对应岩石界面接触角 分子形式与岩石表面通过氢键方式连接，碱性组分
Fig. 7 Rock interface contact angle of solutions with （有机胺类）通过静电作用吸附在岩石表面 [23] 。当
different ion mass concentrations
溶液中的 pH 增加时，原油、岩石表面基团发生解
离，Zeta 电位绝对值增加，原油、岩石颗粒表面的
静电排斥力增大，从而使得氢键作用受到的破坏程
度加剧，最终导致油膜在岩石表面的脱附能力增强。

图 8 不同离子溶液中 pH 与接触角的关系
Fig. 8 Relationship between contact angle and pH of
solutions containing different ions

2.3 岩石颗粒表面油膜在盐水中的脱附规律
+
将岩石颗粒表面油膜放置在 30 ¥下，Na 、 图 10 不同离子溶液中 pH 与原油脱附量关系
2+
2+
Ca 、Mg 质量浓度分别为 200、600、1000、3000、 Fig. 10 Relationship between desorption capacity of crude
oil and pH of solutions
5000 mg/L 的 NaCl、CaCl 2 、MgCl 2 溶液中搅拌，对
其油膜进行脱附，测出其原油脱附量如图 9 所示。 随 pH 值增加，CaCl 2 与 MgCl 2 溶液中油膜的脱
+
2+
2+
Na 、Ca 、Mg 溶液对原油的脱附量随着离子质量 附规律相似。随 pH 的增加，原油脱附量呈现先增加