Page 213 - 《精细化工》2022年第10期

第 10 期 王 松，等: 新型纳米活性流体协同改变油湿性砂岩表面润湿性的机理 ·2147·

时间的增加，3 种体系对应的渗吸采收率逐渐增加 13a），从而更大程度上实现了改变油湿性砂岩表面
并最终达到平衡。与阳-非离子双子表面活性剂相 润湿性的目的 [39,49] 。从图 13b 可以看出，当表面活
比，纳米活性流体具有更强的离子对形成能力和固 性剂浓度高于 CMC 时，离子对从砂岩表面解吸附
体表面润湿性改变能力，其作为渗吸剂所对应的原 并增溶到形成的胶束中，从而露出干净的水湿性表
油采出程度更高 [53] 。上述各种方法（Zeta 电位测定、 面，使得油湿性砂岩表面润湿性向水湿性转变，进
而实现固体表面的润湿反转。
FTIR、QCM 和接触角测定等）相互验证了 CaCO 3
纳米颗粒与阳-非离子双子表面活性剂之间的协同机
理 [53] 。 3 结论

（1）使用带正电 CaCO 3 纳米颗粒与阳-非离子
双子表面活性剂研制了一种纳米活性流体，通过
Zeta 电位测定发现，阳-非离子双子表面活性剂（质
量分数>0.05%）处理纳米 CaCO 3 后，CaCO 3 表面
Zeta 电位的绝对值大于 30 mV，体系能够处于稳定
的悬浮状态。
（2）纳米活性流体处理过的砂岩表面红外光谱
中，原油的羧基吸收峰强度低于双子表面活性剂处
理后的砂岩表面红外光谱中羧基吸收峰的强度；当

图 12 油湿性砂岩岩心在不同体系中的自发渗吸曲线 纯双子表面活性剂溶液和纳米活性流体中阳-非离
Fig. 12 Spontaneous imbibition curves of oil-wet sandstone 子双子表面活性剂质量分数较高（>0.003%）时，纳
cores in different systems 米活性流体处理过的砂岩表面 Δf 比纯双子表面活

图 13 为 CaCO 3 纳米颗粒和阳-非离子双子表面活 性剂处理过的砂岩表面 Δf 要小。FTIR 和 QCM 测定
性剂协同改变油湿性砂岩表面润湿性的机理示意图。 结果均表明，所使用的 CaCO 3 纳米颗粒和阳-非离子
双子表面活性剂之间存在协同作用，纳米活性流体
中的 CaCO 3 颗粒促进了阳-非离子双子表面活性剂
和原油羧基离子对的形成，纳米活性流体更好地促
进了油湿砂岩表面的润湿性变化。
（3）油滴在 CaCO 3 纳米颗粒、阳-非离子双子
表面活性剂和纳米活性流体处理后的油湿性砂岩表
面上的平衡接触角分别为 60°、45°和 36°，以阳-非
离子双子表面活性剂溶液和纳米流体作为渗吸剂时
所对应最终自发渗吸采收率分别为 20%和 25%，纳
米活性流体中纳米颗粒和双子表面活性剂在润湿性
改变方面具有协同效应。

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