几种常见矿物的油-水-矿物接触角测量及其讨论

采用测量水中油滴在矿物表面接触角的方法,利用接触角测量仪测量了不同矿化度水中,不同单组分油和混合组分油在不同矿物表面的接触角,提出了一套合理的测量方法,保证了测量结果的准确性。经过测量润湿角的大小,对比发现水中矿物的亲油性由强到弱依次为:云母>黄铁矿>方解石>白云石>石英。矿物类型、油组分类型和水的矿化度都对接触角有较大影响:不同的矿物表面油水的润湿性不同;随着油滴中正十八烷含量的增多,油滴在云母表面的接触角变小,润湿性变好,在其它矿物表面的润湿性略有不同;随着水矿化度的提高,油滴在云母表面的接触角呈现出明显变大的趋势,润湿性逐渐变差,在其它矿物表面的润湿性略有不同。

页岩油在纳米级狭缝中吸附特征的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟方法研究了页岩油在纳米级有机质狭缝内和二氧化硅矿物狭缝内的吸附特征。在COMPASS(condensed-phase optimized molecular potential for atomistic simulation study)力场下模拟了355K、18 MPa(松辽盆地青山口组Ro=0.9%时的地质条件)条件下,混合烃类分子在纳米级狭缝内的吸附行为,对比了有机质和矿物的吸附能力以论证前人的研究,证明了模拟的正确性;分析了混合烃、各烃组分在二氧化硅狭缝和有机质狭缝中的密度分布特征及温度对有机质狭缝内烃分子吸附的影响。结果表明:(1)混合烃类分子在纳米级狭缝壁面处出现了3个较明显的吸附层,每个吸附层的厚度在0.4~0.5nm之间,且石墨烯单位面积的吸附能力约为石英的1.31倍;(2)由于竞争吸附作用,并非所有的烃类都在靠近固体壁面处吸附最多,那些容易扩散的气态烃和拥有特殊化学键的芳香烃更容易吸附在狭缝壁面处;(3)温度升高,使狭缝内混合烃类分子吸附相密度降低,但由于多组分竞争吸附作用的存在,并不是所有烷烃的密度峰值随着温度的升高而降低,5种混合烃类分子中的正构烷烃和支链烷烃的第1吸附层的密度峰值有所升高。

界面张力与润湿角校正对高压压汞法计算泥页岩孔径分布的影响——以松辽盆地青山口组为例

泥页岩储层孔隙结构研究对于页岩油气勘探、开发工作具有重要意义。高压压汞实验法是目前研究页岩孔隙结构、孔径分布广泛使用的方法。有学者对汞在石墨烯材料中润湿性研究发现,液态汞在孔隙中的界面张力γ和润湿角θ是孔半径r的函数,根据这一认识将Washburn方程中的界面张力γ和润湿角θ视为定值的传统数据处理方法表现出明显的不合理性,因此需要对Washburn方程进行参数校正。以松辽盆地青山口组页岩样品为例,进行高压压汞实验,利用校正前后的Washburn方程处理压汞数据,结果发现参数校正后得到的微孔(<2 nm)体积占比,比校正前微孔体积占比增加了118%,中孔(2~50 nm)体积占比减小了7%,大孔(>50 nm)体积占比基本不变,参数校正后得到的孔径分布能更加精确地表征页岩的孔径分布。