石油圈
美國萊斯大學布朗工程學院的學者表明，當微觀鹽水滴的成分恰到好處，它們就能使原油乳化。了解它們究竟如何結合，對于提高采收率來說十分重要。
編譯 | 二丫
現在有證據表明，油和水是的確可以有序地混合在一起。
萊斯大學化學與生物工程師Sibani Lisa Biswal和她的同事們描述了對石油采收最重要的三個因素：巖石，水以及原油本身。
他們證實，如果將含適當鹽濃度的水與石油和巖石、碳酸鹽或砂巖地層精確匹配，則油井的生產率會更高。如果低鹽度的鹽水可以在特定的原油中形成乳滴，那么鹽水似乎也就可以改變巖石的潤濕性。而巖石潤濕性則恰恰決定了巖石釋放原油的難易程度。
該團隊的上述工作發表在Nature的Scienctific Reports上。（可聯系小編獲取原文）
合著者Jin Song表示，海水的影響最后表現自北海的水井。他說，“石油公司發現，當注入鹽度相對較低的海水時，石油采收率竟出奇的好?！?/span>
Jin Song目前是殼牌公司的研究員，他表示，即使有了這一初步了解，研究工作仍然很有限?！巴ǔＴ谑吞烊粴夤I中，當人們研究低鹽度的水時，往往只專注于鹽水本身的作用，而忽略了石油的作用?！?/span>
“因此，人們總是無法找到一個好的指標或低鹽度水的有效性與實驗條件之間的任何關聯……我們的工作是，首先確定石油的某些特性，這些特性表明了該技術在特定領域中的有效性?！?/span>
該小組測試了注入的鹽水是如何分散的，如何影響原油的界面張力，以及其與巖石的靜電相互作用。
“如何準確地表征潤濕性是一個挑戰，”Biswal表示，“通常，我們假設地下儲層巖石處于混合潤濕狀態，其中有些地層是親油的，有些是親水的?！?/span>
“如果可以將油濕地反轉為水濕地，那么油與礦物表面的吸附力就會變小……在注入低鹽度的水時，鹽水能夠取代被困的油。一旦油濕變為水濕，那么油就會從礦物表面釋放出來?！?/span>
研究人員在印第安納州的石灰巖巖芯上測試了兩種鹽水：一種是高鹽度鹽水，一種是鹽度相當于海水四分之一的鹽水。利用這兩種鹽水，研究人員分別針對來自墨西哥灣、東南亞和中東的六種原油以及第七種添加了瀝青質的原油進行了測試。他們發現，與低鹽度樣品不同，高鹽度鹽水明顯抑制了水滴在原油中的乳化效果。
為了更好了解乳液的熱力學性質，萊斯大學研究學家Wenhua Guo照了約100種油水混合物的低溫電子顯微鏡圖像。由于油是不透明的，因此必須將樣品放置在非常薄的容器中，然后利用液氮冷凍，才能保持其穩定成像。
Biswal說，“所有人都是第一次看到水滴出現在原油里面……當原油暴露于低鹽度鹽水中時，水滴會自發地在原油內部產生?！?/span>
注入原油中的低鹽度鹽水會形成納米級液滴，幫助原油從儲層中的巖石中分離出來。在低溫電子顯微鏡圖像中看到的液滴周圍的黑環是瀝青質，Wenhua Guo
高鹽度鹽水與原油混合后，似乎不像低鹽度鹽水那樣發生乳化。這一結果對提高石油采收率具有一定影響，Wenhua Guo
圖像顯示了70-700nm的液滴。Biswal說，雖說表活劑也常用來疏松儲層中的油，但價格昂貴?！拔覀兛梢酝ㄟ^改變鹽的濃度，來改變鹽水成分，最終獲得與表活劑相同的效果。所以從根本上來說，這是一種效果相當、但成本更低的技術?！?/span>
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