含氧官能团修饰的石墨表面润湿性及其对气水分布的影响

作     者：熊健 唐俊方 周雪 刘向君 梁利喜 Xiong Jian;Tang Junfang;Zhou Xue;Liu Xiangjun;Liang Lixi

作者机构：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 

出 版 物：《地质科技通报》 (Bulletin of Geological Science and Technology)

年 卷 期：2023年第42卷第3期

页      面：93-101页

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41772151,41872167) 西南石油大学青年科技创新团队(2018CXTD13)。 

主　　题：甲烷 有机质 含氧官能团 润湿性 气水分布 石墨 

摘      要：润湿性是储层岩石表面重要的物理性质之一,是影响毛细管力、相对渗透率、束缚水饱和度以及流体微观分布的关键因素。基于分子模拟方法,研究了含氧官能团修饰的石墨表面(有机质表面)润湿行为及甲烷-水体系在有机质狭缝孔中的分布特征。结果表明:随着含氧官能团的增多,水分子与有机质表面间相互作用能减小,有机质表面润湿接触角增大;随着温度的升高,有机质表面与水分子间的相互作用能增大,润湿接触角减小;在对称C/O比的石墨狭缝孔模型中,水分子对称分布在含氧官能团化的石墨壁面附近区域,且随着C/O比的减小,水分子的相对浓度增大、扩散系数减小,而甲烷分子则聚集分布在孔中心区域;在不对称C/O比的石墨狭缝孔模型中,水分子不对称分布在含氧官能团化的石墨壁面附近区域,而甲烷分子仍聚集分布在孔中心区域,其中C/O比低的一侧,壁面亲水性强,水分子的相对浓度高,而C/O比高的一侧,壁面疏水性强,水分子的相对浓度低。研究结果对于页岩储层特征影响研究有重要的意义。