Представьте, что у вас в руках губка.
Вы капнули на нее воду — и она моментально впиталась. Теперь попробуйте капнуть масло — оно останется каплей и почти не проникнет внутрь.
Вот это и есть разница в смачиваемости.
В нефтяной геологии губкой является пласт-коллектор — горная порода с множеством микроскопических пор. А жидкость — это нефть, вода или газ. От того, кто "дружит" с породой сильнее, зависит, кто займёт лучшие места в этих порах.
Что такое смачиваемость
Смачиваемость — это свойство поверхности удерживать или отталкивать жидкость.
Учёные оценивают её с помощью краевого угла: это угол между поверхностью капли и твёрдой поверхностью.
- Если угол маленький (почти ноль) — жидкость растекается, поверхность гидрофильная (любит воду).
- Если угол большой (более 90°) — жидкость собирается в шарик, поверхность гидрофобная (не любит воду).
Как это влияет на добычу
В гидрофильных коллекторах вода охотно проникает даже в самые мелкие поры, вытесняя нефть.
В гидрофобных — наоборот: вода идет только по крупным каналам, а нефть остается в мелких порах и ее сложнее добыть.
Представьте два стакана с губками:
- В первом губка любит воду — если пролить воду, она вытеснит масло из всех закоулков.
- Во втором губка любит масло — вода пройдёт мимо, а масло останется внутри.
Для нефтяника первый вариант — лучше: нефть выйдет почти полностью.
Почему смачиваемость меняется
Смачиваемость зависит от химического состава поверхности.
Например, в нефти есть полярные соединения — смолы, асфальтены, кислоты. Они могут осаждаться на стенках пор, меняя их «симпатии»:
- была гидрофильная порода — стала олеофильной (гидрофобной);
- или наоборот.
А ещё изменение смачиваемости могут вызывать закачиваемые в пласт жидкости — вода, газ, ПАВ.
Как это измеряют
Чтобы понять, кого любит порода, берут образец — керн.
На него кладут каплю жидкости и измеряют угол между каплей и поверхностью. Это и есть краевой угол смачивания.
Есть и более сложные методы — с висячими каплями, наклонными пластинами или с измерением капиллярного давления. Но принцип везде один: смотрим, как жидкость ведет себя на поверхности.
Почему это важно
Если мы знаем смачиваемость пласта, мы можем:
- подобрать оптимальную стратегию разработки;
- решить, какие химреагенты использовать;
- понять, стоит ли менять свойства поверхности, чтобы нефть отдавалась лучше.
Иногда инженеры специально меняют смачиваемость — добавляют ПАВ, чтобы порода стала более гидрофильной. Это помогает выдавить из неё больше нефти.
💡 Интересный факт
В одном из месторождений на Ближнем Востоке удалось увеличить добычу на 15%, просто изменив смачиваемость породы закачкой специального раствора. Миллионы баррелей нефти — без бурения ни одной новой скважины!