加拿大卡爾加里大學的地質(zhì)學家開發(fā)出一種測量極小尺度下水和其它液體以及非常規(guī)油藏中巖石相互作用的新技術。他們利用微量注射系統(tǒng)和實時成像技術，第一次在微尺度水平上精確測量液體-巖石間被稱為“潤濕性”的相互作用。這一研究提高了對潤濕性在油藏中如何變化的理解，有助于優(yōu)化碳氫化合物的采收過程，并能帶來提取非常規(guī)油氣的新方法。相關研究成果《低滲透性油藏的微潤濕性實驗的實時成像》（Live Imaging of Micro-Wettability Experiments Performed for Low-Permeability Oil Reservoirs）發(fā)表在《自然?科學報告》雜志上。
   
    正確理解潤濕性是優(yōu)化采收石油和天然氣包括非常規(guī)油氣或“稠密”油藏的關鍵，因為巖石的低滲透性減少了石油和天然氣流動的路徑。最新成像技術的發(fā)展能夠將巖石空隙結構和稠密油藏的組成放在亞微米尺度上進行分析。獲得的相關信息用于孔喉尺度模型，可預測重要的油藏特性如滲透性（巖石通過孔和縫隙傳輸液體的能力）。

    目前，各公司仍然在相對宏觀的尺度上（毫米量級）將水滴、油滴或其它液滴置于巖芯的表面來測量潤濕性，但這種宏觀測量方法無法準確反映微觀尺度上潤濕性隨巖石組分變化而變化的情況，在結合孔喉模型預測巖石中的多相流時會帶來誤導的結果。

    該研究團隊在微觀尺度上用三種方法來測量來自薩斯喀徹溫省生產(chǎn)稠油的油藏中巖芯樣本的潤濕性。第一種方法通過冷卻和加熱過程對蒸餾水的微液滴在巖石樣本中凝結和蒸發(fā)進行成像。第二種方法讓巖石樣本吸入水或油，低溫凍結后，然后再進行X光成像。第三種也是最具創(chuàng)新性的方法是在巖石樣本的精確位置微注射納升量級的水，控制液體流經(jīng)微細管??一個比針頭還要細的通道。
   
    研究人員利用卡爾加里大學的一個環(huán)境場發(fā)射掃描電子顯微鏡（E-FESEM）捕捉使用這三種方法獲得的實時視頻圖像。這種實時成像技術能夠讓研究人員確定精確的點來測量液體和巖石表面的接觸角度。成像還能讓研究人員測量巖石吸入液體的速度，這對利用水力壓裂法提高非常規(guī)油氣的采收率是非常重要的，因為它可以評估注入液體對油藏特性變化的影響。

    研究團隊的下一步工作是設計能夠改變油藏巖石微潤濕性的包含納米顆粒或聚合物的液體。這將允許研究人員采用適合巖石類型的液體控制潤濕性來提高稠密油氣的采收率。