现在有证据表明油和水确实能混合在一起。是不是有点颠覆常识？

莱斯大学布朗工程学院的科学家们发现，当显微镜才能看到的盐水滴成分合适时，它们就能使原油乳化。而了解它们如何结合对提高石油采收率很重要。

莱斯大学化学和生物工程师Sibani Lisa Biswal和她的同事花了很大的力气来描述对石油开采最重要的三种元素:岩石、水和原油本身。

她们证实，当含盐量适当的水与石油、岩石、碳酸盐岩或砂岩地层仔细匹配时，油井的产量会更高。如果低盐度的盐水能够在特定的原油中形成乳状水滴，那么盐水似乎也会改变岩石的润湿性。润湿性决定了岩石释放石油的容易程度。

该团队的研究成果发表在公开获取的自然杂志《科学报告》上。

该研究的共同作者Jin Song说，海水影响的最初迹象来自北海的水井。他说:“石油公司发现，当他们注入盐度相对较低的海水时，石油采收率出奇的好。”

他说，即使有了这样的认识，研究也很有限。“通常在石油和天然气行业，当他们研究低盐度的水时，他们倾向于关注盐水的影响，而忽略了石油的影响，”今年在莱斯大学获得博士学位、现为壳牌(Shell)研究员的Jin Song说。

“因此，人们一直未能找到一个良好的指标，也没有找到低盐度水的有效性与实验条件之间的任何相关性。”他说，“我们的工作是第一次确定石油的一些性质，表明这种技术在特定领域的有效性。

该团队测试了注入盐水是如何分散的，以及它如何影响油的界面张力和静电与岩石的相互作用。

“如何准确地描述润湿性是一个挑战。”Biswal说。“通常，我们假设地下储集岩处于混合湿润状态，即油湿区和水湿区。

 “如果你能把亲油的地方变成亲水的地方，那么将石油保持在矿物表面的驱动力就会减少。”她说，“在低盐度注水中，盐水能够取代被困住的原油。当你从亲油变成亲水时，油就会从矿物表面释放出来。”

研究人员在印第安纳州的石灰岩岩心上测试了两种盐水，一种盐度高，另一种盐度只有海水的四分之一，与来自墨西哥湾、东南亚和中东的六种原油以及添加了沥青质的第七种原油进行了对比。他们发现，与低盐度的样品不同，高盐度的盐水明显抑制了水滴在原油中的乳化作用。

为了更好地了解这种乳状液的热力学性质，水稻研究科学家Wenhua Guo对大约100种油和水的混合物进行了低温电子显微镜成像。因为石油是不透明的，样本必须放在非常薄的容器中，然后用液氮冷冻以保持成像的稳定性。

 “这是第一次有人在原油中看到这些水滴。”Biswal说，“当你把原油暴露在低盐度的盐水中时，它们会自发地在原油内部生成。”

图像显示液滴的大小从70到700多纳米不等。Biswal说，化学表面活性剂，也就是肥皂，也能很好地使油层松散，但价格昂贵得令人望而却步。她说:“你可以通过改变盐的浓度来改变盐水的成分，从而达到和加入洗涤剂一样的效果。”“所以这基本上是一种低成本的技术，试图达到与洗涤剂相同的目标。” 

原文来源：https://phys.org/news/2020-03-smart-aid-oil-recovery.html