原位可视化研究受水饱和度影响的微乳液相行为及转变机制

《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》：In situ visualization of microemulsion phase behavior and transition mechanisms influenced by water saturation

　　

Ibrahim Issaka Ramatou|李一强|宋涛|Ousseini Seidina Ousseini|Aurora Pérez-Gramatges|刘哲宇

摘要

通常通过静态管实验（固定油水比例）来评估微乳液的相行为，但这无法充分了解其在多孔介质中的原位演变过程。本研究利用微流控可视化技术和岩心注水实验，探讨了表面活性剂配方、界面性质以及水饱和度对微乳液相行为的影响。实验结果表明，相行为明显依赖于水饱和度：在水饱和度较低时，分散液滴的密度较高，液滴间的相互作用频繁，导致内部相聚集，同时整体结构仍保持稳定，并促使形成Winsor III型微乳液；随着水饱和度的增加，微乳液的形态发生显著变化，形成较大的不规则水相区域，表明其结构变得不稳定，相行为转变为Winsor II型（W/O）体系。这些相变表明，过高的内部水饱和度会促进液滴生长，形成难以通过孔隙的较大液滴，从而导致孔隙堵塞，阻碍微乳液的传输，减少微乳液与原油的接触，进而降低采油效率。岩心注水实验表明，低水饱和度有利于微乳液的稳定分散和高效传输，从而降低注入压力、流动阻力，使采油效率提高超过14%。这些发现对于理解初始水饱和度如何控制微乳液在具有复杂孔隙结构储层中的原位相演变、孔隙尺度传输行为以及采油效率具有重要意义。