【本站讯】近日，我校石油工程学院侯健团队在微纳尺度多孔介质中表面活性剂流体流动研究方面取得新进展，相关研究论文《聚集和吸附行为对表面活性剂流体在光滑和粗糙表面流动阻力的影响：多体耗散粒子动力学研究》（Effect of aggregation and adsorption behavior on the flow resistance of surfactant fluid on smooth and rough surface: A many-body dissipative particle dynamics study）在化学领域权威期刊Langmuir在线发表，并被评选为封面文章。石油工程学院博士后周鹏为第一作者，侯健教授为通讯作者，中国石油大学（华东）为第一署名单位，该研究得到国家杰出青年科学基金等项目资助。

随着中高渗油藏可采储量的减少，低渗透油藏的开发越来越受到重视。表面活性剂驱被证实是一种极有潜力的提高低渗油田采收率技术。表面活性剂界面吸附可以极大改变岩石表面的亲疏水性和表面电荷密度，从而影响其界面性质（如润湿、分散/絮凝、浮选、增溶、去污等）。了解表面活性剂在矿物表面的吸附对多孔介质润湿性调节和流体流动阻力的影响对低渗透油藏开发具有重要意义。低渗油藏的孔隙达到了微米乃至纳米尺度，对表面活性剂吸附层结构和微观流动性进行直接实验观察较为困难，尽管通过实验技术可以表征表面活性剂和原油分子的吸附层结构，但无法实时观察微孔隙表面流体中的胶束与吸附层表面活性剂分子的相互作用。常规分子动力学研究方法因为时间尺度和空间尺度的限制，很难同时模拟表面活性剂的聚集和吸附现象。

针对以上技术难题，侯健团队建立了表面活性剂和岩石表面的粗粒化模型，通过多体耗散粒子动力学（MDPD）模拟方法，成功模拟了流体中表面活性剂的聚集和吸附行为，可以建立理想的分子模型来单纯地考察不同吸附形态和聚集形态对微纳孔隙中流体流动阻力的影响，从而为进一步揭示孔隙中表面活性剂润湿改性和降压增注提高采收率的微观驱油机理提供了基础。模拟结果表明，在流动剪切作用下，DTAB通过自组装形成与流动方向平行的连续线状胶束，改变流体流线，减小流体分子垂直于流动方向的扰动，从而起到降低微孔道流动阻力的效果。在粗糙表面上，阳离子表面活性剂对通道壁具有较强的吸附性能，减少了流体边界的粗糙度，改善了边界的滑移性质，表现出减阻效果。SDS由于吸附能力较弱，较多的表面活性剂分子聚集在液相中的胶束内，一方面增加了流体的粘度，另一方面其形成的松散吸附层增强了流体边界处与体相中胶束的摩擦，增大了流体阻力。这项研究揭示了表面活性剂对微纳孔隙流体流动阻力影响的微观机理。

审稿专家对该研究工作给予高度评价，认为该研究建立的方法创新性和挑战性强，研究思路清晰，丰富和发展了表面活性剂流体的基础理论和方法，对于低渗油藏的高效开发具有重要意义。

Langmuir期刊是美国化学会历史悠久的经典期刊，主要刊发表面化学和胶体化学方面的原创性高水平研究成果，旨在探索界面主导的新材料、新概念、新设计、新功能来解决基础物理化学问题，所刊发文章覆盖化学、物理学、生命科学、材料科学及多学科交叉等领域。

侯健团队长期从事油气渗流力学及提高采收率技术方向的研究，在孔喉微观尺度渗流实验与模拟、化学驱渗流理论与应用、稠油热采开发理论等方面取得了一系列创新成果，近5年在Journal of Colloid and Interface Science、Chemical Engineering Science、Computers and Chemical Engineering、Industrial & Engineering Chemistry Research、Energy & Fuels、Journal of Hydrology、SPE Journal、Transport in Porous Media、Journal of Petroleum Science and Engineering等国际SCI期刊发表研究论文36篇，在油气渗流力学及提高采收率技术相关方面申请国家发明专利28项，已授权17项。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.8b04278