油藏润湿性是影响原油采收率的重要因素,通过表面活性剂改变油藏润湿性是目前油田调控润湿性的主要手段之一。然而,由于表面活性剂改变油藏润湿的过程涉及液/液、固/液等复杂的界面作用,导致针对性地开展润湿调控具有一定的盲目性,因此,亟需开展表面活性剂调控润湿性的基础研究工作。鉴于此,本文采用分子模拟方法,系统研究了油藏润湿性形成及其调控的微观作用机理,探讨了润湿性调控提高原油采收率的作用机制。在油藏形成之初,岩石表面具有亲水性,表面覆盖一层水膜。随着油气的产生和运移,逐渐取代水膜而在岩石表面发生吸附,使岩石向亲油性转变。模拟结果表明,油藏润湿性形成存在两步过程。首先,原油极性组分优先渗透水膜在岩石表面发生吸附,实现油藏岩石由亲水性向亲油性初步转变。其次,优先吸附的极性分子促进原油中其余非极性组分进一步在表面吸附,实现亲油性油藏的形成。表面活性剂可以有效调控油藏表面润湿性,使其由亲油性向亲水性转变。研究结果表明,油藏润湿性调控主要存在以下两种方式:(1)表面活性剂通过其尾链与亲油砂岩表面产生强疏水作用,使其在岩石表面形成的自组装单层膜,并将其亲水头基暴露于岩石表面,从而实现润湿反转;(2)表面活性剂通过降低油膜与岩石表面的粘附功,将原油从岩石表面剥离,使岩石露出原本亲水的表面,从而实现润湿反转。润湿性调控能够有效的提高原油采收率。研究结果表明,随着油藏岩石表面亲水能力的增强,水分子与岩石表面的作用强度增加,其在岩石表面形成一层稳定的水膜。这种紧密的束缚界面水提供了一个物理和能量上的屏障,阻碍了油滴在岩石表面铺展,使油滴逐渐从岩石表面剥离。因此,亲水性岩石表面有利于原油的剥离和驱替。