納米流體驅(qū)油作為低滲/特低滲油藏提高采收率的重要方法之一，利用具有小尺寸、高表面活性等特性的納米顆粒吸附到油水界面上，降低界面張力，改變油水兩相間力學(xué)作用，促進(jìn)油膜剝離。接觸角是表征納米顆粒表面潤濕性的重要參數(shù)，在一定程度上決定了納米顆粒調(diào)控界面力學(xué)作用的能力。

目前，常規(guī)測量方法只能測量納米流體液滴整體在固體表面的接觸角，無法測量納米流體中單個(gè)納米顆粒的表面潤濕性，既而難以精確評(píng)價(jià)單個(gè)納米顆粒的表面性能對(duì)納米流體整體驅(qū)油性能的影響規(guī)律，從而無法揭示單個(gè)納米顆粒對(duì)油、水、巖石所組成多相界面的微觀調(diào)控機(jī)理。因此，亟需提出一種基于納米力學(xué)的活性顆粒表面潤濕性測量方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)納米顆粒潤濕性的測量，為研究納米顆粒對(duì)油水界面的調(diào)控提供依據(jù)。

一種基于納米力學(xué)的活性顆粒表面潤濕性測量方法，具體包括以下步驟：

步驟1，選取活性顆粒，利用膠黏劑將活性顆粒粘合到原子力顯微鏡的Tipless探針懸臂上，制得球形探針，利用掃描電子顯微鏡觀察，獲取球形探針的半徑；

步驟2，選取原油樣品作為油相，將原油樣品滴在原子力顯微鏡的石英基底上形成油相界面后，利用液體探針夾固定球形探針，選取預(yù)先配制的模擬地層水作為水相，將模擬地層水注入原子力顯微鏡的O型圈所圍成的密閉區(qū)域內(nèi)形成水相界面，利用球形探針控制O型圈覆蓋在油相界面上，形成油水界面；

步驟3，利用原子力顯微鏡觀察確定油水界面位置后，控制球形探針下降，配合觀察油水界面，直至油水界面發(fā)生擾動(dòng)停止移動(dòng)球形探針，此時(shí)活性顆粒整體仍處于水相中且活性顆粒的底部剛剛觸碰到油水界面，得到第一界面體系，將球形探針靜置于第一界面體系中，待第一界面體系穩(wěn)定；

步驟4，控制球形探針繼續(xù)下降，當(dāng)活性顆粒部分浸入油相時(shí)，記錄球形探針的下降高度并停止移動(dòng)球形探針，得到第二界面體系，將球形探針靜置于第二界面體系中，待第二界面體系穩(wěn)定；

步驟5，控制球形探針上升，當(dāng)活性顆粒完全脫離油水界面且活性顆粒整體處于水相時(shí)，得到第三界面體系，記錄上升過程球形探針的受力情況得到作用力變化曲線，確定油相對(duì)活性顆粒的粘附力；

步驟6，對(duì)作用力變化曲線進(jìn)行積分，確定活性顆粒脫離油水界面時(shí)克服油相粘附力所做的粘附功，得到第三界面體系與第二界面體系之間的能量差；

步驟7，利用界面張力儀測量油相與水相之間的界面張力，基于Young方程，結(jié)合球形探針的半徑以及球形探針的下降高度，計(jì)算得到油-水-活性顆粒體系的接觸角，確定活性顆粒的表面潤濕性。

綜上可得，采用本方法利用原子力顯微鏡進(jìn)行納米力學(xué)測試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)單個(gè)活性SiO2顆粒潤濕性的準(zhǔn)確測量，解決了活性顆粒潤濕性受納米流體性能影響難以精確表征的問題，為研究納米顆粒的改性效果提供了技術(shù)支持。