通过他们目前的方法，能源公司可以提取每口井约35%的石油。每增加1%，加上数千口井，就可能为公司和消费者提供数十亿美元的额外收入。
额外的石油可以通过强制水(通常是廉价的海水)从井中推出 - 但科学家在实验室进行的实验发现，水中的钠会阻碍其将油推出的能力，而其他微量元素则有所帮助。科学家首先在实验室中使用与井中相同的方解石，对钙，镁，硫酸盐和其他添加剂或“润湿性改性剂”的各种组合进行试验。目标是确定从岩石中回收最多石油的原因。
范德比尔特大学物理学家Sokrates Pantelides和物理学博士后刘健在原子尺度上开发了详细的量子力学模拟，准确预测了水中各种添加剂组合的结果。
他们发现钙，镁和硫酸盐离方解石表面更远，通过改变表面的有效电荷使其更加水润湿，从而提高采收率。他们的预测得到了他们在阿布扎比哈利法大学的合作者进行的实验的支持：化学工程副教授和气体研究中心主任Saeed Alhassan及其研究助理Omar Wani。
“现在，实验室的科学家将有一个程序，他们可以通过这个程序对实验做出明智的决定，而不仅仅是尝试不同的事情，”Pantelides说，大学物理与工程杰出教授William A.和Nancy F. McMinn物理学教授，和电气工程教授。“这些发现也为未来的工作奠定了基础，可以优化候选离子的选择。”
该团队的论文“由方解石上的Na +，Cl-，Ca2 +，Mg2 +和SO42-离子的近端吸附引起的润湿性改变和提高的油回收”，今天发表在Physical Review Applied杂志上。它建立在Pantelides今年早些时候发布的润湿性研究基础之上。
他在阿布扎比的联合调查员表示，这项工作将对石油工业产生重大影响。
“我们很高兴能够在强化采油领域结合分子模拟和实验，以便对控制该过程的主要现象做出更具体的结论，”Alhassan说。“这项工作展示了材料科学的经典方法，并在石油和天然气行业实施：建模和实验相结合，为潜在问题提供理解和解决方案。”
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