Experimental Investigation of Shale Wettability and Its Alteration Mechanisms in Supercritical CO<sub>2</sub>–Brine–Oil Systems: Implications for CO<sub>2</sub> Storage and Enhanced Oil Recovery
Notice bibliographique
Résumé
Abstract CO2 is highly effective at enhancing shale oil recovery while facilitating geological sequestration. The interaction between supercritical CO2 (ScCO2) and shale significantly alters the wettability, a key factor influencing both the oil recovery efficiency and the CO2 storage capacity. A novel investigation was carried out to explore the dynamic characteristics of the CO2–brine–oil–shale multiphase system and the mechanisms underlying wettability alteration using samples from the Yanchang shale formation in China. The wettability of shale samples was characterized by high-temperature and high-pressure contact angle tests, while quantitative analysis of the mineral composition was conducted through ScCO2-shale reaction experiments combined with XRD. FTIR and zeta potential tests determined the types and amounts of surface charged groups, and 3D surface morphology scanning reflected structural changes. Results showed that ScCO2 injection significantly weakened the water-wetness of shale. Temperature and pressure were key external factors: increasing temperature shifted the wettability from water-wet toward neutral-wet, while higher pressure drove it closer to oil-wet. After ScCO2 treatment, significant alterations in the physicochemical properties of shale were observed, which fundamentally influenced its wettability. The content of clay minerals, encompassing both hydrophilic and hydrophobic phases, was reduced, whereas the proportion of hydrophilic quartz increased. The decrease in hydrophilic hydroxyl groups (OH), increase in oleophilic oxygen-containing groups (C–O–C), and reduction in the zeta potential collectively altered the multiphase interfacial forces, thereby impacting the spreading behavior of liquids on shale surfaces. ScCO2 also increased shale surface roughness at the nanoscale, which can alter fluid distribution by providing additional adsorption sites and modifying the spreading behavior of fluids. These findings provide theoretical support for artificial wettability regulation, aiding shale oil recovery and CO2 storage.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».