The process of studying the hydrophobization of carbonate rock with organic acids includes the preparation of samples and their treatment with compositions of carboxylic and naphthenic acids. To reproduce reservoir conditions, adsorption was carried out at a temperature of 70 °C. During the study, the time of contact of the rock with acids was varied (1, 14 days); the operation of washing with toluene after aging in acids was used. The assessment of the change in the wetting properties was carried out by the static contact angle by two methods: scanning electron microscopy in the "natural environment" mode (ESEM) and sessile drop method on a DSA30S device from Kruss. The correctness of the contact angle measurement was confirmed on standard samples: glass (hydrophilic) and teflon (hydrophobic). A change in the wettability of carbonate plates from hydrophilic to hydrophobic after aging in solutions of palmitic and stearic acids has been achieved. In the case of palmitic acid, the wetting angle increases as the holding time increases. Washing samples with toluene after aging in acid has a hydrophilizing effect - the contact angle is reduced by 30% compared to samples without washing. It is possible that toluene washes away some of the acid molecules that have reacted with the molecules adsorbed on the rock surface and formed a monolayer. The fact of acid adsorption on the rock surface was confirmed by the method of pyrolitic two-dimensional chromatography – mass spectrometry (pyro-GC-GC-MS). An increase in the holding time in palmitic acid leads to an increase in the concentration of palmitate anions detected in the products of rock pyrolysis. After 14 days of exposure, a signal of decay products of aggregates of the palmitic acid molecule was recorded, which makes it possible to assume layer-by-layer adsorption of the acid on the rock surface. The obtained results became the basis for the method development for controlled calcite aging with solutions of carboxylic acids.
Изучение гидрофобизации карбонатной породы органическими кислотами включало подготовку образцов и их обработку композициями карбоновых и нафтеновых кислот. Для воспроизведения пластовых условий процесс адсорбции реализован при температуре 70 °С. В ходе исследования варьировались время контакта породы с кислотами (1, 14 сут), применялась операция промывки толуолом после выдерживания в кислотах. Изменение смачивающих свойств оценены по статическому контактному углу двумя методами: растровой электронной микроскопией в режиме «естественной среды» (ESEM) и «лежачей капли» на приборе DSA30S фирмы Kruss. Правильность измерения контактного угла подтверждена на стандартных образцах стекло (гидрофильный) и тефлон (гидрофобный). Достигнуто изменение типа смачиваемости карбонатных пластин с гидрофильного на гидрофобный после выдерживания в растворах пальмитиновой и стеариновой кислот. В случае пальмитиновой кислоты при возрастании времени выдержки увеличивается угол смачивания. Промывка образцов толуолом после выдерживания в кислоте оказывает гидрофилизующий эффект – контактный угол уменьшается на 30 % по сравнению с образцами без промывки. Возможно, толуол смывает часть молекул кислоты, которые прореагировали с молекулами, адсорбировавшимися на поверхности породы и образовавшими монослой. Методом пиролитической двумерной газовой хроматографии — масс-спектрометрии (пиро-ГХ-ГХ-МС) подтвержден факт адсорбции кислоты на поверхности породы. Увеличение времени выдержки в пальмитиновой кислоте приводит к повышению концентрации пальмитат-анионов, детектируемых в продуктах пиролиза породы. После 14 сут выдержки зарегистрирован сигнал продуктов распада агрегатов молекулы пальмитиновой кислоты, что дает возможность предположить послойную адсорбцию кислоты на поверхности породы. Полученные результаты стали основой для разработки методики контролируемого «старения» кальцита в растворах карбоновых кислот.
