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作用，促進油膜剝離。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納米顆粒的表面潤濕性，既而難以精確評價單個納米顆粒的表面性能對納米流體整體驅(qū)油性能的影響規(guī)律，從而無法揭示單個納米顆粒對油、水、巖石所組成多相界面的微觀調(diào)控機理。因此，亟需提出一種基于納米力學的活性顆粒表面潤濕性測量方法，實現(xiàn)對單個納米顆粒潤濕性的測量，為研究納米顆粒對油水界面的調(diào)控提供依據(jù)。

一種基于納米力學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)生擾動停止移動球形探針，此時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，當活性顆粒部分浸入油相時，記錄球形探針的下降高度并停止移動球形探針，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，當活性顆粒完全脫離油水界面且活性顆粒整體處于水相時，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，確定油相對活性顆粒的粘附力；

步驟6，對作用力變化曲線進行積分，確定活性顆粒脫離油水界面時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行納米力學測試，實現(xiàn)了對單個活性SiO2顆粒潤濕性的準確測量，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。