潤濕性

物質表層的分子狀態和它內部分子狀態不同，表面層分子的能量要比它內部分子的能量高。當固體物質與液體物質接觸時，一旦形成界面，就會發生降低表面能的吸附現象，液體物質將在固體物質表面鋪展開來。這種液體在固體表面鋪開的現象稱為潤濕，液體在固體表面鋪開的能力即稱為液體對固體的潤濕性 ^[2]  。

在實踐中，通常用接觸角來度量固體表面的潤濕性強弱（固體表面的親水或疏水程度）。當氣泡在固體表面附着（或水滴附着於固體表面）時，一般認為其接觸處是三相接觸，並將這條接觸線稱為“三相潤濕周邊”。在接觸過程中，潤濕周邊是可以移動的，或者變大，或者縮小。當變化停止時，表明該周邊三相界面的自由能（以界面張力表示）已達到平衡，在此條件下，在潤濕周邊上任意一點處，液-氣界面的切線與固—液界面切線之間的夾角稱為平衡接觸角，簡稱接觸角，見圖1，用θ表示 ^[3]  。

當固-液-氣三相界面張力平衡時，潤濕的基本方程如下，亦稱潤濕方程。

式中：cosθ—為界面接觸角；

σ_s-g—為固—氣接觸面；

σ_s-l—為固—液接觸面；

σ_l-g—為液—氣接觸面；

該公式表明平衡接觸角θ是三相界面自由能(表面張力)的函數，它不僅與固體表面性質有關，也與氣-液界面的性質有關。cos θ稱為固體表面的“潤濕性”，通過測定接觸角，可以對固體的潤濕性和可浮性作出大致的評價。接觸角最小為0°，最大為180°。接觸角越小，則固體的潤濕性越好。

θ=0，液體完全潤濕固體表面，液體在固體表面鋪展；

0<θ<90°，液體可潤濕固體，且θ越小，潤濕性越好；

90°<θ<180°，液體不能潤濕固體；

θ=180°，完全不潤濕，液體在固體表面凝聚成小球。

固體表面的潤濕性主要由界面層原子或原子團的性質決定，因此，對於固體而言，其潤濕性將隨固-液兩相組成與性質不同而有很大變化，而對於施加表面改性劑之後的固體，其潤濕性將與固體基材性質無關，主要取決於改性劑和液相的性質 ^[4]  。

岩石流體中的潤濕情況受界面張力影響。改變岩石或者其中流體的類型將改變界面張力，因此也改變了系統的潤濕性。添加化學藥劑，例如表面活性劑、聚合物、防腐劑、除垢劑等，也會改變其潤濕性。