石油和天然气行业由许多不同的复杂过程组成，包括钻井、提高石油采收率，管道运输和炼油厂加工等。
原油开采中，与表面相互作用过程有关的挑战以及优化主要有两个：第一个是提高原油采收率，另一个是新的方法来处理和防止管道结垢。
众所周知，这个星球上仅有限量的石油可供使用，这使得研究从现有油田中尽可能多地提取原油并提高生产工艺的手段非常必要。一种方法是优化回收过程，从油藏中获得更多的油。 这可以通过提高了解油藏中矿物原油释放过程来促进。另一种增加油量的方法是通过从水和其他物质中有效分离原油。
另一个挑战是发生在石油生产不同阶段的结垢，这会导致传输效率降低，消耗过多能源和增加成本。引起这方面问题主要因素是沥青质，它倾向于在石油生产的每个阶段的界面上吸附。沥青质会在各种加工条件下聚集和沉积，这种高趋势的沉积是让人头痛的，因为它可能导致沉淀物堆积和堵塞，例如热交换器堆积和管道堵塞。
提高石油采收率
在采油阶段，可以使用如表面活性剂或二氧化碳驱油等不同的优化采收方法提高采收率。 在将表面活性剂或二氧化碳注入油藏之后，它们与油藏接触并与其相互作用，从而改变原油平衡条件和流体性质。 这可能导致重有机固体主要是沥青质的沉降和积淀。 这些现象导致储层岩石的润湿性改变和渗透率降低，从而导致采收率下降。
原油和驱油剂之间的界面张力是一个重要的参数。界面张力值越低，驱油剂对原油的溶解度越好。二氧化碳和原油之间的界面张力已被深入研究，这是因为二氧化碳是最有前途的驱油剂之一。
二氧化碳与原油之间的界面张力VS压力的函数关系图表。使用Attansion Theta高压模块测试得到。
应用文摘：使用二氧化碳提高原油采收率
QSense QCM-D可以在分子层面上模拟表面活性剂吸附来实时优化采油过程。 在实验中使用聚合物进行模拟吸附，这种在纳米级别上重现提高原油采收率，也是可以实现的。
沥青质在固体表面的吸附
除了可以稳定油水界面外，沥青质还可以吸附在石油回收和转移过程不同阶段的固体表面上。为了理解沥青质沉积的机理，需要对沥青质 - 固体相互作用有基本的了解。QSense QCM-D可用于表征不同溶剂条件下各种表面上的沥青质吸附和结垢。
沥青质的沉降和积淀会导致储层岩石的润湿性改变和渗透率降低，从而导致采收率下降。通过接触角测量可以研究原油、流体和岩石之间的润湿性和界面张力关系。接触角测量也可以在模拟油藏条件的高压和高温下进行。
