نفوذ مولکولی یا نفوذ فازی در مخازن نفتی به میزان جابه‌جایی سیالات مختلف در ساختار میکروپوروسیتهای سنگ مخزن اشاره دارد. در واقع، نفوذ مولکولی نشان می‌دهد که چقدر سیالات مختلف (نفت، گاز، آب و ...) قادر به جابه‌جایی در داخل سنگ مخزن هستند و چقدر از حجم سنگ مخزن در اختیار آنها قرار می‌گیرد.
مکانیزم نفوذ مولکولی در سنگ‌های مخزنی معمولاً به واسطه تاثیر نیروهای سطحی بین مولکول‌های سیال و سطح داخلی میکروپوروسیتها رخ می‌دهد. این نیروهای سطحی شامل نیروهای کششی (adhesive forces) و نیروهای چسبندگی (cohesive forces) است. نیروهای کششی مولکول‌های سیال باعث انتشار آنها در ساختار میکروپوروسیتها می‌شوند، در حالی که نیروهای چسبندگی باعث اتصال و جاودانه شدن سیال در ساختار سنگ می‌شوند.
عوامل مختلفی بر نفوذ مولکولی در مخازن نفتی تأثیر می‌گذارند. به عنوان مثال:
1. خواص سنگ مخزن: خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ مخزن مانند اندازه دانه‌ها، تراوایی، نفوذپذیری، نمودار نفوذپذیری و خواص سطحی سنگ می‌تواند بر نفوذ مولکولی تأثیرگذار باشد. سنگ‌های با دانه‌های ریزتر و ساختار پوروسیته پیچیده معمولاً نفوذ مولکولی بیشتری دارند.
2. خواص سیال مخزنی: ویسکوزیته، تراوایی و سایر خواص سیال مخزنی نیز می‌تواند بر نفوذ مولکولی تأثیرگذار باشد. سیالات با ویسکوزیته پایین و تراوایی بالا معمولاً بهتر و سریعتر در ساختار سنگ مخزن جابه‌جا می‌شوند.
3. فشار موجود در مخزن: فشار موجود در مخزن نیز بر نفوذ مولکولی تأثیر می‌گذارد. فشار بالا می‌تواند سبب افزایش نفوذ مولکولی شود.
4. دما: دما نیز می‌تواند بر نفوذ مولکولی تأثیرگذار باشد. در برخی موارد، افزایش دما می‌تواند به افزایش نفوذ مولکولی منجرشود.
نفوذ مولکولی در مخازن نفتی به عنوان یک پارامتر مهم در مدل‌سازی و شبیه‌سازی رفتار مخازن مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به نفوذ مولکولی، می‌توان عملکرد سیستم خط لوله‌ها، تزریق سیالات به مخزن، تزریق مواد شیمیایی و سایر فرآیندهای مربوط به بهره‌برداری از مخازن را تحلیل کرد و بهینه‌سازی کرد.
برای تعیین نفوذ مولکولی، روش‌های مختلفی وجود دارد که می‌توان از آنها استفاده کرد. به عنوان مثال:
1. آزمون‌های آزمایشگاهی: با استفاده از آزمون‌های آزمایشگاهی مانند آزمون نفوذپذیری سیال، آزمون تخلخل و آزمون هیدروفوبی، می‌توان نفوذ مولکولی سیالات مختلف در سنگ مخزن را مورد ارزیابی قرار داد.
2. مدل‌سازی میکروسکوپی: با استفاده از مدل‌های میکروسکوپی و شبیه‌سازی مولکولی، می‌توان نفوذ مولکولی را در ساختار میکروپوروسیتها و سطح داخلی سنگ مخزن مورد مطالعه قرار داد. این روش‌ها معمولاً بر اساس تئوری‌های مکانیک آماری و دینامیک مولکولی استوار هستند.
3. مدل‌سازی ماکروسکوپی: با استفاده از مدل‌های ماکروسکوپی و شبیه‌سازی جریان سیالات در سنگ مخزن، می‌توان نفوذ مولکولی را به صورت کلی‌تر در نظر گرفت. این روش‌ها معمولاً بر اساس معادلات ناویر-استوکس و معادلات حاکم بر جریان سیال در محیط متخلخل استوار هستند.
هر یک از این روش‌ها دارای مزایا و محدودیت‌های خود هستند و انتخاب روش مناسب بستگی به شرایط مخزن، داده‌های موجود و هدف مطالعه دارد.
