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油气地质与采收率2024年第03期:分子动力学模拟表面活性剂驱油的研究进展与展望

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘峰;韩春硕;郁林军;张益;刘彦成;高晓泉;杨凯;

单位:西安石油大学石油工程学院;中国石油长庆油田分公司第十二采油厂;中联煤层气有限责任公司生产支持中心;

摘要:表面活性剂在油田三次采油中具有广泛应用,从微观上对表面活性剂驱油的作用机理进行研究具有重要意义。近年来,分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟已成为油气田开发研究的一种重要方法。运用MD模拟方法对表面活性剂进行研究已成为热点。通过MD模拟计算系统中所有运动粒子的牛顿方程数值解,分析原子位置随时间变化的规律。利用MD模拟研究表面活性剂分子的微观行为,从而探究表面活性剂分子的性能和微观驱油机理,MD模拟界面处表面活性剂的运动及聚集状态,分析界面处表面活性剂分子对界面体系的影响,对表面活性剂的现场应用具有一定的指导意义。为此,基于MD模拟的原理概述,首先对MD模拟中的力场、边界条件、系综类型和数值算法进行了总结;其次重点阐释了MD模拟表面活性剂驱油的微观机理,包括降低油水界面张力,改变表面润湿性,增加界面电荷及乳化作用等;介绍了MD模拟在表面活性剂驱油的应用实例;最后提出了MD模拟在表面活性剂驱油的发展方向,包括与生产相近的驱油环境、新型表面活性剂的设计、理论与实验的关系、分子力场和势能模型的优选、复合与多功能一体化表面活性剂的研发等。

关键词:表面活性剂;;分子动力学;;驱油机理;;提高采收率;;微观

基金资助:国家自然科学基金项目“基于分子模拟的页岩气吸附微观机理研究”(51804253);“致密油储层人工裂缝网络形成机制及其流体多场耦合渗流理论研究”(52074226);; 陕西省科技厅一般项目-工业领域“高含水油藏CO2驱开发过程中的渗流及碳埋存规律研究与应用”(2023-YBGY-316);; 油气藏地质及开发工程全国重点实验室项目“压裂液在页岩气储层中渗吸与滞留的控制机理研究”(PLN2023-20);; 西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划“基于分子动力学的表面活性剂驱油影响机理及因素研