CO2驱沥青质沉积的分子动力学模拟:MS平台上的新尝试

CO2能显著降低原油的黏度和界面张力,并可通过溶胀作用进一步提高原油采收率,因此,被认为是提高低渗透油藏原油采收率最有效的方法之一。然而,注气提高采收率的采用有可能引起沥青质沉积,从而严重地影响生产。国外生产实践表明,在注气驱油过程中,气体的注入极易引发原油中沥青质胶质和石蜡等重有机物的沉积。因此,本文通过MS软件进行分子动力学模拟,分析沥青质沉积对CO2驱油的效果。



1. 建立基础模型

通过MS的建模功能,构建出,树脂,沥青质和烷烃等模型,沥青质-Fe模型,以及在体系内填充CO2后的模型。

基于MS进行CO2驱沥青质沉积分子动力学模拟的图1

基于MS进行CO2驱沥青质沉积分子动力学模拟的图2

基于MS进行CO2驱沥青质沉积分子动力学模拟的图3

基于MS进行CO2驱沥青质沉积分子动力学模拟的图4基于MS进行CO2驱沥青质沉积分子动力学模拟的图5



2. 下一步对体系进行优化,使体系能量达到最稳定的状态。

在Geometry Optimization optimization会话框里设置Algorithm算法为Smart,实际模拟时可参考文献中的信息来选择;对Convergence tolerance收敛公差进行设置,点击Quality设置为Ultra-fine,后面的Energy、Force、Displacement几个参数自动进行调整;设置Max.iterations最大迭代次数为50000。



3. 对体系进行分子动力学模拟。

使用力场为文献中常用的COMPASS力场,对体系分别进行200ps的NVT和200PS的NPT(可进行不同温度以及压力下的模拟)分子动力学模拟。对最终输出的体系进行500PS的NVE分子动力学体系。收集其MSD和RDF,以及扩散系数。

如图为分子动力学模拟后的模型图(部分图):

基于MS进行CO2驱沥青质沉积分子动力学模拟的图6



4. 如图为通过MS脚本计算各物质之间的相互作用:

基于MS进行CO2驱沥青质沉积分子动力学模拟的图7

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