基于MS進行CO2驅瀝青質沉積分子動力學模擬

CO2能顯著降低原油的黏度和界面張力,并可通過溶脹作用進一步提高原油采收率,因此,被認為是提高低滲透油藏原油采收率最有效的方法之一。然而,注氣提高采收率的采用有可能引起瀝青質沉積,從而嚴重地影響生產。國外生產實踐表明,在注氣驅油過程中,氣體的注入極易引發原油中瀝青質膠質和石蠟等重有機物的沉積。因此,本文通過MS軟件進行分子動力學模擬,分析瀝青質沉積對CO2驅油的效果。

1. 建立基礎模型

通過MS的建模功能,構建出,樹脂,瀝青質和烷烴等模型,瀝青質-Fe模型,以及在體系內填充CO2后的模型。

基于MS進行CO2驅瀝青質沉積分子動力學模擬的圖1

基于MS進行CO2驅瀝青質沉積分子動力學模擬的圖2

基于MS進行CO2驅瀝青質沉積分子動力學模擬的圖3

基于MS進行CO2驅瀝青質沉積分子動力學模擬的圖4基于MS進行CO2驅瀝青質沉積分子動力學模擬的圖5

2. 下一步對體系進行優化,使體系能量達到最穩定的狀態。

在Geometry Optimization optimization會話框里設置Algorithm算法為Smart,實際模擬時可參考文獻中的信息來選擇;對Convergence tolerance收斂公差進行設置,點擊Quality設置為Ultra-fine,后面的Energy、Force、Displacement幾個參數自動進行調整;設置Max.iterations最大迭代次數為50000。

3. 對體系進行分子動力學模擬。

使用力場為文獻中常用的COMPASS力場,對體系分別進行200ps的NVT和200PS的NPT(可進行不同溫度以及壓力下的模擬)分子動力學模擬。對最終輸出的體系進行500PS的NVE分子動力學體系。收集其MSD和RDF,以及擴散系數。

如圖為分子動力學模擬后的模型圖(部分圖):

基于MS進行CO2驅瀝青質沉積分子動力學模擬的圖6

4. 如圖為通過MS腳本計算各物質之間的相互作用:

基于MS進行CO2驅瀝青質沉積分子動力學模擬的圖7

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