關鍵詞：頁巖油，分子動力學，lammps，gromacs，界面張力，最小混相壓力

摘要：分子模擬方法在探究納米尺度下分子間相互作用方面展現出巨大的技術優勢。因此，本文采用分子動力學模擬方法，研究體相CO2/原油的混相機理。

通過我這套LAMMPS, GROMACS代碼，你可以實現不同氣體，不同油種類，不同溫度下的油氣界面張力和最小混相壓力計算。這套代碼還可以把氣體換成水，在氣體/水中加入表面活性劑，助溶劑等，進行研究。

MS，LAMMPS，GROMACS均可以實現，這里介紹LAMMPS，GROAMCS流程。

1，初始模型構建：初始模型是 氣體-液體-氣體模型，使用PACKMOL構建

2，選擇力場：CO2可用TRAPPE，EPM2力場，油用OPLS-AA力場

3，進行分子動力學模擬：能量最小化-平衡動力學-生產動力學

4，統計界面張力數據，還可分析密度分布，擴散系數，相互作用力參數等

5，提供LAMMPS in文件，data文件; GROMACS：mdp，top，inp，pdb，gro，xtx等文件

首先設置一個初始尺寸較大的模擬盒子，如圖1所示。

體系設置為NVT系綜，可以設置多個溫度，觀察溫度對混相行為的影響。壓力由氣體數量決定。這個體系6ns就穩定了，但是收集IFT數據，需要30ns。

圖2分析了z方向密度分布。圖3是油的二維密度分布。

圖4是不同時間下油-氣的擴散構象。

圖5是油氣界面張力數值，可以看到能和實驗匹配。

圖6是擴散系數，可以分析x-y方向，和z方向，也可以直接分析整個體系。

圖1 基礎模型

圖2 油的一維密度分布

圖3 油的二維密度分布

圖4 油氣的擴散構像

圖5 油氣界面張力

圖6 擴散系數

圖6 不同驅替速度下(a)體系內相互作用能與(b)烷烴在X方向運移距離

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