气润湿岩石表面气体吸附作用的分子模拟研究

【作者】 王诗萌； 宋然然； 蒋官澄； 周广刚； 卢贵武；

【机构】 中国石油大学(北京)理学院、石工学院；

【摘要】 本文主要应用分子动力学方法在NPT和NVT系综下对不同表面活性剂的混合体系在岩石表面的吸附行为进行模拟研究。建立各种矿物和粘土模型,计算每种矿物与吸附物质在不同温度和压力条件下的吸附规律。对固体表面和聚合物分子进行分子动力学模拟,研究二者相互作用对固-液界面结构和润湿性能的影响,计算聚合物在矿物表面的接触角,得出接触角随聚合物结构不同的变化规律,并与实验数值相对应,从理论上说明气润湿性质。图1为二氧化硅岩石表面和甲烷气体分子的吸附模型图,其中对二氧化硅沿(1 1 1)面切割,扩大表面至15×15×3,甲烷分子数为300个,对该层模型采用NPT系综模拟,温度为373.0K,压强为0.02MPa,通过计算结果算出二氧化硅对甲烷分子的结合能。图2和图3为对二氧化硅岩石表面尺寸收敛性计算的曲线图,通过对不同表面尺寸大小进行Minimizer优化,再对表面尺寸做图,可以得出在该解理面上不受周期边界条件影响的合理尺寸大小为15×15×3.更多还原