壁面特性对凝析油析蜡聚集及黏壁过程影响的微观机理

利用分子动力学方法构建含蜡凝析油团簇在壁面上聚集黏附过程的模拟体系,揭示壁面材质及壁面粗糙特性等对其聚集黏附影响的微观机理。结果表明,含蜡凝析油在壁面上经历“团簇分解→分子脱离团簇向壁面扩散→油分子、蜡分子和沥青质分子在壁面上方聚集堆积→团簇在壁面上的铺展程度增加→在壁面上形成凝油层”的过程,团簇在不同材质壁面上均有不同程度的分解、扩散及在壁面附近聚集和黏附,团簇与玻璃钢壁面、718合金壁面、HP2-13Cr110合金壁面、BG140V合金壁面及普通钢管壁面间形成的接触角按顺序依次减小,在壁面上的铺展程度逐渐增强。尽管壁面形貌对团簇聚集与黏附的影响较小,但当进一步考虑粗糙特性时,团簇在壁面上的黏附程度与壁面表面积分数(壁面凸起部分宽度与整体壁面宽度的比值)及凹槽柱高度有关,表面积分数增大,接触角随之先增大后逐渐稳定,相应地,壁面对团簇的黏附性逐渐减弱;凹槽柱高度越大,团簇在壁面上的黏附程度越大,但模拟条件下在凹槽柱高度大于1.2 nm时会趋于稳定。