沥青质微观聚集特征的分子动力学研究

为了探究沥青质分子性质和微观聚集特征,进一步揭示沥青质沉积的微观作用机理,采用分子动力学方法,建立代表性沥青质平均分子构型,并以此构建沥青质模拟体系初始构型来模拟沥青质在地层岩石中的运移。模拟实验结果表明:沥青质作为典型的非晶体,其径向分布特征总体表现为近程有序、远程无序;退火优化可以充分释放分子结构应力,有利于还原分子结构的能量基态,随着分子间距增加,分子间的范德华力相互作用减弱,静电相互作用将占据系统非成键作用中的主导地位。从沥青质模拟体系的运移终态可以看出:沥青质分子的芳核主体及部分脂肪族链倾向于逐渐被吸附到二氧化硅分子层表面,这会使岩石表面的润湿性由亲水性向亲油性转变;沥青质芳核的π-π堆积作用是引发沥青质分子聚集的驱动力,从而导致沥青质絮凝并从原油中沉积出来。润湿性反转和岩石孔喉堵塞是沥青质沉积造成原油采收率降低的重要机理。