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专利号: 2024106813837
申请人: 西安石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多元复合驱油中驱油剂性能评价方法,其特征在于,包括如下步骤:

构建表面活性剂A模型、表面活性剂B模型、碱分子模型、水模型和油模型,并对所述水模型和油模型进行融合,获得油水模型;其中表面活性剂A模型和表面活性剂B模型使用的是两种不同类型的表面活性剂;

建立不同温度下多元复合模拟计算的体系AC盒子,调整油水模型、碱分子模型、表面活性剂A模型和表面活性剂B模型的空间位置,通过表面活性剂A模型、表面活性剂B模型及碱分子模型构建混合模型;

将所述AC盒子分为3个局部盒子,按位置依次放置水模型、混合模型,以及油水模型,对AC盒子内部进行结构优化,获得表面活性剂的多元复合驱油模型;

为所述多元复合驱油模型设置能量最小化的收敛标准,基于所述收敛标准进行分子动力学模拟,获得包括分子动力学运动状态、径向分布函数、相对浓度分布、均方位移和能量的模拟结果;

根据模拟结果计算热力学参数,通过热力学参数评价多元复合驱油模型中驱油剂的驱油性能和扩散能力;

所述构建表面活性剂A模型、表面活性剂B模型、碱分子模型、水模型和油模型,包括如下步骤:构建表面活性剂分子、碱分子、水分子和油分子的几何结构,并根据组分比、原子结构、化学键类型、基团类型构建所述表面活性剂分子、碱分子、水分子和油分子的分子模型,并保存为.XSD格式的轨迹文件;

构建多个 的盒子,选取活性剂分子、碱分子、水分子和油分子,分别构建

15个表面活性剂A分子、10个表面活性剂B分子、10个碱分子、500个水分子和50个油分子后加入空盒子中,使用SMART算法进行结构优化,设置收敛标准、步数、温度和压力后,进行一定时长的NVT系统模拟,获得表面活性剂模型、碱分子模型、水模型和油模型。

2.如权利要求1所述的一种多元复合驱油中驱油剂性能评价方法,其特征在于,对所述水模型和油模型进行融合,获得油水模型,包括如下步骤:构建 的盒子;

将所述油模型和水模型依次复制到所述 的盒子中,调节结构位置,获得油水模型。

3.如权利要求1所述的一种多元复合驱油中驱油剂性能评价方法,其特征在于,所述构建多个 的盒子时,施加COMPASS力场,并进行温度与能量分布计算。

4.如权利要求1所述的一种多元复合驱油中驱油剂性能评价方法,其特征在于,为所述多元复合驱油模型设置能量最小化的收敛标准,基于所述收敛标准进行分子动力学模拟,包括如下步骤:为所述多元复合驱油模型设置0.001kcal/mol收敛标准,再进行至少100ns的NPT系统的动力学计算;

在所述动力学计算时,设置温度为300K、压力为0.1GPa、步长为1fs;设置压力耦合方式为Berendsen压力耦合,1ps的压力耦合方式;

其中NPT系统的等温压缩,在X、Y方向上设置周期性边界条件,Z方向保持不变;将分子间作用力的两种形式Van Der Waals与Lennard‑Jones势的截断半径设置为 最初的原子速度由Maxwell‑Boltzmann分布决定,使用Verlet算法积分统计运动轨迹。

5.如权利要求4所述的一种多元复合驱油中驱油剂性能评价方法,其特征在于,所述进行至少100ns的NPT系统的动力学计算时,还包括如下步骤:在所述动力学计算时,设置温度为300K,步长为1fs;设置压力耦合方式为Berendsen压力耦合,1ps的压力耦合方式;

其中系综选用NVT系综,在X、Y、Z方向上设置周期性边界条件;Van Der Waals与Lennard‑Jones势的截断半径设置 最初的原子速度由Maxw ell‑Boltzmann分布决定,使用Verlet算法积分统计运动轨迹。

6.如权利要求1所述的一种多元复合驱油中驱油剂性能评价方法,其特征在于,所述获得包括分子动力学运动状态、径向分布函数、相对浓度分布、均方位移和能量的模拟结果,包括如下步骤:使用Forcite analysis中MSD模块选取分子,模拟获得多元复合驱油模型中的均方位移曲线,并通过所述均方位移曲线分析碱分子与表面活性剂A分子以及表面活性剂B分子的动力学运动状态;

利用Forcite analysis模块获得多元复合驱油模型中表面活性剂在油水界面的相对浓度分布曲线,并通过相对浓度分布的变化获得表面活性剂分子的微观运动情况;

通过径向分布函数分析表面活性剂/碱与体系其他组分的相互作用,获取指定原子周围的原子分布。

7.如权利要求1所述的一种多元复合驱油中驱油剂性能评价方法,其特征在于,所述通过热力学参数评价多元复合驱油模型中驱油剂的驱油性能和扩散能力时,还通过油水界面的界面形成能评价油水界面,具体表达式为:其中:Etotal表示体系总能量,Eblank表示不含表面活性剂的空白体系能量,Esingle表示含有单个表面活性剂分子的体系能量,n表示整个体系中表面活性剂分子的数量,IFE为评价矩阵。

8.如权利要求1所述的一种多元复合驱油中驱油剂性能评价系统,其特征在于,包括:初始模型构建模块,用于构建表面活性剂A模型、表面活性剂B模型、碱分子模型、水模型和油模型,并对所述水模型和油模型进行融合,获得油水模型;其中表面活性剂A模型和表面活性剂B模型使用的是两种不同类型的表面活性剂;

调整模块,用于建立不同温度下多元复合模拟计算的体系AC盒子,调整油水模型、碱分子模型、表面活性剂A模型和表面活性剂B模型的空间位置,通过表面活性剂A模型、表面活性剂B模型及碱分子模型构建混合模型;

复合模型构建模块,用于将所述AC盒子分为3个局部盒子,按位置依次放置水模型、混合模型,以及油水模型,对AC盒子内部进行结构优化,获得表面活性剂的多元复合驱油模型;

模拟模块,用于为所述多元复合驱油模型设置能量最小化的收敛标准,基于所述收敛标准进行分子动力学模拟,获得包括分子动力学运动状态、径向分布函数、相对浓度分布、均方位移和能量的模拟结果;

评价模块,用于根据模拟结果计算热力学参数,通过热力学参数评价多元复合驱油模型中驱油剂的驱油性能和扩散能力;

所述构建表面活性剂A模型、表面活性剂B模型、碱分子模型、水模型和油模型,包括如下步骤:构建表面活性剂分子、碱分子、水分子和油分子的几何结构,并根据组分比、原子结构、化学键类型、基团类型构建所述表面活性剂分子、碱分子、水分子和油分子的分子模型,并保存为.XSD格式的轨迹文件;

构建多个 的盒子,选取活性剂分子、碱分子、水分子和油分子,分别构建

15个表面活性剂A分子、10个表面活性剂B分子、10个碱分子、500个水分子和50个油分子后加入空盒子中,使用SMART算法进行结构优化,设置收敛标准、步数、温度和压力后,进行一定时长的NVT系统模拟,获得表面活性剂模型、碱分子模型、水模型和油模型。

9.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有程序,所述程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述一种多元复合驱油中驱油剂性能评价方法的步骤。