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泡沫驱与常规的化学驱方法相比具有更好的封堵性能,是非常有前途的三次采油方式。利用泡沫体系驱油时,油相以乳化油滴的方式分散于泡沫液膜中,容易破坏泡沫的稳定性,导致采收率的降低。目前关于油滴消泡的理论仍具有一定的局限性,大多是根据实验结果推测得出,而无法在微观层面直接观察到乳化油滴的消泡过程。鉴于此,本论文采用粗粒化分子动力学(CGMD)方法分别模拟了SDS泡沫体系和C12E5泡沫体系中乳化油滴的消泡过程,考察了起泡剂的浓度(Ni)和油滴的乳化程度(Ne)对泡沫稳定性的影响规律,并根据体系中各组分之间的相互作用深入分析了乳化油滴进入气液界面的微观机制。 首先,考察了表面活性剂的浓度对泡沫稳定性的影响。结果表明在一定的浓度范围内,表面活性剂数目越多,乳化油滴越难进入气液界面,泡沫越稳定。对于SDS泡沫体系有一个特殊现象:当Ni和Ne都较高时,乳化油滴反而能够进入气液界面。 其次,考察了体系中各组分之间的相互作用。对于SDS泡沫,油相的疏水作用促使乳化油滴向界面处移动,而界面处起泡剂与油滴周围乳化剂之间的静电排斥作用会阻碍其进入气液界面。对于C12E5泡沫,油相的疏水作用及其与起泡剂之间的吸引作用促使乳化油滴向界面处移动,而油滴周围的乳化剂与水之间强烈的吸引作用会阻碍乳化油滴进入气液界面。 最后,根据乳化油滴进入气液界面的过程以及体系中各组分间的相互作用总结了乳化油滴消泡作用的微观机制。SDS泡沫体系中乳化油滴的消泡机制可以分为三种:“空洞”机制(Ni<CMC,Ne<Nem)、“吸引”机制(Ni≈CMC,Ne<Nem)和“芽孢”机制(Ni>CMC,Ne>Nem)。C12E5泡沫体系中乳化油滴的消泡机制只有两种:“空洞”机制(Ni较小,Ne<Nem)和“吸引”机制(Ni较大,Ne<Nem)。 本研究利用分子模拟方法从微观层面补充和完善了油滴的消泡机制,加深了对泡沫驱油微观机理的认识。