石油学报

作者：李杰训, 许云飞, 王志华

单位：1. 东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室 黑龙江大庆 163318;2. 宝石花同方能源科技有限公司 北京 100086

关键词：剪切流场,表面活性剂,油-水界面膜,分子模拟,非平衡动力学

基金：李杰训，男，1968年10月生，2010年获东北石油大学博士学位，现为宝石花同方能源科技有限公司董事长、东北石油大学特聘教授、兼职博士生导师，主要从事石油工程建设规划设计与科研方面的研究。Email:2319235228＠qq.com

摘要： 表面活性剂分子在油-水界面会形成排列有序的结构从而促进界面成膜,厘清这种分子吸附行为对油-水界面成膜的影响及其微观机制,对于构建原油采输工艺油-水乳状液稳定与失稳的方法具有重要意义。以常见阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为例,利用移动平板壁面为原油-SDBS-矿物水界面模拟体系赋予剪切流场,采用非平衡动力学模拟(NEMD)方法,揭示了剪切流场中表面活性剂分子吸附行为对油-水界面成膜的影响,解释了剪切速度、温度、压力及表面活性剂浓度影响界面成膜稳定性的作用机制。研究结果表明,SDBS分子的吸附构型、SDBS分子与水分子形成的氢键,以及油、水相分子的扩散能力均会影响界面成膜稳定性;施加剪切对于油-水界面体系是一个先失稳而又重构稳定的过程,且界面成膜稳定性会随剪切速度的增大而降低;在SDBS浓度同为0.15~0.70 mol/L的区间内,界面膜厚度由静态工况时的1.43~2.13 nm增加至动态剪切工况下的2.74~2.93 nm;温度升高会破坏分子间形成的氢键导致界面失稳,压力升高则缩短了分子间形成氢键的键长,增强了分子间相互作用强度,益于界面保持稳定。

来源：2024年第8期

《石油学报》期刊编辑部

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