co_2地质储存中co_2-流体界面性质的分子动力学研究

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1、，来新：ｋｆ硕壬学位论文Ｃ〇Ｃ〇－流体界面性质的２地质储存中２分子动力学研究专业名称：热能工程研究生姓名；鹽邀导师姓名：赵伶玲本论文获国家自然科学基金项目（５１１０６０巧）资助ＭｏｌｅｃｕｌａｒＤｎａｍｉｃｓＳｔｕｄｏｎｙｙｔ－ｈｅＩｎｔｅｒｆａｃｉａｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣ〇２ｆｌｕｉｄＳｓｔｅｍｙｉｎＣ〇２ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎＡＴｈｅｓｉｓＳ油ｍｉｔｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

2、ＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＴＡＯＬｕＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＡ．Ｐｒｏｆ．ＺＨＡＯＬｉｎｇｌｉｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ化ｎｅ２０１５东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过

3、的研巧成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：蘭獄日期孤吟东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的、，可复印件和电子文档！＾采用影印缩印或算他复制手段保存论文。本人电子文档的内一容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括

4、刊登）授权东南大学研究生院办理。Ｍ化．研巧生签名；导师豁名：；—日期摘要摘要地质封存是最具前景的温室气体Ｃ〇一Ｃ〇２２减排方法之，其储层选址有深部盐水层、。Ｉｓ油气藏等在Ｃ〇２注入储层的过程中，流体之间的界面张力（ｎｔｅｒ伍ｃｉａｌｔｅｎｉｏｎ简称ＩＦＴ）直接决定了封存安全性指标、注入能耗及最大存储量，因此流体间的界面相互作用及界面性质是Ｃ〇２储存过程中的关键因素Ｃ〇－驻水系统中ＩＦＴ随盐成。目前实验己测得了２－分，盐水的正Ｔ随Ｃ〇２浓、温度和压力的变化规律Ｗ及油气藏中

5、混溶态（Ｃ〇２＋原油）度的变化关系，但是未对其变化的物理机理进行深入研究。分子动力学模拟（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＤｎａｍｃｓＳｍｕｌａｎＭＤ）ｙｉｉｔｉｏ＾简称模拟是物理化学过程机理研究的重要工具，可观汲倒－实验难Ｗ测得的微观结构及特征。因此，开展Ｃ〇２流体系统ＩＦＴ变化机理及界面特性的ＭＤ模拟研究，可更好地阐述地质存储中圧Ｔ现象产生的本质，为其变化过程的预测提供依据，对Ｃ〇２存储效率的提高起到指导作用。－盐水界面中盐成分对圧Ｔ的影响研巧本文首先利用ＭＤ模拟的方法开展了Ｃ〇２。３４３Ｋ２０ＭＰａ

6、－－－抖、下的Ｃ〇２ＮａＣｌ、Ｃ〇２ＣａＣｈ和Ｃ〇２曲沁ｈＣａＣｂ）混合盐界面作为研巧对象，从原子特性参数和离子强度等方面探讨了影响正Ｔ变化的因素，并进行了ＩＦＴ一盐离子的影响中变化规律的预测，，大约８０％的ＩＦＴ变化是由阳离子。结果表明在单电荷数引起的，其次势能阱深度的影响较大；ＮａＣｌ和ＣａＣｂ界面ＩＦＴ增加值随离子强度成线性变化，且其斜率相近，说明离子产生的电场对ＩＦＴ的影响是具备量化条件的：在一不同混合盐摩尔比下Ｃ〇－，单位离子强度圧Ｔ增值基本上趋于个定值，由化总结出了２强电解质盐溶

7、液系统的ＩＦＴ预测公式。，并进斤了实验验证？￣－３００３７化４ＭＰａ范围内Ｃ化ＮａＣｌ系統界面圧Ｔ的ＭＤ模拟研其次，开展了和３０、，巧，分析了Ｃ〇２体相密度界面分子平均取向角度等参数的变化规律、物质界面过余量Ｐ探讨了ＩＦＴ随环境条件的变化关系，尤其是压力拐点ｐｅａｕ的存在原因。Ｃ〇２体相密度ｉａＰ随着压力的升高而増大，其增大趋势在，ｐｌａｅａｕ时变缓导致了界面上水分子的受力产生ＩＦＴ，Ｃ变化，引起了的改变；压力升高〇２的界面累积量和离子的界面驱离量都呈现增Ｐ大的趋势，离子在界面的影响越来

8、越小，因此ｌａ的取值呈现出与盐成分无明显联系ｐｔｅａｕ的现象Ｔ型Ｃ〇－水界面化合物的结构相；界面上Ｃ〇２分子与水侧水分子的排布规律与２Ｐ＾Ｐ，造符，且ｈｅａｕ时水偶极更加倾向于指向水化水合物的表面活性剂特性更明显ｐ成了ＩＦＴ随压力的变化趋势，导致了Ｐｐｌａｔｅａｕ的存在。－最后，Ｗ易于模拟的正己烧作为原油的代表