CO₂の多くの駆油機構は広く認知されていますが、油層要因の影響により、異なる油層条件下でのCO₂駆油効果は大きく異なります。したがって、CO₂と原油の微視的相互作用機構をさらに深く研究し、異なる油層条件下でのCO₂の駆油方式を明確にし、CO₂駆油の潜在力を最大限に引き出す必要があります。分子動力学シミュレーション方法を用いて、組成、温度、圧力が油滴-CO₂相互作用に及ぼす影響を研究しました。動力学パラメータを取得し、油滴とCO₂間の相互作用を定量的に特徴付け、異なる条件下での両者の微視的相互作用の法則を明らかにしました。シミュレーション結果は、分散力がCO₂-アルカン分子間の相互作用を支配する主要なエネルギーであることを示しており、相互作用は主に二つの側面を含みます。一つは、CO₂分子がアルカン分子間の位置的障害を克服し、油滴内部に溶解拡散すること、もう一つは、CO₂分子が油滴外層分子に対して抽出的な引力作用を行うことです。アルカン分子の鎖長が短くなり、温度が下がり、圧力が上がると、油滴の溶解度パラメータとCO₂の配位数が増加し、油滴外層分子の曲率が減少し、両者の相互作用が強化されます。研究結果は、温度が低く圧力が高い軽質および中軽質油層ではCO₂の混相駆動および準混相駆動を可能な限り実現すべきであり、温度が高く圧力が低い中質および重質油層では、CO₂非混相駆動の溶解による粘度低減、原油体積膨張、およびエネルギー補給の利点を十分に発揮すべきであることを示唆しています。研究結果は、室内研究および現場でのCO₂駆油実施の理論的指針を提供することができます。

CO2駆油;微視的作用機構;分子動力学シミュレーション;分散エネルギー;溶解拡散