重質油の埋蔵量は世界の確認済み石油埋蔵量の約70％を占めるが、その有効な開発は依然として世界的な課題である。本研究は炭素回収・利用・貯留（CCUS）技術を背景に、表面が完全に水酸基で修飾されたSiO₂ナノ孔を構築し、実際の油層環境を模擬した。分子動力学（MD）シミュレーション法を用いて、「CO₂-熱剤協同」作用下における深層重質油の乳化過程の微視的機構を詳細に解析した。研究内容は三点に集中している。第一に、界面活性剤SDS（ドデシル硫酸ナトリウム）がSiO₂ナノ孔内の深層重質油の乳化効果に及ぼす影響を探求し、界面活性剤の有無による油滴の乳化挙動と安定性を比較した。第二に、引張動力学シミュレーション（SMD）により、SiO₂孔内の油滴に働く力と運動過程を分析し、油滴の伸長と破裂の主要因子を明らかにした。第三に、150 ℃高温下における「熱＋化学剤＋CO₂」協同作用の深層重質油乳化機構を研究し、CO₂-熱剤協同の乳化効果を検討した。結果は以下の通りである。①界面活性剤の添加により乳化安定性が著しく向上し、油滴の溶媒アクセス可能表面積が平均7.4％増加し、油滴の空間分布が最適化された。②油滴の運動には孔表面の水和層抵抗を克服する必要があり、質量中心の変位と外力は三段階の進展関係を示した。③CO₂分子と熱剤の協同作用は深層重質油の乳化を効果的に促進し、油滴の拡散係数は5.733×10⁻⁹ m²/sに達し、単独熱剤条件より31.0％向上した。本研究はCO₂-熱剤協同条件下の深層重質油乳化に関する新たな理論的根拠を提供するとともに、実際の油田開発における深層重質油の効率的回収の潜在的技術的参考資料を提供する。

深層重質油乳化;界面活性剤;CO₂;分子動力学シミュレーション;引張動力学