2024年1月11日,课题组博士生朱泊锦文章“Insights into the effect of water content on asphaltene aggregation behavior and crude oil rheology: a molecular dynamics simulation study”被Journal of Molecular Liquids(SCI中科院二区期刊,IF=6.0)接收,李振副教授和张军教授为通讯作者。
在原油生产的运输过程中,油-水之间的相互作用是不可避免的,会对沥青质的聚集和沉积行为,乳液稳定性以及原油的宏观流变性能产生显著影响。然而,潜在的分子作用机制及对黏度响应的认识仍不清楚。因此,在本项研究中,采用分子动力学模拟方法,探究了两类原油体系在不同水含量下的聚集结构和流变行为的响应机制。基于模拟结果我们发现,随着水的不断引入,沥青质原有的体相聚集转变为具有两类作用模式的界面吸附。界面吸附的强度和主要驱动力受到不同极性官能团的影响。此外,以往的研究往往强调沥青质含量是决定稠油高粘度的关键因素,而本文通过揭示了两类耐人寻味的稠油黏度影响机制表明,沥青质聚集体的分散-聚集态对决定原油系统的整体粘度同样至关重要。通过阐明外部分子摩擦和内部结构变形对体系粘度的贡献,我们提出了一类新的黏度物理图景。这一理论模型不仅有助于解释本研究中原油极性成分在微量水条件下的聚集结构改变所导致的黏度变化,同时也为油溶性降粘剂的分子设计、优化加工和精炼工艺、提高原油采收率提供了理论指导。