分子模拟技术在油田化学及相关领域中的设计与应用
分子动力学模拟技术在有机化学研究中的应用
分子动力学模拟技术在有机化学研究中的应用随着科技不断的发展，分子动力学模拟技术在有机化学研究中的应用越来越广泛。
分子动力学模拟是指利用计算机对分子在一定时间内的运动进行计算和模拟的过程。
该技术可以模拟分子间的相互作用和运动过程，从而为有机化学研究提供更加具体和准确的结果。
一、分子动力学模拟技术的原理和方法分子动力学模拟技术主要是基于牛顿运动定律，根据分子的初始位置、速度和受力情况，计算每个时刻分子的位置和速度，并通过时间积分算法模拟分子的运动轨迹，进而得到分子的物理化学性质。
分子动力学模拟的基本步骤包括构建分子模型、设定模拟条件、运行分子动力学计算、处理和分析计算结果等。
分子动力学模拟可以很好地解决分子运动难以直接观测的问题，而且计算速度很快，可以在计算机上进行大规模计算。
同时，分子动力学模拟还可以通过改变模拟条件来探究分子的结构、动力学以及热力学性质，为有机化学研究提供了更多的可能。
二、分子动力学模拟技术在有机化学研究中的应用1.热力学性质研究分子动力学模拟可以很好地模拟物质的热力学性质，比如熔点、沸点、比热等，可以有效地研究溶液、固体和气体等系统的热力学性质。
例如，在有机化学研究中，可以利用分子动力学模拟研究化学反应过程中的热力学性质，提升有机合成方法的效率和精度。
2.催化反应研究分子动力学模拟技术可以用来研究催化反应中催化剂与反应物和产物之间的相互作用和反应机理，对提高有机合成的反应效率和产物质量具有重要意义。
通过分子动力学模拟可以研究催化剂在反应过程中的变化和作用机制，从而为有机化学研究提供更多的理论指导。
3.药物分子设计研究在药物的研发过程中，分子动力学模拟可以用来研究分子的药效、生物利用度、药代动力学等方面的物理化学性质，有助于优化分子的结构设计和提高药物的治疗效果。
例如，通过分子模拟可以模拟药物分子与蛋白质之间的相互作用，从而设计出更具有药效的分子结构。
4.材料分子设计研究通过分子动力学模拟可以研究材料分子的结构和性能，为有机材料合成提供更多的理论指导。
分子科学与工程在石油化工中的创新
分子科学与工程在石油化工中的创新石油化工是现代工业化的重要基础，而分子科学与工程在石油化工领域中的创新则发挥着至关重要的作用。
本文将通过实例和案例，探讨分子科学与工程在石油化工中的创新应用。
一、分子设计和合成分子设计和合成是分子科学与工程在石油化工领域中的关键应用之一。
通过设计合成新型分子结构，可以改善石油化工过程中的催化剂性能，提高反应效率和选择性。
以催化裂化为例，通过分子设计和合成催化剂可以实现高效裂化转化率和选择性，减少副产物生成，提高石油产品的质量。
例如，利用分子筛催化剂可以实现对重质油的高效转化，得到更多的汽油和轻质石油产品。
二、纳米材料在石油化工中的应用纳米材料是分子科学与工程领域的重要研究方向，也是石油化工中的创新应用之一。
纳米材料具有较大的比表面积和特殊的表面性质，可以提高催化反应的效率和选择性。
例如，利用纳米金属催化剂可以实现低温催化氧化反应，有效地去除石油产品中的有机硫化物、氮化物和氧化物等杂质，提高产品的纯度。
此外，纳米材料还可以用于制备高性能的阻燃材料和储氢材料等，进一步拓展石油化工的应用领域。
三、计算模拟与预测计算模拟与预测是分子科学与工程在石油化工中的另一个重要应用。
通过计算模拟可以揭示反应机理和催化剂的活性中心等关键信息，为石油化工过程的优化和催化剂的设计提供指导。
例如，在石油的加氢处理过程中，通过计算模拟可以预测不同催化剂对反应产物的选择性和收率，从而优化反应条件和催化剂的配方。
此外，计算模拟还可以用于预测催化剂的寿命和失活机理，提高催化剂的使用寿命，节约生产成本。
四、功能化材料的制备功能化材料是分子科学与工程在石油化工中的又一创新应用。
通过改变材料的结构和性质，可以赋予其特定的功能和性能，进一步提升石油化工过程的效率和可持续性。
例如，利用功能化多孔材料可以实现对石油产品中有毒重金属离子的快速吸附和去除，达到净化产品的目的。
此外，功能化材料还可以用于包埋催化剂，提高催化剂的稳定性和循环使用性。
分子模拟技术在石油相关领域的应用
分子模拟技术在石油相关领域的应用曹 斌＊ 高金森 徐春明(石油大学重质油加工国家重点实验室 北京102249)摘 要 分子模拟技术是近些年发展起来的一门新兴计算化学技术。
它在辅助物质设计及分子结构理解方面所取得的一系列显著成绩使得它开始在与石油相关的油田化学、催化剂研制、高分子设计、化学工程以及重质油特征研究等方面有越来越广泛的应用。
关键词 分子模拟 油田化学 催化剂研制 高分子设计 化学工程 重质油特征中图分类号:TE624.4;TP3 文献标识码:A 文章编号:1005-281X (2004)02-0291-08The Applications of Molecular Simulation Technologyin the Fields of PetroleumCao Bin G ao Jinsen Xu Chunming(State Key Laboratory of Heavy Oil Pr ocessing ,University of Petroleum ,Beijing 102249,China )A bstract Molecular simulation as a promising technology of computational chemistry has been rapidly developed in recent years .It has been proven to be a useful tool in the fields of material design and structural construction .The re -markable developments make it possible to apply this technology in wide ranges ,which ar e r elative to the petroleum suchas oilfield chemistr y ,catalyst preparation ,macromolecular design ,chemical engineering and heavy oil characterization .Key words molecular simulation ;oilfield chemistry ;catalyst preparation ;macr omolecular design ;chemical en -gineering ;heavy oil characterization 收稿:2002年12月,收修改稿:2003年3月 ＊通讯联系人 e -mail :caob @bjpeu .edu .cn一、引 言分子模拟技术是随着计算机技术和理论化学的发展而逐步发展起来的一门新兴计算化学技术;分子力场、模拟分子体系算法及计算机软硬件的发展为分子模拟方法的发展奠定了坚实的基础。
石油化工行业中的分子模拟方法使用方法
石油化工行业中的分子模拟方法使用方法引言：石油化工行业作为全球化学工业的领域之一，扮演着关键的角色。
为了改进生产过程和提高产品性能，分子模拟方法被广泛应用于石油化工行业中。
本文将介绍石油化工行业中常用的分子模拟方法及其使用方法，以此提供一些有用的指导。
一、分子模拟方法介绍分子模拟是通过模拟和计算分子尺度上的物理和化学过程，来研究分子结构、性质和相互作用的一种方法。
在石油化工行业中，常用的分子模拟方法包括分子力场模拟、量子力学计算和Monte Carlo模拟。
1. 分子力场模拟分子力场模拟利用势函数描述原子或分子间的相互作用，并通过数值计算得到分子热力学性质和相行为。
这种方法适用于大分子系统和较长时间尺度的研究。
常用的分子力场模拟软件有GROMACS、AMBER和CHARMM等。
2. 量子力学计算量子力学计算基于薛定谔方程来描述分子的量子态和精细结构。
这种方法适用于研究分子结构和化学反应机理。
著名的量子力学计算软件包括Gaussian、GAMESS和VASP等。
3. Monte Carlo模拟Monte Carlo模拟通过随机采样的方法，模拟分子系统的热力学性质和相行为。
这种方法适用于固体、液体和气体系统的研究。
常用的Monte Carlo模拟软件有LAMMPS、DL_POLY和GROMACS等。
二、分子模拟方法的使用方法在石油化工行业中，分子模拟方法可以应用于多个方面，包括催化剂设计、反应动力学研究和材料性能预测等。
下面将介绍分子模拟方法在这些方面的具体使用方法。
1. 催化剂设计催化剂在石油化工过程中起着关键作用。
分子模拟方法可以帮助设计新型的催化剂或改进现有催化剂的性能。
通过分子力场模拟，可以研究催化剂表面吸附物分子的构型和动力学行为，从而优化催化剂的结构和活性位点。
此外，量子力学计算可以揭示催化反应的机理，为合成高性能催化剂提供理论指导。
2. 反应动力学研究了解石油化工反应的反应机理和动力学行为对优化生产过程至关重要。
分子模拟技术在炼油领域的应用
分子模拟技术在炼油领域的应用摘要：分子模拟技术是近些年发展起来的一门新兴计算化学技术。
本文简要介绍了近几年来分子模拟技术在炼油领域的应用，如炼油催化剂的开发、炼制过程反应化学研究以及油品添加剂分子设计等。
分子模拟作为一种能模拟炼油过程细节的有效工具已经在炼油工业各个领域的研究中发挥了重大作用。
关键词：分子模拟技术；炼油领域；催化剂；反应化学；油品添加剂1前言20世纪80年代以来，随着计算机性能的提高以及各种计算化学方法的改进，分子模拟技术日渐成熟，并逐步发展成为人们进行科学研究的一项新的有效的工具。
它借助计算机强大的计算能力和图像显示能力，从原子和分子水平上模拟分子的结构与行为，能够更好地帮助人们从微观角度认识物质的基本特征。
分子模拟技术在炼油领域，如对各炼制过程核心转化规律的认识、渣油团聚物结构研究、油品添加剂分子设计以及分子筛催化剂等方面的应用，可以帮助研究人员更深人地理解所研究的体系，以便选择更合理的研发途径，更快地进行催化剂的改性和开发及改性以及油品添加剂新产品的研制，减少实验工作，推动炼油领域的技术进步。
2分子模拟技术简介分子模拟是以计算机为工具，在原子水平上建立分子模型用以模拟分子的结构与行为，进而模拟分子体系的各种物理化学性质。
具体而言，就是先在计算机屏幕上构建分子模型，包括对所研究对象的原子位置的详细描述和建立分子间相互作用力方程，然后用恰当的统计力学关系对分子的位置和运动情况进行统计平均以求算所需的宏观性质。
分子模拟技术包括量子力学、分子力学、蒙特卡洛和分子动力学等方法。
2.1量子力学方法量子力学[1](QM)认为微观粒子运动服从SchrÊdinger方程，分子或原子处于(稳)定态的SchrÊdinger方程为本征值的方程：Ĥ7=E7。
式中：Ĥ表示Hamilton算符；7表示本征函数，即描述体系状态的波函数；E表示相应的本征值，即体系的总能量。
基于严格地不借助任何经验参数求解SchrÊdinger方程的方法一般称为从头计算方法(firstprinciple methodPab initio)。
分子模拟在化工应用中的若干问题及思考
分子模拟在化工应用中的若干问题及思考分子模拟在化工应用中的若干问题及思考一、引言分子模拟是一种通过计算机模拟分子运动规律和相互作用的方法，是化工领域中重要的研究手段之一。
在化学反应动力学、材料性能预测、催化剂设计等方面都有广泛的应用。
然而，随着化工领域的不断发展，分子模拟在实际应用中面临着一些问题和挑战。
本文将就分子模拟在化工应用中的若干问题进行讨论，并对其进行深入思考。
二、分子模拟的基本原理及方法分子模拟是基于分子动力学和蒙特卡洛方法进行的，通过数值模拟分子的运动规律和相互作用。
分子动力学模拟可以模拟分子在给定条件下的运动轨迹和相互作用，从而解释和预测材料的性能和行为；而蒙特卡洛方法则通过统计机率学的方法，获得分子的最优构象和热力学性质。
这些方法为化工领域提供了重要的理论和技术支持。
三、分子模拟在催化剂设计中的挑战与思考1. 催化剂的活性和选择性在催化剂设计中，分子模拟可以通过模拟催化反应的机理和动力学过程，探索催化剂的活性和选择性。
然而，目前分子模拟在预测催化剂性能上还存在一定的局限性，例如在模拟催化剂表面的动态过程和活性位点的准确性上仍然存在一定挑战。
2. 催化剂的稳定性另外，催化剂的稳定性也是一个重要的问题。
在实际应用中，催化剂的失活问题一直困扰着化工工程师。
分子模拟可以通过模拟催化剂的结构和表面性质，预测其在反应条件下的稳定性和寿命，从而指导实际应用中的催化剂选择和设计。
四、分子模拟在新材料设计中的挑战与思考1. 新材料的性能预测在新材料设计中，分子模拟可以通过模拟材料的结构和相互作用，预测材料的性能和行为。
然而，目前分子模拟在预测材料性能上还存在一定的不确定性和误差，例如在模拟材料的物理和化学性质上存在着一定的挑战。
2. 新材料的可持续性设计另外，新材料的可持续性设计也是一个重要的问题。
随着环保理念的不断提升，新材料的可循环利用和资源高效利用成为了研究的热点。
分子模拟可以通过模拟材料的可持续性设计和性能改进，指导新材料的研发和工程应用。
分子模拟在化学研究中的应用
分子模拟在化学研究中的应用化学是一门研究物质的科学，而分子模拟则是一种通过计算机模拟分子行为的方法。
分子模拟在化学研究中的应用越来越广泛，不仅可以帮助科学家深入了解分子的结构和性质，还可以指导新材料的设计和合成。
本文将从分子模拟的基本原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
首先，我们来了解一下分子模拟的基本原理。
分子模拟是通过计算机模拟分子的运动和相互作用来研究分子系统的方法。
它基于牛顿力学和量子力学的原理，通过求解分子的运动方程和能量方程，得到分子的结构和性质。
分子模拟可以分为经典力场模拟和量子力场模拟两种方法。
经典力场模拟基于经典力学原理，将分子看作是由原子和键连接而成的刚体，通过计算原子之间的排斥力和吸引力来模拟分子的运动。
量子力场模拟则考虑了电子的波动性，采用量子力学的方法来描述分子的运动和相互作用。
分子模拟在化学研究中有着广泛的应用。
首先，分子模拟可以帮助科学家深入了解分子的结构和性质。
通过模拟分子的运动和相互作用，科学家可以获得分子的几何结构、能量、振动频率等信息。
这些信息对于理解分子的性质和反应机理非常重要。
例如，在药物设计中，科学家可以通过分子模拟来预测药物与蛋白质的相互作用，从而指导药物的设计和优化。
此外，分子模拟还可以帮助科学家研究分子的动力学行为，如分子扩散、反应速率等，对于理解化学反应的速率和机理也有着重要的意义。
其次，分子模拟在新材料的设计和合成中也发挥着重要的作用。
新材料的设计和合成是化学研究的重要课题，而分子模拟可以帮助科学家预测材料的性质和表现。
通过模拟不同组分的分子在一定条件下的相互作用，科学家可以预测材料的结构、稳定性、电子结构等信息。
这些信息对于材料的设计和合成非常关键。
例如，在太阳能电池的研究中，科学家可以通过分子模拟来预测不同材料的能带结构和光吸收性能，从而指导太阳能电池的设计和优化。
最后，我们来看一下分子模拟在化学研究中的未来发展方向。
随着计算机技术的不断发展和计算能力的提高，分子模拟的应用领域将会更加广泛。
分子动力学模拟技术在化学领域中的应用
分子动力学模拟技术在化学领域中的应用化学领域是一个非常广泛的研究领域，其中有很多与分子相关的过程需要深入研究。
分子动力学模拟技术是一种基于物理原理的计算方法，它可以模拟和分析分子在一定条件下的运动和相互作用，为化学科学家提供了研究分子结构、反应动力学和物质性能的强有力工具。
本文将介绍分子动力学模拟技术在化学领域中的应用。
一、分子结构的研究分子动力学模拟技术可以用来研究分子的结构和构象，这对于化学反应的研究和新药研发具有非常重要的意义。
一些分子在自然状态下可能会存在多种不同的构象，这些构象往往与它们的活性密切相关。
通过分子动力学模拟技术可以模拟分子在不同条件下的不同构象，并通过计算得到其稳定能量、振动频率等信息，从而为化学科学家提供更加精确和可靠的研究结果。
二、反应动力学的研究在化学反应中，分子之间的相互作用和运动往往是决定反应速率和选择性的关键因素。
通过分子动力学模拟技术可以模拟反应物之间的相互作用和运动轨迹，进一步分析反应物在反应过程中的结构转化和能量转移等过程。
这有助于化学科学家更加深入地了解化学反应机理，优化反应条件，提高反应产率和选择性。
三、物质性能的研究对于很多的化学反应和生物过程而言，物质的性能往往非常重要。
通过模拟和分析分子的运动轨迹和相互作用，可以预测分子的物理、化学性质，如蒸汽压、溶解度、化学反应速率等。
这些预测结果有助于化学科学家设计更加高效和可靠的化学反应体系，提供更加准确的数据支持，优化工艺流程，降低化学过程中的环境污染和危险程度。
四、分子动力学模拟技术的发展自从分子动力学模拟技术被发明以来，它已经得到了广泛应用，为化学科学家们提供了强大的研究工具。
随着计算机硬件和算法的不断发展，分子动力学模拟技术将有更加广泛的应用前景。
同时，需要注意的是，分子模拟技术并不是完美的，它的模拟结果仍然需要与实验数据进行比对和验证，才能得到更加准确和可靠的结果。
综上所述，分子动力学模拟技术在化学领域中的应用非常广泛，涵盖了分子结构、反应动力学和物质性能等多个方面，为化学科学家提供了强有力的研究工具。
石油化工中分子模拟技术的使用教程
石油化工中分子模拟技术的使用教程随着科技的进步和石油化工行业的发展，分子模拟技术在石油化工中的应用越来越广泛。
分子模拟技术可以帮助从事石油化工研究工作的科学家们更好地理解和解释复杂的分子间相互作用，预测物质性质以及设计新的材料和化合物。
一、分子模拟技术的概述分子模拟技术利用计算机对分子间相互作用进行模拟和计算，从而得到有关分子结构、动力学以及它们与其他物质的相互作用的信息。
分子模拟技术可以被分为量子力学和经典力学方法。
量子力学方法用于描述原子和分子之间的量子力学效应，而经典力学方法适用于大分子系统和热力学性质的计算。
二、分子模拟技术在石油化工中的应用1. 分子结构预测和优化石油化工领域的研究员可以使用分子模拟技术来预测和优化有机化合物的分子结构。
通过计算能量最低的构象，研究人员可以确定最稳定的结构，进而确定某个分子的活性、选择性以及其他的性质。
2. 物性预测石油化工行业需要对不同物质的物性进行准确的预测，以便在工业生产过程中进行流体动力学模拟和工艺参数设计。
分子模拟技术可以通过计算分子的物理性质，例如密度、溶解度、热传导性等来预测物质行为，从而为工艺设计提供前期数据支持。
3. 催化剂设计和机理研究催化剂在石油化工领域中起着关键的作用。
分子模拟技术可以帮助研究人员理解催化剂的活性位点和反应机制，从而设计更高效的催化剂。
通过分子模拟，可以模拟催化剂在反应过程中的结构和动力学，预测反应速率和选择性，进一步指导实验的开展。
4. 材料设计和优化分子模拟技术在设计和优化材料方面的应用也日益增多。
例如，通过模拟材料的力学性质、热膨胀性、导电性等，可以指导材料的制备和使用。
此外，分子模拟还可以用于设计催化材料、吸附材料和膜材料等，提高石油化工工艺的效率和环境友好性。
三、分子模拟技术的基本步骤1. 构建模型首先，构建所研究系统的模型，包括系统中的分子结构、晶胞尺寸、温度和压力等条件。
可以使用化学数据库或者分子建模软件来构建分子的初始结构。
分子模拟在化学中的应用
分子模拟在化学中的应用化学作为一门研究物质的科学，旨在揭示物质的组成、性质和变化规律。
随着计算机技术的飞速发展，分子模拟方法逐渐成为化学研究的重要工具。
本文将就分子模拟在化学领域的应用进行探讨。
一、理论基础分子模拟是一种利用计算机模拟分子运动状态和相互作用的方法。
其基础是经典力学和量子力学理论。
经典力学主要用于大分子的模拟，而量子力学则适用于小分子和分子间相互作用的研究。
二、力场模拟分子力场模拟是分子模拟中常用的方法之一。
力场是一系列描述分子相互作用的数学函数，其中包括键的强度、键角、二面角等参数。
通过力场模拟，可以计算出分子的结构、能量和动力学性质，从而预测分子的行为。
三、动力学模拟动力学模拟是研究分子在时间维度上变化的重要方法。
其基本原理是通过牛顿第二定律，计算出分子受力后的运动轨迹。
通过动力学模拟，可以研究分子的结构演变、反应速率等动态过程。
四、蒙特卡洛模拟蒙特卡洛模拟是一种基于统计学原理的分子模拟方法。
通过随机数生成的方式，模拟分子的运动过程。
蒙特卡洛模拟在研究分子的构象转变、相变等方面具有重要应用。
五、应用案例1. 药物设计分子模拟在药物设计中具有广泛应用。
通过模拟药物与靶蛋白的相互作用，可以预测药物的活性、选择性和副作用。
这对于药物研发的效率和成功率有着重要意义。
2. 催化剂设计在催化剂设计中，分子模拟可以帮助研究人员了解催化剂的表面结构和活性位点，进而优化催化剂的性能。
这对于提高催化反应的效率和选择性具有重要意义。
3. 材料研究在材料研究中，分子模拟可以模拟材料的晶体结构、力学性质和光电性质等。
通过分子模拟，可以帮助研究人员快速筛选和设计具有特殊功能的材料。
4. 环境污染分子模拟还可以应用于环境污染领域。
通过模拟污染物与环境中其他物质的相互作用，可以预测污染物在环境中的迁移和转化规律，为环境保护工作提供可靠的科学依据。
六、发展趋势随着计算机技术和理论算法的不断进步，分子模拟在化学领域的应用前景非常广阔。
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２ ． １ 粘土稳定剂的设计 在对油气进行开采 、开发时 ，外来流体进 入地层中会造成粘土运 移 、分散 、膨胀 的问题 ， 致 使地层渗透率 下降 ， 从 而降低油气产量 ， 因此研究有效 的粘土稳定剂就成 了当下首要解 决的问题 。利用分子模
拟技术 ，哈里伯顿公 司的研 究人员利用粘土的 Ｘ射线 晶体学数据建 立 了粘土模 型 ，并将设计出的粘土稳定剂嵌 入到粘土晶片层 问。在屏 幕 上可 以看 到粘土晶片边缘吸 附着粘 土稳 定剂 ，当其进入层 问后 就又吸 附在 了粘 土片的六角形环 中。如果粘土稳 定剂的体积较大 ，当其进入
网络模型模拟 了大分子 和小分 子示踪剂在多孔介质 中的运动性质进行
的研 究方法 已经不 能对 地下复杂的情况进行 详细全 面的洞察 ，借助分 子模拟技术能够很好 的解决这一 问题。
了模拟研究 】 ，结果显示相较于小分 子 ，在一定的流速 区中大分子更 容 易分散。Ｍ ｅ ｙ ｅ ｒ 等人用分子模拟 方法研究小分子在液一 液界 面的扩
的吸附特性 。
并提 出 了许 多模型 。而巴西 科学家 用 Ｂ Ｉ Ｏ Ｓ Ｙ Ｍ 公司 的 Ｉ Ｎ Ｓ Ｉ Ｇ Ｈ Ｔ ｌ ｌ 软 件包中的 Ｄ Ｉ Ｓ Ｃ Ｏ Ｖ Ｅ Ｒ模型从微观水平上模拟了一些具 有不同或者相 同
原子的沥青质 的沉积 过程 ，通过对沥青质 的形 成和生长过程的研究 ， 得 出的结果与实验测试 结果相 吻合 。
分子模拟技术在油田化学及相关领域中的设计与应用
乔 少珂
延 长油 田股份有 限公司化验 中心 ，陕西延安 ，７ １ ６ ０ ０ ０
摘 要 ：分子模拟是近几年发展起来的一项计算化学技术， 其中包括蒙特卡洛、 分子动力学、 布朗动力学、 ＃－ ７ － － ＃￣、 量子力学等计算方法。
本 文 围绕 分子模 拟技术 在油 田化学及 相关领域 中的设 计与应 用展 开了较 为详细 的叙述 ，并在文 章最后指 出 了分 子模拟 技术未 来的应 用前景 和
述， 再 加上清晰的动画和图像显 示能够很好的辅助研究 。利 用分子模
型技术 中的三维 Ｑ Ｓ Ａ Ｒ 分析技术 ， 还能够预测 其化学与物理性质并能 辅助新产 品的开发 。
Ｋ ａ ｒ ａ ｂ ｏ ｒ ｎ ｉ 等 人用分 子动力学模 拟方法 对链 长 、端基性 质对胶 束内部 链构 象 、胶束形状 、胶束 内部 结构的影响进行 了研 究 ，模拟结果显示 胶束聚集体 的结构 与烃类似 ，胶束 内部结构 取决于胶束溶剂 、链的长
影响油气生产和运输的一 个重要 问题就 是油 井结蜡和沥青质。为
了解决油井 的清 防蜡问题 ，油田化学家们分 别从 宏观角度进行 了研 究
土 矿物 在底 面 问距上 分 别存在 １ ８ ３ ｎ ｍ，１ ５ ５ ｎ ｍ，１ ． ２ ０ ｎ ｍ，０ ， ９ ７ ｎ ｍ
等 四 个稳 定态 ，这项 模拟结 果十分 吻合实验数 据 ［ － 】 。而 Ｄ ｅ ｌ ｖ ｉ ｌ ｌ ｅ 用居 正 则系统蒙特卡洛 方法研究 了粘土层 间水 的性质 和水分子在粘土表面
剂发生 作用的环境 中的具体作 用过 程 ］ ，油田化学家很难亲 眼看到 ， 所 以他 们在进行设计 时多半是 凭借 自己的推测和经验 。分 子模 拟技术 凭 借其 对分子的运动行 为、分 子问的相互作用 以及分子结构 等精准描
能量最小化原理 ，Ｐ ａ ｒ ｋ ｅ ｒ 等人利用 Ｂ Ｉ Ｏ Ｓ Ｙ Ｍ公司的分子图形学软件进 行 了能预测 碳酸 盐矿物 的成长速 度、形态 、表面结构 的计 算机 模拟 ， 并对温度对 热容和 自由能等热 力学性 质的影响进行 了考察 ，分 别在原
散时发现在界面 区小分子 的扩散是各向异性的。 １ ． ６模拟沥青质的沉 积
１ ． １ 对 粘土矿物 的膨胀情况 的研究
油气勘探开采活动 的直接作用对 象就 是粘土矿物 ，进行油气钻采 作业时首先需要考 虑的问题就是如何防止粘土发生运移、分散 、膨胀 。
Ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ 公司的研究人员通过对蒙脱石的水化膨胀激励 的研究 ，得 出富粘
１ ． ４微乳液平衡态性质的模
微乳 液、水 、油共存 的三相平衡问题是在油水表面油性剂 构成 的 三元体系 中的一个设计 统计力学的问题。Ｇ ｕ ｎ ｎ 和 Ｌ ａ ｒ ｓ ｏ ｎ 根据 网络 模 型采取蒙特卡 洛方法对表面活性剂 形成的微乳液 、水 、油之 间的平 衡
１ ． ２ 模拟碳酸盐矿物的结晶生长和表面形态 判断油气沉积环境 的一 个重要因素就是碳酸盐矿物 ，而且粘 土矿
物学研究 的一个重要课题也是碳酸盐 的结 晶以及表面生长情况 。基 于
２ 辅 助油 田化学剂分子设计 当下油 田பைடு நூலகம் 学领域 中的一个热 门研究课题及 时根据现场 的低值 条 件 和工 艺要求设计油气 的开采 、开发 、集输用化学剂 ，这也是 当代 油 田化学 家需要 解决的主要 问题 。因为实验 手段的限制 ，对于油 田化 学
发 展方 向。
关键词 ：分子模拟技术； 油田 化学； 催化剂研制； 高分子设计
１ 分子模拟技术在油田化 学方面 的应用
随着单井开采深度 的增加 ， 勘测难度也 在不断的加大 ，以往常规
大分子 、 小分 子在 多孔介质 中的传输和扩散对于三次采油、过滤 、
色谱等问题的研究具有重要意义 。Ｓ ｏ ｒ ｂ ｉ ｅ 等人利 用蒙特 卡洛方法根据
子级 水平和 固体 Ｂ ｏ ｒ ｎ 模 型的基础 上探测 了碳 酸盐矿物 托表面结构 合
原 子问的相互作用势 。除此 之外还 研究了不纯物质 和外 加剂对结晶生
长 和表面结构 的影 响，解释 了磷酸盐抑制成核的机理 。
１ ． ３ 胶 束模 型的分 子动力学模拟
虽 然 目前 对于 表面 活 性 剂形 成 的胶 束 内部结 构 还没 有 一 个清 楚 全面 的认识 ，但是 表面 活性 剂对油 气开 采 的作 用是 非常重 要 的。