一种CO2泡沫体系稳定性检测方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及co2泡沫体系，尤其是指一种co2泡沫体系稳定性检测方法、装置、设备及计算机存储介质。

背景技术：

1、co2驱油技术在提高原油采收率的同时可实现碳减排，兼具经济效益和环境效益，是实现co2利用和封存的最佳选择之一。co2因具有低密度和低粘度特性易在非均质油藏中出现粘性指进和重力分异并导致气窜发生，co2泡沫驱是co2流度控制的重要方法。尤其是在非常规油气开采中，co2泡沫驱在实现调驱的同时还可作为压裂流体从而实现压裂驱油与封存一体化。

2、co2泡沫驱油是一种增强油田采收率的技术，也被称为co2驱油或co2泡沫注入。它是通过将二氧化碳(co2)与表面活性剂混合形成泡沫，并将其注入油藏中，以增加油藏中的有效驱替剂和改善油藏的物理性质。

3、co2泡沫驱油的主要原理是利用co2的溶解性、低表面张力和高流动性，以及泡沫的高驱替能力。co2可以溶解在原油中，减低原油的粘度，促进原油的流动性，从而增加采收率。泡沫的注入能够降低co2的相对渗透能力，使其更多地分散在油藏中，从而提高co2的利用率。

4、co2泡沫驱油技术可以应用于不同类型的油藏，包括常规油藏和非常规油藏(如页岩油和重油)。它被认为是一种环保的油田开发技术，因为co2是一种可再生的气体，使用co2泡沫驱油可以减少温室气体的排放并促进碳捕集和封存技术的发展。

5、然而，co2泡沫驱油技术仍然处于研究和实验阶段，尚未在大规模商业项目中得到广泛应用。在实际应用中，还需要考虑一些挑战和技术难题，例如co2泡沫的稳定性,泡沫是热力学不稳定体系，在液膜排液和气体扩散作用下其稳定性逐渐下降。有必要提出一种评价和解释泡沫体系稳定性的方法，用于co2泡沫驱油中表面活性剂的比选，以选择最适宜的表面活性剂构成最稳定的泡沫驱油体系，提高co2泡沫驱油和封存的效果。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中缺乏对泡沫体系稳定性定量评价的方法的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种co2泡沫体系稳定性检测方法，包括：

3、构建co2泡沫体系的表面活性剂分子模型；

4、根据co2泡沫体系表面活性剂的界面浓度确定表面活性剂分子数目；

5、根据指定数目的表面活性剂分子模型构建表面活性剂co2-水界面体系；

6、采用正则系综对所述表面活性剂co2-水界面体系进行模拟；

7、计算co2泡沫体系表面活性剂的界面张力；

8、根据所述界面张力得到co2泡沫体系稳定性检测结果。

9、优选地，所述co2泡沫体系的表面活性剂包括十二烷基羧基甜菜碱和十二烷基硫酸钠。

10、优选地，所述构建co2泡沫体系的表面活性剂分子模型包括：

11、采用chemsketch绘制co2泡沫体系的表面活性剂分子模型。

12、优选地，所述根据指定数目的表面活性剂分子模型构建表面活性剂co2-水界面体系包括：

13、利用gromacs软件构建预设大小的空盒子；

14、将指定数目的表面活性剂分子模型、水分子和co2分子放入所述空盒子，并进行能量最小化，得到所述表面活性剂co2-水界面体系。

15、优选地，所述表面活性剂分子模型的力场参数均选取charmm力场进行描述，所述水分子的力场参数采用简单点电荷模型spc/e进行描述，所述co2分子的力场参数采用epm2力场进行描述。

16、优选地，所述界面张力的计算公式为：

17、

18、其中，σ表示界面张力，lz是盒子z方向的尺寸，pxx、pyy和pzz分别是平行于xy界面方以及垂直于xy界面方向的压力的分量。

19、优选地，所述根据所述界面张力得到co2泡沫体系稳定性检测结果包括:

20、所述界面张力的绝对值与所述co2泡沫体系稳定性呈负相关。

21、本发明还提供了一种co2泡沫体系稳定性检测装置，包括：

22、模型构建模块，用于构建co2泡沫体系的表面活性剂分子模型；

23、分子数目确定模块，用于根据co2泡沫体系表面活性剂的界面浓度确定表面活性剂分子数目；

24、模拟体系构建模块，用于根据指定数目的表面活性剂分子模型构建表面活性剂co2-水界面体系；

25、系综模拟模块，用于采用正则系综对所述表面活性剂co2-水界面体系进行模拟；

26、界面张力计算模块，用于计算co2泡沫体系表面活性剂的界面张力；

27、稳定性检测模块，用于根据所述界面张力得到co2泡沫体系稳定性检测结果。

28、本发明还提供了一种co2泡沫体系稳定性检测设备，包括：

29、存储器，用于存储计算机程序；

30、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述一种co2泡沫体系稳定性检测方法步骤。

31、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种co2泡沫体系稳定性检测方法的步骤。

32、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

33、表面活性剂可以在气液界面形成一层薄膜，阻止泡沫的破裂和融合，根据泡沫体系的具体要求，选择具有较低临界胶束浓度、较高表面活性和稳定性的表面活性剂是增强泡沫稳定性的关键，本发明所述的co2泡沫体系稳定性检测方法，通过计算表面活性剂界面张力，对比不同表面活性剂的表面张力数值，可以评估其对泡沫稳定性的影响。

技术特征：

1.一种co2泡沫体系稳定性检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的co2泡沫体系稳定性检测方法，其特征在于，所述co2泡沫体系的表面活性剂包括十二烷基羧基甜菜碱和十二烷基硫酸钠。

3.根据权利要求1所述的co2泡沫体系稳定性检测方法，其特征在于，所述构建co2泡沫体系的表面活性剂分子模型包括：

4.根据权利要求1所述的co2泡沫体系稳定性检测方法，其特征在于，所述根据指定数目的表面活性剂分子模型构建表面活性剂co2-水界面体系包括：

5.根据权利要求4所述的co2泡沫体系稳定性检测方法，其特征在于，所述表面活性剂分子模型的力场参数均选取charmm力场进行描述，所述水分子的力场参数采用简单点电荷模型spc/e进行描述，所述co2分子的力场参数采用epm2力场进行描述。

6.根据权利要求1所述的co2泡沫体系稳定性检测方法，其特征在于，所述界面张力的计算公式为：

7.根据权利要求1所述的co2泡沫体系稳定性检测方法，其特征在于，所述根据所述界面张力得到co2泡沫体系稳定性检测结果包括:

8.一种co2泡沫体系稳定性检测装置，其特征在于，包括：

9.一种co2泡沫体系稳定性检测设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种co2泡沫体系稳定性检测方法的步骤。

技术总结
本发明涉及CO<subgt;2</subgt;泡沫体系技术领域，尤其是指一种CO<subgt;2</subgt;泡沫体系稳定性检测方法、装置、设备及计算机存储介质。表面活性剂可以在气液界面形成一层薄膜，阻止泡沫的破裂和融合，根据泡沫体系的具体要求，选择具有较低临界胶束浓度、较高表面活性和稳定性的表面活性剂是增强泡沫稳定性的关键，本发明所述的CO<subgt;2</subgt;泡沫体系稳定性检测方法，通过计算表面活性剂界面张力，对比不同表面活性剂的表面张力数值，可以评估其对泡沫稳定性的影响。

技术研发人员：高文,周娟,王波,荆铁亚,聂耀武,刘练波,刘志文,袁浩伟
受保护的技术使用者：华能庆阳煤电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15